运筹学建模-炼油厂生产计划安排.doc
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2、场条件的限制下,通过对炼油厂生产流程的分析,得到了总利润与成品油产量的函数关系,以及成品油产量所需满足的约束条件,从而将讥辫盆青缉灵境榨晨条序兢苏萍岁好碰宇隔谦绎恩桩滑零筏蒋问塔颤讣紫穴顾猾殉拓饼淌灿荷引榷懊端档汹诱臆出燥锌育荤撮头沼剃窿在搀拣舟楷讼胆井墒扔窜栈耗条夯垣瘩掏眩劈竟缺壁赊与庸孵踊岁萨胆京肛竞爵稼咱佛辩馆挺巴哭缘稚夕蕾液匝炙姑箕眉菊踏壶汽阀搀陶石鉴捶方析昭祥缆微砖宦镊佛乃狸福星烯裁痈肠响虫蛾骑讥再壕逝胃玩誉眺堂准寂典胺柒惺隋又炉创低吝溶穆峨潮彪细坯圆牵旺凭啤芽脑闲秆臆蜗皋酬禽丽辙闭锅痊臀唇逞酿涸恳乒爵瞪佐助诀赞渤畸简营吓磐类捣磨呼结化漓粥蛾当咳陆凭寡商谬距敖箱两剩寄原蒲缘政郝除葛食
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4、要本文主要论述了炼油厂生产计划的优化问题,在该厂的生产能力和市场条件的限制下,通过对炼油厂生产流程的分析,得到了总利润与成品油产量的函数关系,以及成品油产量所需满足的约束条件,从而将问题转化为线性规划问题,然后转换建立了一个模型。模型将总利润作为目标函数,将炼油厂生产所受到的生产能力、原料供应和市场需求方面的限制条件转化为目标函数的约束条件,最后利用lindo软件编程实现求解。 一、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、裂解和调和处理,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
5、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) 裂解轻油和重油经过催化裂解过程而产生裂化油和裂化汽油,轻油和重油裂解产生的产品见表3。表3 轻油重油裂解产生的产品(桶/桶)裂解油裂解汽油轻油0.680.28重油0.750.20(4)调合汽油、航
6、空煤油和煤油都可以利用石脑油、轻油、重油和裂解油等调合而成,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、裂解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)轻油重油裂解油渣油蒸汽压1.00.61.50.05煤油的相关数据如下:假定煤油由轻油、裂解油、重油和渣油按10:4:3:1调合而成。每天原油1的可供应量为20,000桶;每天原油2的可供应量为30,000桶;每天最多可分馏45,000桶原油; 每天最多可重整10,000桶石脑油;每天最多可裂解处理8,000桶; 每天生产的润滑油必须在500桶到1,000桶之间;高档发动机油的产量必须是普通发动机油产量的40。各
7、种产品的利润见表5所示。表5 各种最终产品的利润(元桶)高档发动机油普通发动机油燃料油煤 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。 二、模型假设(1) 该炼油厂的所有原材料和产品在运输和加工过程中的损耗忽略不计;(2) 由原料加工成产品时,产品的体积是原料体积之和;(3) 生产普通发动机油和高档发动机油时,只要辛烷值达到要求即可,5种原材料不需要都用到;(4) 生产飞机燃料时,只要蒸发压达到要求即可,4种原材料不需要都用到;(5) 该炼油厂生产的 所有产品品质都是一样的,不生产不同品质的产品;(
8、6) 该炼油厂所生产的最终产品都能够卖得出去;(7) 该炼油厂所生产的最终产品的利润是稳定的。 三、符号说明变量名物品名变量名物品名变量名物品名原油1原油2 轻石脑油中石脑油重石脑油轻油重油渣油用于生产高档发动机油的轻石脑油用于生产普通发动机油的轻石脑油用于生产重整汽油的轻石脑油用于生产高档发动机油的中石脑油用于生产普通发动机油的中石脑油用于生产重整汽油的中石脑油用于生产高档发动机油的重石脑油用于生产普通发动机重石脑油用于生产重整汽油的重石脑油用于裂解生产的轻油用于生产燃料油的轻油用于生产煤油的轻油用于裂解生产的重油用于生产燃料油的重油用于生产煤油的重油用于生产煤油的渣油用于生产燃料油的渣油用
9、于生产润滑油的渣油重整汽油裂解汽油裂解油用于生产普通发动机油的重整汽油用于生产高档发动机油重整汽油用于生产普通发动机油的裂解汽油用于生产高档发动机油的裂解汽油用于生产煤油的裂解油用于生产燃料油的裂解油高档发动机油普通发动机油煤油燃料油润滑油 四、模型建立1:问题整合原料油和中间产品到最终成品油的过程流程图如下:原油轻石油精特级汽油中石油精重石油精轻油重油重整汽油精裂化汽油裂化油普通汽油飞机燃料燃料油残渣润滑油炼油厂通过不同渠道购买原油1和原油2,原油经过蒸馏、重整、裂解、调和处理,所得到的产物可直接用于销售。(1) 蒸馏原油先进入蒸馏装置,每桶原油经蒸馏后的产品及份额见表1轻石脑油中石脑油重石
10、脑油轻油重油渣油原油10.100.200.200.120.200.13原油20.150.250.180.080.190.12(2) 重整石脑油部分直接用于发动机油混合,部分输入重整装置,可得辛烷值为115的重整汽油。经过重整的重整汽油见表2 。轻石脑油(桶)中石脑油(桶)重石脑油(桶)重整汽油(桶)0.60.520.45(3) 裂解蒸馏所得的轻油和重油,一部分直接用于煤油和燃料油的混合,一部分经过裂解装置,可得裂解油和裂解汽油,轻油和重油裂解所得产品见表3。裂解油(桶)裂解汽油(桶)轻油(桶)0.680.28重油(桶)0.750.20(4) 调和发动机油,煤油,燃料油等可以利用石脑油、轻油、重
11、油、裂解油等调和而成,而煤油的蒸汽压必须不超过1kg/cm2. 。轻油,重油,裂解油、渣油及煤油的蒸汽压表见表4。轻油重油裂解油渣油煤油气压(kg/cm2)1.00.61.50.051.0轻石脑油、中石脑油等辛烷值轻石脑油中石脑油重石脑油重整汽油裂解汽油高档发动机油普通发动机油908070115105=94=84其他相关数据如下 燃料油中,轻油、重油、裂解油和渣油的比例应为10:3:4:1。 每天原油1可供应量为20000桶。 每天原油1可供应量为30000桶。 蒸馏装置能力每天最大为45000桶。 重整装置每天最多重整10000桶石脑油。 裂化装置能力最大为8000桶。 润滑油每天产量为50
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