石油精炼模型

《石油精炼模型》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、石油精炼问题模型摘要石油是不可再生资源，它是保障各国经济发展、政治稳定的战略物资，被称为“黑色黄金”、“经济血液”。随着我国经济的发展，石油需求量也急剧增加，石油精炼随之成为一个热点问题。石油的精炼过程需要使用原油经过分离、转化、提纯和混合四道工序，最终生产出丁烷、汽油、柴油以及民用燃料油产品。本文基于石油精炼厂既要“使成本最低”，又要“满足产量和质量上的要求”这两个问题，通过建立石油精炼线性规划模型，成功地解决了上述两个问题，并对石油精炼厂提出一些建议。首先，为了解决“使成本最低”这个问题，我们系统分析了影响炼油成本的各个因素，将整个流程简化并概括为第一、

2、第二和第三类工艺过程，从而深入浅出地确立了模型的目标函数和必要的相关变量，将问题进行了简化，进一步揭示了原油用量和工艺成本之间的密切联系，为数学模型的建立奠定了基础。然后，针对要“满足产量和质量上的要求”这个问题，我们对产量和质量上有关约束条件认真的梳理，再结合目标函数，逐步得出模型条件，最后确定了满足条件的数学模型。接着，用Lingo软件对此数学模型进行求解，并用matlab软件对所得的结果进行了检验。最后，经过对计算结果的分析，石油精炼厂当月的最低工艺成本为1068389欧元，只需使用304731.6吨的原油2，所得产品也都“满足产量和质量上的要求”。结

3、合石油精炼厂的实际生产利润情况，本文还通过引入产品价格建立了精炼厂净利润最大化的数学模型，将模型进行了很好的延伸与推广。关键词：线性规划工艺成本利润最大化一、问题的提出石油精炼厂将使用两种原油生产丁烷（butane），汽油（petrol），柴油（dieseloil），以及民用燃料油（heatingoil）。为生产出这些产品，需要四道工序：分离，转化，提纯和混合。其主要流程以及所用原料比例如下图所示：法律规定了一些汽油和柴油的规格指标。对于汽油有三项重要指标：辛烷值，蒸汽压和挥发性。辛烷值是对汽油的抗爆能力的度量。蒸汽压能够反映出汽油储存过程中发生爆炸的风险，

4、尤其在炎热条件下。挥发性能够决定在寒冷气候条件下发动机是否能够容易启动。空气污染法规对柴油的含硫量进行了规定。下面的表格中列出了最终产品的规格指标和中间产品的成分组成。如果对某一项没有限制，则对应域保留为空。我们假定所有这些成分都将按照质量线性混合（实际上只有含硫量如此）。表1：规格指标及其中间产品组成成分规格丁烷重整油裂解石脑油裂解轻柴油去硫轻柴油汽油柴油辛烷值12010074——>=94—蒸汽压602.64.1——<=12.7—挥发性105312——>=17—含硫量（%）——0.120.760.03—<=0.05假设此精炼厂下个月需要生产20000吨丁烷

5、，40000吨汽油，30000吨柴油，42000吨燃料油。可用原油分别为250000吨原油1，500000吨原油2。重整炉每月加工能力为70000吨，脱硫工艺每月加工能力为80000吨，裂解工艺每月加工能力为40000吨。各个工艺的成本取决于其中使用的燃料和催化剂。分馏，重整，脱硫和裂解的成本分别为每吨2.10,4.18,2.04,0.60欧元。问此精炼厂应该如何安排生产才能在满足产量要求的基础上使成本最低。二、模型的假设和定义（1）石油精炼厂的每天的产量都是统一效率，没有随机性的产量不稳定存在；（2）石油精炼各过程中催化剂不参与反应，催化反应前后质量守恒；

6、（3）精炼厂将若干种中间产物进行混合时不发生化学反应，也即混合后质量不变；（4）在成产工艺中会生成气体和石焦油以及其他的残余物，因此在分馏和催化裂解后百分比总和小于1；（5）假定计算检验汽油和柴油的规格指标中所有成分都将按照质量线性混合；（6）定义石油分馏过程为第一类工艺，重整、催化裂解、脱硫为第二类工艺，最终混合为第三类工艺；（7）定义分馏得到的丁烷、石脑油、残渣、轻柴油为第一类中间产物，重整等工艺得到的丁烷、重整油、裂解石脑油、裂解轻柴油、去硫轻柴油为第二类中间产物，最终得到的汽油、柴油和民用燃料油为最终产物；（8）假设模型推广中-90#汽油、10#柴油

7、为该石油精炼厂生产的最终产品。三、符号说明：代表满足要求的最低生产成本；：代表使用原油1的量；：代表使用原油2的量；：代表生产汽油的丁烷用量；：代表生产汽油的重整油用量；：代表生产汽油的裂解石脑油用量；：代表生产柴油的脱硫轻柴油用量；：代表生产柴油的裂解轻柴油用量；：代表生产柴油的裂解石脑油用量；：代表生产民用燃料油的脱硫轻柴油用量；：代表生产民用燃料油的裂解轻柴油用量；：代表生产民用燃料油的裂解石脑油用量；四、问题的分析4.1建立模型的方向石油精炼问题属于应用性比较强的线性规划求最优解问题，我们应该分析清楚整个生产流程，理清各种工艺以及中间产物之间的关系线

8、路，逐步列出模型的目标函数以及相应的约束条件并运算求