炼化企业一体化生产计划优化研究

发布时间：2020-07-04 20:40

【摘要】：生产物流是物流领域的研究重点,主要研究生产工艺流程中的物流活动,是企业提高生产效益的关键。石化行业是国民经济基础,是生产物流的典型研究对象。而生产计划是生产物流的核心内容,是生产物流计划和管理的依据。开展石化企业炼化一体化生产计划优化研究,对石化行业自身发展和生产物流优化研究都具有重大意义。目前很少有理论和计算应用于解决炼化一体化的生产计划优化问题,依托课题组基础,考虑模型规模和求解复杂度,如何既能更快地给出优化方向,又能全面保留全局优化优势,还能贴合生产实际,加快获得炼化一体化生产计划最优解,是进一步发展急需突破的挑战。本文以国内的典型炼化企业为研究对象,在原有模型基础上,提出以实现模型和实际生产相匹配的关键参数——装置的收率为对象,构建线性模型并以此替代原有非线性模型,探索既可有效保留原有系统全局优化优势又可简化求解的研究思路。首先基于对石化生产流程物质流的分析研究,结合企业生产计划优化研究的国内外现状,为展开研究提供理论支持。进一步解析炼化企业的石油炼化生产流程,结合炼化行业生产计划相关的专业知识和概念,为炼化企业一体化生产计划的模型构建和优化研究奠定了基础。然后研究了具体生产装置的原理和运行情况,并据此构建了装置收率模型,同时以生产装置为单元节点,分析工艺流程中的物质流情况。最后基于企业生产的全流程网络模型,构建炼化企业的一体化生产计划优化模型,选取炼化企业某月的实际生产数据,基于GAMS平台编写模型程序及并完成优化求解。本文以石化生产中物流活动为研究对象,通过生产计划全局优化研究,获得最优的生产物流分配,提高原料利用率、优化产品结构和企业生产利润。选取实际的生产数据进行实验,实现同属混合整数非线性规划(MINLP)问题的模型求解,获得了基于这一改造模型的炼化一体化生产计划优化模型的全局最优解,给出符合系统寻优的方向,基本吻合实际生产情况,且求解时间大幅缩短的研究成果。
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：F426.72;F273
【图文】：

生产流程图,生产流程图,炼化

１．３研究内容与方法逡逑１．３．１研究内容逡逑如图１－１所示，本文对典型炼化企业一体化生产计划的优化问题展开研宄，逡逑主要针对物料在炼化企业内部的物流走向，分析各个生产工艺装置对物料流的影逡逑响，以最后生产的产品经济效益最高为目标，优化调整的对象为各个装置的物料逡逑输入量和产品输出量。逡逑ｆ数据收集与、逡逑、分析处理ｙ逡逑炼化一体化生产过程分析逡逑关键生产装置模型建模逡逑炼化一体化全流程网络构建逡逑炼化一体化生Ｔ计划优化模型逡逑模型求解、结果分析逡逑图ｉ－ｉ研究内容的主要路线逡逑（１）炼化生产过程分析和模型逡逑炼油厂主要的物流过程如图１－２所示，炼油的原料需要从产地运输到炼油厂逡逑进行生产可以通过船舶运输，进过管道进入炼袖厂的储油罐。然后就是经过炼袖逡逑厂内部的生产过程，加工装置的处理，生产成不同的石油化工产品，经过分销，逡逑流入到市场中。炼化一体化生产涉及到炼油厂和化工厂的生产过程分析，从而建逡逑立基于物质的全厂模型。其中炼油厂的生产比较复杂，涉及的加工工艺复杂，生逡逑产的产品种类多

炼化企业,生产概况,化工厂,炼化

厂的主要产品有柴油、汽油、煤油和化工溶剂，两个乙烯工程生产的一系列的化逡逑学品，产品数目和种类较多。逡逑如图２－１所示，Ａ炼化企业的关键生产装置总共有４４个，其中包括５个产逡逑品调和装置，５个储池，以及３４个加工装置。而且各生产装置不仅在工厂内部逡逑有紧密的生产联系，而且跨厂存在物质流的相互关联。使得炼厂和化工厂之间并逡逑不是完全独立，存在着相关的连接关系。如炼油厂生产的副产品r廊芗劣秃桶五义贤酚涂勺魑こВ钡纳希忧馕灿秃捅娇勺魑こВ驳纳稀ｅ义贤被こР母辈芬部梢源有伦魑痘械脑鲜褂谩ｅ义贤夤簨p逦化，逡逑原料逡逑：逦＾逡逑ｒ逦广６？溶剂油ｑ逦化工厂１逦丨——＾化学品逡逑（１０套装置）逡逑外逦２逦‘邋——逦Ｉ逡逑购逦炼油厂逦煤油销逡逑＾逦（１３套装置）逦溶剂逦售逡逑油逡逑＂Ｉ邋：；／ｉ：３逦ＦＷｉ逦Ｔ逡逑加Ｓ尾油．．．．．．．．．．．逦化工厂２逦；￣￣？化学品逡逑苯逦（ｎｓ＾ｆｉ）逡逑外购逦’了逡逑原料逦化学品逡逑逦邋—：逡逑图２－１邋Ａ炼化企业的生产概况逡逑Ａ炼化企业是炼化一体化综合的企业，包括炼油厂和若干化工厂。炼油厂主逡逑要是将原油进行炼制，产品包括石油柴油等成品油直接销售市场。同时也会产生逡逑一些副产品如加氢尾油、苯等化工原料

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