挑战
美国一家加工不同原油膳食的炼油厂出现了热预热传热损失，导致原油吞吐量受到限制。尽管存在这种限制，他们还是制定了一项计划，以采取更积极的原油购买与混合策略。
原油主要由阿拉斯加北坡和巴肯原油组成，但也含有不同比例的冷湖原油、阿尔伯塔西部混合原油、Llyod Kerobert原油和Bow South原油。炼油厂预测了替代原油采购战略的经济效益，但仍担心原油预热结垢、传热损失和其他加工问题可能会加速显现。这些风险对预期收益构成了威胁。
Veolia与该客户接洽，帮助其制定解决方案，以管理现有和未来计划采购制度的负面影响。目标是保持或改善传热，并防止停机、重复清洁和产生过多的污垢。
解决方案
Veolia的CrudePLUS*技术与化学处理方案相结合，可帮助炼油厂评估并消除每种原油的结垢问题和不稳定性所带来的影响。
CrudePLUS使炼油厂能够近乎实时地、更好地评估与每次原油采购相关的加工影响和成本。根据这些数据，就能够以前馈方式控制和优化化学处理程序的调整。
对炼油厂的原油和混合油进行的测试表明，最佳方法是在原油装置预热系统中添加防污剂 (AF)，并在原油罐区进行原油稳定剂 (CS) 处理，以处理有问题的原油和混合配方。为了确定处理程序的有效性，我们使用Veolia先进的数学建模算法，围绕一组关键的脱盐原油/真空底管束建立了传热系数模型。该模型包含了所有关键的传热预测变量，在过去的460天内每四个小时从历史记录中检索一次运行数据，以建立基线（见图1）。
在基线期间，由于传热能力的侵蚀而造成的累计吞吐量减少被评估为$11.6MM/年。在随后引入AF和AF+CS的每个运行阶段，模型都使用了验证数据集，以确保在条件发生变化时，基于传热系数的统计意义。为了更清楚地了解结垢的影响，我们还对数据进行了归一化处理（图2）。
为管理替代原油混合物的处理而实施的程序如下：
- 使用CrudePLUS约束优化，将RIX和FPX降至最低，以此作为优化原油混合物的第一个缓解措施。
- 在处理原油混合物之前使用CrudePLUS预测分析，以确保有效的化学处理。
- 根据每种混合物的RIX和FPX结果安排原油混合物。
- 根据CrudePLUS的建议管理原油稳定剂的注入量和用量，尽量减少不稳定情况的发生，并协同提高防污剂计划的性能。
- 按照Veolia服务团队的建议管理防污剂的注入量和用量，以缓解高温原油预热结垢问题。
结果
图3概述了Veolia缓解措施在降低污垢率方面的优势。该图比较了未经处理、使用AF处理以及使用AF+CS处理的归一化趋势。该图显示了CS对AF的协同效应——污垢减少率从仅使用AF时的62%提升到了34%。总体而言，采用AF+CS计划后，传热损失减少了96%。
由于系统中的污垢减少，在最近的运行周期中，管束清洁频率从两次周转之间的6次减少到了零次。
图4显示了通过采纳Veolia对该系统的建议而实现的改进年化价值。CrudePLUS计划所带来的总体影响是通过降低原油预热污垢成本和减少泔水油的产生来衡量的。处理后的总净效益（包括了采用针对性化学药剂的缓解措施成本）估计为5.7MM/年或0.51美元/BBL的成本节约。
*Veolia商标；可能已在一个或多个国家/地区注册。