煉油廠生產(chǎn)計劃安排

1、案例1.1煉油廠生產(chǎn)計劃安排煉油廠最優(yōu)生產(chǎn)計劃問題煉油廠購買兩種原油（原油1和原油2）,這些原油經(jīng)過四道工序處理：分儲、重整、裂化和調(diào)和，得到油和煤油用于銷售。1、分儲分儲將每一種原油根據(jù)沸點不同分解為輕石腦油、中石腦油、重石腦油、輕油、重油和殘油。輕、中、重石腦油的辛烷值分別是90、80和70,每桶原油可以產(chǎn)生的各種油分儲見表1。表1原油分儲得到的油分（桶/桶）輕石腦油中石腦油重右腦油輕油重油殘油原油10.100.200.200.120.200.13原油20.150.250.180.080.190.12在分儲過程中有少量損耗。2、重整石腦油可以直接用來調(diào)合成不同等級的汽油，也可以進(jìn)入重整過程

2、。重整過程產(chǎn)生辛烷值為115的重整汽油，不同的石腦油經(jīng)過重整可以得到的重整汽油見表2。表2石腦油經(jīng)過重整后提到的重整汽油（桶/桶）輕石腦油中石腦油重右腦油重整汽油0.60.520.453、裂化輕油和重油可以直接經(jīng)調(diào)合產(chǎn)生航空煤油，也可以經(jīng)過催化裂化過程而產(chǎn)生裂化油和裂化汽油，裂化汽油的辛烷值為105,輕油和重油裂化產(chǎn)生的產(chǎn)品見表3。表3輕油重油裂化產(chǎn)生的產(chǎn)品（桶/桶）裂化油裂化汽油輕油0.680.28重油0.750.20裂化油可以用于調(diào)合成煤油和航空煤油，裂化汽油可用于調(diào)合或汽油。殘油可以用來生產(chǎn)潤滑油或者用于調(diào)合成航空煤油或煤油，一桶殘油可以產(chǎn)生5.5桶潤滑油。4、調(diào)合(1)汽油(發(fā)動機(jī)燃料

3、)有兩種類型的汽油，普通汽油和高級汽油，這兩種汽油都可以用石腦油、重整汽油和裂化汽油調(diào)合得到。普通汽油的辛烷值必須不低于84,而高級汽油的辛烷值必須不低于94,我們假定，調(diào)合成的汽油的辛烷值與各成份的辛烷值及含量成線性關(guān)系。(2)航空煤油航空煤油可以用輕油、重油、裂化油和殘油調(diào)合而成。航空煤油的蒸汽壓必須不超過每平方厘米1公斤，而輕油、重油、裂化油和殘油的蒸汽壓見表4。表4各種油品的蒸汽壓(公斤/平方厘米)輕油重油裂化油殘油蒸汽壓1.00.61.50.05可以認(rèn)為，航空煤油的蒸汽壓與各成份的蒸汽壓及含量成線性關(guān)系。煤油煤油由輕油、裂化油、重油和殘油按10:4:3:1調(diào)合而成。各種油品的數(shù)量及處

4、理能力:(A)每天原油1的可供應(yīng)量為20,000桶；(B)每天原油2的可供應(yīng)量為30,000桶；(C)每天最多可分儲45,000桶原油；(D)每天最多可重整10,000桶石腦油；(E)每天最多可裂化處理8,000桶；(F)每天生產(chǎn)的潤滑油必須在500桶到1,000桶之間；(G)高級汽油的產(chǎn)量必須是普通汽油產(chǎn)量的40%。各種產(chǎn)品的利潤見表5所示。表5各種最終產(chǎn)品的利潤(元/桶)高級汽油普通汽油航空煤油煤油潤滑油利潤700600400350150該煉油廠的工藝流程圖下圖所示。問題：應(yīng)如何制定煉油廠的生產(chǎn)計劃，以得到最大利潤。一、問題分析該煉油廠的最終生產(chǎn)產(chǎn)品是普通汽油、特級汽油、飛機(jī)燃料、燃料油、

5、潤滑油這5種成品油，用的最初原料是原油C1和原油C2,中間產(chǎn)品有重整汽油、裂化油、裂化汽油。由于各種成品油利潤不同，所以這5種產(chǎn)品各生產(chǎn)數(shù)量，相互間的生產(chǎn)比例都會影響到總利潤?，F(xiàn)在，本題的目標(biāo)是求出這5種成品油各生產(chǎn)多少時獲得總利潤最大。為了求出5種成品油各生產(chǎn)多少時獲得總利潤最大，總的求解思路如下：首先，求出總利潤與5種成品油各生產(chǎn)數(shù)量的函數(shù)關(guān)系；第二，找出生產(chǎn)這5種成品油所需原材料，以及各原材料在生產(chǎn)時的使用比例；第三，由于煉油廠的生產(chǎn)實際能力有限，以及市場需求的原因，該煉油廠的原料油、中間產(chǎn)品和最終成品油的生產(chǎn)數(shù)量是受到約束的，所以要找出這些約束條件；第四，根據(jù)目標(biāo)方程和約束條件，編程實

6、現(xiàn)求解，得到最大總利潤。二、模型建立與求解1.模型的建立：(1)變量設(shè)置用Z1,Z2,代表原油1和原油2的輸入量，X1,X2,X3分別為由蒸儲后得到的輕、中、重石腦油的數(shù)量，Xii,Xi2為i種石腦油用于高檔和普通發(fā)動機(jī)油混合的數(shù)量，Xi3為i種石腦油輸入重整裝置的量（i=1,2,3）。X4為由重整裝置得到的重整汽油量，X41,X42為分別用于高檔和普通發(fā)動機(jī)油混合的數(shù)量。輕油（X6）和重油（X7）有一部分輸入裂解裝置，一部分直接輸入煤油、燃料油的混合裝置。由蒸儲裝置得到的渣油（X9）一部分輸入渣油處理裝置。提煉得潤滑油；一部分輸入煤油、燃料油混合裝置。該煉油最終產(chǎn)品為yi,Y2,，平。（2）

7、目標(biāo)函數(shù)MaXz=700yi+600y2+400y3+350y4+150y5約束條件各裝置投入產(chǎn)出關(guān)系如蒸儲裝置有Xi=0.7zi+0.15z2,X2=0.2zi+0.25z2,X3=0.2zi+0.18z2,x7=0.i2zi+0.08z2,X8=0.2zi+0.i9z2,Xg=0.i3zi+0.i2z2又XI=Xii+Xi2+Xi3,X2=X2i+X22+X23,X3=X3i+X32+X33,X7=X7i+X72+X73,X8=X8i+X82+X83,X9=X9i+X92+X93對重整裝置有X4=0.6XI3+0.52X23+0.45X33,又X4=X4i+X42+X43對裂解裝置有X5=

8、0.28X73+0.2X83,又X5=X5i+X52x6=0.68x73+0.75X83,又X6=X6i+X62對渣油處理裝置有y5=0.5X93對發(fā)動機(jī)油混合裝置有yi=xii+X2i+X3i+X4i+X5iy2=XI2+X22+X32+X42+X52對煤油、燃料油混合裝置有y3=X6i+X7i+X8i+X9Iy4=X62+X72+X82+X92各裝置能力限制zi+z2-45000,XI3+X23+X33-I0000X73+X83-8000,發(fā)動機(jī)油辛烷值限制90Xii+80X2i+70X3i+II5x4i+I05x5i_94（xii+X2i+X3i+X4i+X5i）90XI2+80X22+

9、70X32+II5X42+I05X52_84（XI2+X22+X32+X42+X52）煤油氣壓的限制燃料油比例的限制X62X72X82-X924103原油供應(yīng)限制Zi<20000,z2.30000最終產(chǎn)品數(shù)量限制500<y5<1000,71.0.4y2變量非負(fù)限制，所有變量均02.模型的求解采用lindo軟件編程如下：Max700y1+600y2+400y3+350y4+150y5S.T.x1-0.1z1-0.15z2=0x2-0.2z1-0.25z2=0x3-0.2z1-0.18z2=0x7-0.12z1-0.08z2=0x8-0.2z1-0.19z2=0x9-0.13z1

10、-0.12z2=0x1-x11-x12-x13=0x2-x21-x22-x23=0x3-x31-x32-x33=0x7-x71-x72-x73=0x8-x81-x82-x83=0x9-x91-x92-x93=0x4-0.6x13-0.52x23-0.45x33=0x4-x41-x42-x43=0x5-0.28x73-0.2x83=0x5-x51-x52=0y5-0.5x93=0y1-x11-x21-x31-x41-x51=0y2-x12-x22-x32-x42-x52=0y3-x61-x71-x81-x91=0y4-x62-x72-x82-x92=0z1+z2<=45000x13+x23

11、+x33<=10000x73+x83<=80004x11+14x21+24x31-21x41-11x51<=0-6x12+4x22+14x32-31x42-21x52<=00.5x61-0.4x81-0.95x91<=0x62-4x92=0x72-10x92=0x82-3x92=0z1<=20000z2<=30000y5>=500y5<=1000y1-0.4y2>=0END結(jié)果如下：LPOPTIMUMFOUNDATSTEP27OBJECTIVEFUNCTIONVALUE1) 0.2113651E+08VARIABLEVALUEREDU

12、CEDCOSTY315156.0000000.000000Y40.0000000.000000Y5500.0000000.000000X16000.0000000.000000Z115000.0000000.000000Z230000.0000000.000000X210500.0000000.000000X38400.0000000.000000X74200.0000000.000000X88700.0000000.000000X95550.0000000.000000X110.0000000.000000X126000.0000000.000000X130.00000090.491142X

13、210.0000000.000000X2210500.0000000.000000X230.00000050.036312X312837.8984380.000000X32155.2397160.000000X335406.8618160.000000X710.00000039.282845X720.000000129.282852X734200.0000000.000000X814900.0000000.000000X820.0000000.000000X833800.0000000.000000X914550.0000000.000000X920.0000000.000000X931000

14、.0000000.000000X42433.0878910.000000X412433.0878910.000000X420.0000000.000000X430.000000958.141785X51936.0000000.000000X511546.7926030.000000X52389.2074280.000000X65706.0000000.000000X615706.0000000.000000X620.0000000.000000ROWSLACKORSURPLUSDUALPRICES2) 0.000000665.3762213) 0.000000548.2700204) 0.00

15、0000431.1638185) 0.000000439.2828376) 0.000000400.0000007) 0.000000400.0000008) 0.000000-665.3762219) 0.000000-548.27002010) 0.000000-431.16381811) 0.000000-439.28283712) 0.000000-400.00000013) 0.000000-400.00000014) 0.000000958.14178515) 0.000000-958.14178516) 0.000000841.03558317) 0.000000-841.035

16、58318) 0.000000400.00000019) 0.000000-400.00000021)0.000000712.21875022)0.000000595.11248823)0.000000400.00000024)0.000000350.00000025)0.000000447.13833626)4593.1381840.00000027)0.00000068.20711528)0.00000011.71062229)0.00000011.71062230)3429.5000000.00000031)0.000000-50.00000032)0.00000040.00000033

17、)0.000000-50.00000034)5000.0000000.00000035)0.00000026.48772236)0.000000-650.00000037)500.0000000.00000038)0.000000-12.218727NO.ITERATIONS=27!MM/DD/YYYY=04/09/2011!HH:MM:SS=18:11:37單純形法分析如下：THETABLEAUROW(BASIS)Y1Y2Y3Y4Y5X11ART0.0000.0000.0000.0000.0000.0002X520.0000.0000.0000.0000.0000.0003X20.0000.

18、0000.0000.0000.0000.0006X920.0000.0000.0000.0000.0000.0007Y50.0000.0000.0000.0001.0000.0008X10.0000.0000.0000.0000.0001.0009X220.0000.0000.0000.0000.0000.00010Z10.0000.0000.0000.0000.0000.00011X330.0000.0000.0000.0000.0000.00012X80.0000.0000.0000.0000.0000.00013X90.0000.0000.0000.0000.0000.00014X810

19、.0000.0000.0000.0000.0000.00015X40.0000.0000.0000.0000.0000.00016Z20.0000.0000.0000.0000.0000.00017X50.0000.0000.0000.0000.0000.00018X60.0000.0000.0000.0000.0000.00019X120.0000.0000.0000.0000.0000.00020X930.0000.0000.0000.0000.0000.00021Y11.0000.0000.0000.0000.0000.00022Y20.0001.0000.0000.0000.0000.

20、00023Y30.0000.0001.0000.0000.0000.00024X610.0000.0000.0000.0000.0000.00025X830.0000.0000.0000.0000.0000.00026SLK260.0000.0000.0000.0000.0000.00027X320.0000.0000.0000.0000.0000.00028X310.0000.0000.0000.0000.0000.00029X510.0000.0000.0000.0000.0000.00030SLK300.0000.0000.0000.0000.0000.00031X620.0000.00

21、00.0000.0000.0000.00032Y40.0000.0000.0001.0000.0000.00033X820.0000.0000.0000.0000.0000.00036SLK370.0000.0000.0000.0000.0000.00037X410.0000.0000.0000.0000.0000.00038X730.0000.0000.0000.0000.0000.000ROWZ1Z2X2X3X7X8X910.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00020.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00030.0000.0001.0

22、000.0000.0000.0000.00040.0000.0000.0001.0000.0000.0000.00050.0000.0000.0000.0001.0000.0000.00060.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00070.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00080.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00090.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000101.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000110.0000.0000.0000.0000.0

23、000.0000.000120.0000.0000.0000.0000.0001.0000.000130.0000.0000.0000.0000.0000.0001.000140.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000150.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000160.0001.0000.0000.0000.0000.0000.000170.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000180.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000190.0000.0000.0000.0000.0000.

24、0000.000200.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000210.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000220.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000230.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000260.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000270.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000280.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000290.0000.0000.0000.0000.0000.0000

25、.000300.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000310.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000320.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000330.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000340.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000350.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000360.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000370.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000

26、380.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000ROWX11X12X13X21X22X23X3110.0000.00090.4910.0000.00050.0360.0002-0.5710.000-0.530-0.2860.000-0.2630.00030.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00040.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00050.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00060.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00070.0000.0000.0000

27、.0000.0000.0000.00080.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00090.0000.0000.0001.0001.0001.0000.000100.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000110.0000.0000.4660.0000.0000.7280.000120.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000130.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000160.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000170.0000.0000.0000.0000.

28、0000.0000.000180.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000191.0001.0001.0000.0000.0000.0000.000200.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000210.0000.0000.0410.0000.0000.0230.000220.0000.0000.1030.0000.0000.0570.000230.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000240.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000250.0000.0000.0000.0000.0000

29、.0000.000260.0000.0000.5340.0000.0000.2720.00027-0.4290.000-0.367-0.7140.000-0.6800.000280.4290.000-0.0990.7140.000-0.0481.000290.5710.0000.5300.2860.0000.2630.000300.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000310.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000320.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000330.0000.0000.0000.0000.00

30、00.0000.000340.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000350.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000360.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000370.0000.000-0.3910.0000.000-0.1920.000380.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000ROWX32X33X71X72X73X81X8210.0000.00039.283129.2830.0000.0000.00020.0000.0000.0310.0310.0000.0000.00030.

31、0000.0000.0000.0000.0000.0000.00060.0000.0000.000-0.1000.0000.0000.00070.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00080.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00090.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000100.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000110.0001.000-0.049-0.0490.0000.0000.000120.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000130.0000.

32、0000.0000.0000.0000.0000.000140.0000.0001.0001.3000.0001.0000.000150.0000.000-0.022-0.0220.0000.0000.000160.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000170.0000.0000.0800.0800.0000.0000.000180.0000.000-0.070-0.0700.0000.0000.000190.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000200.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000210.0000.

33、0000.0310.0310.0000.0000.000220.0000.0000.0760.0760.0000.0000.000230.0000.000-0.0701.7300.0000.0000.000240.0000.000-0.0700.3300.0000.0000.000250.0000.000-1.000-1.0000.0000.0000.000260.0000.0000.0490.0490.0000.0000.000271.0000.0000.0460.0460.0000.0000.000280.0000.0000.0030.0030.0000.0000.000290.0000.

34、0000.0490.0490.0000.0000.000300.0000.0000.4350.4500.0000.0000.000310.0000.0000.000-0.4000.0000.0000.000320.0000.0000.000-1.8000.0000.0000.000330.0000.0000.000-0.3000.0000.0001.000360.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000370.0000.000-0.022-0.0220.0000.0000.000380.0000.0001.0001.0001.0000.0000.000ROWX83X9

35、1X92X93X4X41X4210.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00020.0000.0000.0000.0000.0000.0001.28630.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00040.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00050.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00060.0000.0001.0000.0000.0000.0000.00070.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00080.0000.0000.0000.0000.0000.0000.

36、00090.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000100.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000110.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000120.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000130.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000140.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000150.0000.0000.0000.0001.0000.0000.000160.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00017

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38、00.0000.0000.0000.0000.000-0.286280.0000.0000.0000.0000.0000.0000.286290.0000.0000.0000.0000.0000.000-1.286300.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000310.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000320.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000330.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000340.0001.0000.0000.0000.0000.0000.000350.0000

39、.0000.0000.0000.0000.0000.000360.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000370.0000.0000.0000.0000.0001.0001.000380.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000ROWX43X5X51X52X6X61X621958.1420.0000.0000.0000.0000.0000.00020.4360.0000.0001.0000.0000.0000.00030.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00040.0000.0000.0000.0000.0000.

40、0000.00050.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00060.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00070.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00080.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00090.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000100.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00011-0.9530.0000.0000.0000.0000.0000.000120.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000

41、130.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000160.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000170.0001.0000.0000.0000.0000.0000.000180.0000.0000.0000.0001.0000.0000.000190.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000200.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000210.4360.0000.0000.0000.0000.0000.000221.0890.0000.0000.0000.0000.0000.000230.

42、0000.0000.0000.0000.0000.0000.000240.0000.0000.0000.0000.0001.0000.000250.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000260.9530.0000.0000.0000.0000.0000.000270.6530.0000.0000.0000.0000.0000.000280.3000.0000.0000.0000.0000.0000.00029-0.4360.0001.0000.0000.0000.0000.000300.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000310.000

43、0.0000.0000.0000.0000.0001.000320.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000330.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000340.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000350.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000360.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000370.5710.0000.0000.0000.0000.0000.000380.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000ROWSLK25SLK

44、26SLK27SLK28SLK29SLK30SLK341447.1380.00068.20711.71111.7110.0000.00020.0090.0000.0760.005-0.0230.0000.00050.1200.0000.0000.0000.0000.0000.00060.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00070.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00080.1000.0000.0000.0000.0000.0000.00090.2000.0000.0000.0000.0000.0000.000101.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000110.1440.000-0.123-0.034-0.0340.0000.000120.2000.0000.0000.0000.0000.0000.000130.1300.0000.0000.0000.0000.0000.000140.3200.000-1.0000.0000.0000.0000.000150.0650.000-0.055-0.015-0.0150.0000.000160.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000170.0100.0000.2000.0000.0000.0000.00018-0