运筹学-炼油厂计划问题(论文)word版.doc

炼油厂生产计划安排作者：******单位：09信管（2）班摘要：炼油厂总工艺流程长而复杂，首先将运用系统工程思想，对炼油厂总工艺流程设计建立一种数学模型，这种模型全面的描述了炼油厂的整个过程通过分析求解提出新的生产计划在很大程度上可以提高炼油厂的利润，该成果可以为部分企业调整其产品结构和生产计划提供依据，具有一定的理论价值关键字：炼油厂；lingo；优化；化工 引言：随着社会和经济的发展，石油资源变得越来越宝贵，而各个炼油厂为了获取更大的利润在购买原油和提高原油的产出率的同时，根据市场需求和市场价格调整本厂的生产计划，对炼油厂产油类别进行优化已经成为提高企业利润的一种有效的途径1 问题的提出炼油厂通过不同渠道购买原油1和原油2，原油经过分馏、重整、裂化和调和处理，所得到油和煤油可以直接用于销售1）分馏分馏是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10.100.200.200.120.200.13原油20.150.250.180.080.190.12（2）重整石脑油进入重整过程产生辛烷值为115的重整汽油，经过重整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0.60.520.45（3） 裂化轻油和重油经过催化裂化过程而产生裂化油和裂化汽油，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0.680.28重油0.750.20（4）调合汽油、航空煤油和煤油都可以利用石脑油、轻油、重油和裂化油等调合而成，而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1.00.61.50.05煤油的相关数据如下：假定煤油由轻油、裂化油、重油和残油按10:4:3:1调合而成①每天原油1的可供应量为20,000桶；②每天原油2的可供应量为30,000桶；③每天最多可分馏45,000桶原油； ④每天最多可重整10,000桶石脑油；⑤每天最多可裂化处理8,000桶； ⑥每天生产的润滑油必须在500桶到1,000桶之间；⑦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0.70.60.40.350.15提出问题：应如何制定炼油厂的生产计划，以得到最大利润。

假定所有变量之间相互关系均为线形关系2 建立数学模型2.1定义变量为了解题的需要，同时更好地表示炼油生产过程中的中间环节要求，定义最终变量和中间变量变量名物品名变量名物品名变量名物品名X1原油1X15原油2   X2中石脑油X16重石脑油X29轻石脑油X3重油X17轻油X30残油X4用于生产高级汽油的轻石脑油X18用于生产普通汽油的轻石脑油X31用于生产重整汽油的轻石脑油X5用于生产高级汽油的中石脑油X19用于生产普通汽油的中石脑油X32用于生产重整汽油的中石脑油X6用于生产高级汽油的重石脑油X20用于生产普通汽油的重石脑油X33用于生产重整汽油的重石脑油X7用于裂化生产的轻油X21用于生产航空煤油的轻油X34用于生产煤油的轻油X8用于裂化生产的重油X22用于生产航空煤油的重油X35用于生产煤油的重油X9用于生产润滑油的残油X23用于生产航空煤油的残油X36用于生产煤油的残油X10重整汽油X24裂化油X37裂化汽油X11用于生产普通汽油的重整汽油X25用于生产高级汽油的重整汽油X38用于生产普通汽油的裂化汽油X12用于生产高级汽油的裂化汽油X26用于生产煤油的裂化油X39用于生产航空煤油的裂化油X13普通汽油X27高级汽油X40润滑油X14航空煤油X28煤油  2.2 目标函数的建立所求目标为利润最大化：max=0.7*X27+0.6*X13+0.4*X14+0.35*X28+0.15*X402.3 约束条件的分析及其数学表达Max=0.7*X27+0.6*X13+0.4*X14+0.35*X28+0.15*X40;X1<=20000;X15<=30000;X1+X15<=45000;X29-0.10*X1-0.15*X15<=0;X2-0.20*X1-0.25*X15<=0;X16-0.20*X1-0.18*X15<=0;X17-0.12*X1-0.08*X15<=0;X3-0.20*X1-0.19*X15<=0; X30-0.13*X1-0.12*X15<=0; X31+X32+X33<=10000;X10-0.6*X31-0.52*X32-0.45*X33<=0;X7+X8<=8000;X37-0.28*X7-0.20*X8<=0;X24-0.68*X7-0.75*X8<=0;-X40<=-500;X40<=1000;X27-X4-X5-X6-X25-X12<=0;X13-X18-X19-X20-X11-X38<=0;X14-X21-X22-X23-X39<=0;X28-X34-X35-X36-X26<=0;X34/X26=10/4;X26/X35=4/3;X35/X36=3/1;X40-0.5*X9<=0;X27-0.40*X13 = 0;84*X13-90*X18-80*X19-70*X20-115*X10-105*X37<=0;94*X27-90*X4-80*X5-70*X6-115*X10-105*X37<=0;-X14+1.0*X21+0.6*X22+1.5*X39+0.05*X23<=0;X34/X26=10/4;X35/X36=3/1;X34-10*X36 = 0;X26-4*X36 = 0;X35-3*X36 = 0;X4 +X18+X31-X29<=0;X5+X19+X32-X2<=0;X6+X20+X33-X16<=0;X7+X21+X34-X17<=0;X8+X22+X35-X3<=0;X9+X23+X36-X30<=0;X11+X25-X10<=0;X38+X12-X37<=0;X26+X39-X24<=0;3 模型求解3.1 LINGO11.0版本软件LINGO是一种关于优化的教学软件，其可以在Windows操作系统下运行，对于非大型的线形和非线形问题都能计算，数据可以与office文档进行互换，操作简单实用。

3.2 模型求解（1）数据的输入（2）数据求解结果（见求解结果附表）3.3最优生产方案炼油厂为了获得最大利润在原油1的使用量为15000桶和原油2的使用量为30000桶时，从图3-5可以读出共生产高级汽油约7,667桶，普通汽油约19,168桶，航空煤油约15,156桶，润滑油500桶，不生产煤油利润约为23,005.7400元4 结论炼油厂在原有的生产计划下创造利润为18，306.2900元，而采用新的生产计划时能增加利润469.4500元，大大提高了企业的生产效益，提高员工的福利待遇利用WinQSB求解含变量和约束条件较多的数学模型时能大大缩短求解过程，但在求解非线形数学模型和变量之间关系比较复杂时，速度比较慢也容易出错，这个是以后在学习和工作中要解决的问题参考文献：[1] 熊伟. 运筹学[M]. 机械工业出版社，2006[2] 廖克俭，戴跃玲，丛玉凤. 石油化工分析[M]. 化学工业出版社，2005[3] 李淑培. 石油加工工艺学[M]. 中国石化出版社，2006附表：Local optimal solution found. Objective value: 23005.74 Infeasibilities: 0.5010810E-13 Total solver iterations: 145 Variable Value Reduced Cost X27 7667.429 0.000000 X13 19168.57 0.000000 X14 15156.00 0.000000 X28 0.000000 0.6238095E-01 X40 500.0000 0.000000 X1 15000.00 0.000000 X15 30000.00 0.000000 X29 6000.000 0.000000 X2 10500.00 0.000000 X16 8400.000 0.000000 X17 4200.000 0.000000 X3 8700.000 0.000000 X30 5550.000 0.000000 X31 0.000000 0.2514286 X32 0。