炼油厂生产计划安排

炼油厂生产计划安排 炼油厂最优生产计划问题 炼油厂购买两种原油（原油 1 和原油 2），这些原油经过四道工序处理：分馏、重整、裂化和调和，得到油和煤油用于销售。 1、分馏 分馏将每一种原油根据沸点不同分解为轻石脑油、中石脑油、重石脑油、轻油、重油和残油。轻、中、重石脑油的辛烷值分别是 90、 80 和 70，每桶原油可以产生的各种油分 馏 见表 1。 表 1 原油分馏得到的油分（桶 /桶） 轻石脑油 中石脑油 重石脑油 轻 油 重油 残油 原油 1 油 2 分馏过程中有少量损耗。 2、重整 石脑油可以直接用来调合成不同等级的汽油，也可以进入重整过程。重整过程产生辛烷值为115 的重整汽油，不同的石脑油经过重整可以得到的重整汽油见表 2。 表 2 石脑油经过重整后提到的重整汽油（桶 /桶） 轻石脑油 中石脑油 重石脑油 重整汽油 、裂化 轻油和重油可以直接经调合产生航空煤油，也可以经过催化裂化过程而产生裂化油和裂化汽油，裂化汽油的辛烷值为 105，轻油和重油裂化产生的产品见表 3。 表 3 轻油重油裂化产生的产品（桶 /桶） 裂化油 裂化汽油 轻油 油 化油可以用于调合成煤油和航空煤油，裂化汽油可用于调合或汽油。残油可以用来生产润滑油或者用于调合成航空煤油或煤油，一桶残油可以产生 润滑油。 4、调合 (1)汽油 (发动机燃料 ) 有两种类型的汽油，普通汽油和高级汽油 ,这两种汽油都可以用石脑油 、重整汽油和裂化汽油调合得到。普通汽油的辛烷值必须不低于 84，而高级汽油的辛烷值必须不低于 94，我们假定，调合成的汽油的辛烷值与各成份的辛烷值及含量成线性关系。 (2)航空煤油 航空煤油可以用轻油、重油、裂化油和残油调合而成。航空煤油的蒸汽压必须不超过每平方厘米 1 公斤，而轻油、重油、裂化油和残油的蒸汽压见表 4。 表 4 各种油品的蒸汽压（公斤平方厘米） 轻油 重油 裂化油 残油 蒸汽压 以认为，航空煤油的蒸汽压与各成份的蒸汽压及含量成线性关系。 (3)煤油 煤油由 轻油、裂化油、重油和残油按 10:4:3:1 调合而成。各种油品的数量及处理能力： (A)每天原油 1 的可供应量为 20,000 桶； (B)每天原油 2 的可供应量为 30,000 桶； (C)每天最多可分馏 45,000 桶原油； (D)每天最多可重整 10,000 桶石脑油； (E)每天最多可裂化处理 8,000 桶； (F)每天生产的润滑油必须在 500 桶到 1,000 桶之间； (G)高级汽油的产量必须是普通汽油产量的 40。 各种产品的利润见表 5 所示。 表 5 各种最终产品的利润（元桶） 高级汽油 普通汽油 航空煤油 煤 油 润滑油 利 润 700 600 400 350 150 该炼油厂的工艺流程图下图所示。 问题 : 应如何制定炼油厂的生产计划，以得到最大利润。 一、 问题分析 该炼油厂的最终生产产品是普通汽油、特级汽油、飞机燃料、燃料油、润滑油这 5 种成品油，用的最初原料是原油 1C，中间产品有重整汽油、裂化油、裂化汽油。由于各 种成品油利润不同，所以这 5 种产品各生产数量，相互间的生产比例都会影响到总利润。现在，本题的目标是求出这 5 种成品油各生产多少时获得总利润最大。 为了求出 5 种成品油各生产多少时获得总利润最大，总的求解思路如下： 首先，求出总利润与 5 种成品油各生产数量的函数关系； 第二，找出生产这 5 种成品油所需原材料，以及各原材料在生产时的使用比例； 第三，由于炼油厂的生产实际能力有限，以及市场需求的原因，该炼油厂的原料油、中间产品和最终成品油的生产数量是受到约束的，所以要找出这些约束条件； 第四，根据目标方程和约束条件，编程实 现求解，得到最大总利润。 二、模型建立与求解 （ 1） 变量设置 用 表原油 1 和原油 2 的输入量， 、重石脑油的数量， i 种石脑油用于高档和普通发动机油混合的数量， i 种石脑油输入重整装置的量（ i=1,2,3）。 由重整装置得到的重整汽油量， 分别用原油 1 原油 2 于高档和普通发动机油混合的数量。轻油（ 重油（ 一部分输入裂解装置，一部分直接输入煤油、燃料油的混合装置。由蒸馏装置得到的渣油（ 部分输入渣油 处理装置。提炼得润滑油；一部分输入煤油、燃料油混合装置。该炼油最终产品为 ， （ 2） 目标函数 z=700000050503)约束条件 各装置投入产出关系 如蒸馏装置有 x1=x2=x3= x7=x8=x9=重整装置有 x4=裂解装置有 x5= x6=渣油处理装置有 对发动机油混合装置有 y1=y2=煤油、燃料油混合装置有 y3=y4= 各装置能力限制 z1+45000， 10000 8000， 发动机油辛烷值限制 9000150594(9000150584( 煤油气压的限制 燃料油比例的限制 6 2 7 2 8 2 924 1 0 3x 原油供应限制 122 0 0 0 0 , 3 0 0 0 0 最终产品数量限制 5 1 25 0 0 1 0 0 0 , 0 . 4y y y 变量非负限制，所有变量均 0 采用 件编程如下： 0000005050 z1+00 果如下 ： T 27 ) 8 1 2 3 5 1 1 2 2 3 7 8 9 11 12 13 21 22 23 31 32 33 71 72 73 81 82 83 91 92 93 4 41 43 5 51 52 6 61 62 R ) ) ) ) ) ) ) ) 0) 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 0) 1) 22) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 0) 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) O. 27 !D/04/09/2011 !M:18:11:37 单纯形法分析如下： ( 6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 26 7 8 9 0 30 1 2 3 4 5 34 36 37 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 26 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 4 5 16 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 36 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 0.