专利名称：一种原油调合优化方法
技术领域：
本发明涉及炼油企业原油加工领域，尤其是原油调合的优化方法。
背景技术：
目前，在石油、石化行业，成品油(如汽油、柴油)调合优化技术已广泛应用，但未见在原油加工中使用调合优化技术。常减压装置(⑶U)是原油加工的第一道环节，⑶U在生产中对原油的性质含量(如硫含量和酸含量)有严格要求，原油加工企业目前广泛采用人工调合方法，由手工计算各掺炼原油占比，配比量往往不能达到最优，造成生产波动大且效益不佳等问题。
发明内容
本发明目的是针对原油加工企业原油调合生产中目前广泛采用人工计算原油占t匕，存在生产波动大、效益不佳等问题，提出了一种原油调合优化方法。在满足设备工艺约束条件的前提下，以原油性质含量目标偏差最小或兼顾经济最优为目标进行优化调合，并且采用范围内定值、向下限优化和向上限优化三种优化方式，获取最优调合配方，下载到控制系统执行，避免原油性质含量变化给CDU及后续加工装置带来的损害，并提高生产效率和经济效益。本发明的技术方案是一种原油调合优化方法，该方法包括以下步骤首先，进行本次调合参数初始化，设定原油各掺炼线即各组分油占比的下限和上限；其次，选择优化目标，包括调合后原油性质含量与目标偏差最小和经济最优两种优化目标；再次，选择调合后原油参与优化的性质及其范围、优化方式和权重，优化方式采用范围内定值、向下限优化和向上限优化三种方式；最后，获取原油各掺炼线即组分油的当前性质数据，在满足设定的约束条件下，按照优化目标对应的方式进行调合，得到的各掺炼线即组分油的占比，下发控制系统执行。本发明中，该方法采用调合后原油性质含量与目标偏差最小的方式作为优化目标，通过最小化求解调合后原油的实际相关性质含量与调合后原油相关性质含量设定目标的偏差函数，采用式(I)计算得到各组分油的占比
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_9] Φ(Χ) = YajiXi -Pj
J=I /=1
ηs.t. ^xi = I
/=1wX ^ tB (I)tX ^ VXfflin ^ X ^ Xfflax式⑴中，Φ⑴为目标函数；i表示参与调合原油的掺炼线个数即组分油个数，j表示组分油或调合后原油相关性质的个数；x为各组分油的占比，X = [xpxfxj'x彡O ；λ j为原油第j，j = 1，2···πι种性质的权重，Aj^O ；aji为原油第i条掺炼线即第i种组分油的第j种性质含量％为原油第j种性质含量的调合目标，Pj ^ O ；w为当前批次调合总量，w > O ;t为当前批次调合预计执行时间，t > O ;B为原油各掺炼线最大流速，B = [b1；lvbn]T，B彡O…为与各掺炼线连接的各调合罐即各组分油可供调合总量，V = [v1；νη]τ, V彡O ;Xmin和Xmax分别为预先设定的各组分油占比的下限和上限，Xmin = [xlmin, X2min-··
Xnmin]，^min ^ 0 ^mas [Xlmax ^2max ^nmax-I，^max ^ 本发明中，对于调合后原油的性质含量采用范围内定值、向下限优化和向上限优化三种方式调合后原油的第j性质含量的调合目标h满足式(2)， Pjmin ( Pj ( Pjmax ⑵式⑵中，Pillin为调合后原油第j种性质含量下限，ρ_χ为调合后原油第j种性质含量上限。那么，向下限优化时取Pj = Pjmin ;向上限优化时取P」=Pjmax ;范围内定值优化时Pj不再作调整。本发明中，出于安全性和经济性考虑，在求解目标函数时，对于硫含量的生产指标,在上述设定范围内向上限优化,取Pj = PjmaxO而对于酸含量的生产指标,在上述设定范围内向下限优化，取h = p>in。对于炼厂石脑油收率和渣油收率的生产指标，P」不再作向上限或下限方向的调整，即采取范围内定值优化方式。本发明中，该方法采用经济最优的方式作为优化目标，考虑调合后原油性质含量与目标偏差最小的同时，实现生产成本最小化，即在满足设定的约束条件下，采用式(3)计算得到各组分油的占比
权利要求
1.一种原油调合优化方法，其特征在于该方法包括以下步骤 首先，进行本次调合参数初始化，设定原油各掺炼线即各组分油占比的下限和上限；其次，选择优化目标，包括调合后原油性质含量与目标偏差最小和经济最优两种优化目标； 再次，选择调合后原油参与优化的性质及其范围、优化方式和权重，优化方式采用范围内定值、向下限优化和向上限优化三种方式； 最后，获取原油各掺炼线即组分油的当前性质数据，在满足设定的约束条件下，按照优化目标对应的方式进行调合，得到的各掺炼线即组分油的占比，下发控制系统执行。
2.根据权利要求I所述的原油调合优化方法，其特征在于该方法采用调合后原油性质含量与目标偏差最小的方式作为优化目标，通过最小化求解调合后原油的实际相关性质含量与调合后原油相关性质含量设定目标的偏差函数，采用式(I)计算得到各组分油的占比
3.根据权利要求I所述的原油调合优化方法，其特征是对于调合后原油的性质含量采用范围内定值、向下限优化和向上限优化三种方式 调合后原油的第j性质含量的调合目标h满足式(2)， Pjmin ( Pj ( Pjmax ⑵ 式(2)中，p>in为调合后原油第j种性质含量下限，p_x为调合后原油第j种性质含量上限。
那么，向下限优化时取Pj = Pjmin ;向上限优化时取Pj = Pjmax ;范围内定值优化时Pj不再作调整。
4.根据权利要求3所述的原油调合优化方法，其特征是出于安全性和经济性考虑，在求解目标函数时，对于硫含量的生产指标，在上述设定范围内向上限优化，取Pj = PjmaxO而对于酸含量的生产指标，在上述设定范围内向下限优化，取Pj = Pjfflin0对于炼厂石脑油收率和渣油收率的生产指标，Pj不再作向上限或下限方向的调整，即采取范围内定值优化方式。
5.根据权利要求I所述的原油调合优化方法，其特征在于该方法采用经济最优的方式作为优化目标，考虑调合后原油性质含量与目标偏差最小的同时，实现生产成本最小化，即在满足设定的约束条件下，采用式(3)计算得到各组分油的占比 式(3)中，Ψ (X)为考虑了经济最优后的目标函数；i表示原油的掺炼线个数即组分油个数，j表示原油、组分油的性质个数；x为各组分油的占比，X = [X1, X2…χη]τ, X彡O ; λ j为原油、组分油第j，j = 1，2···ηι种性质的权重，Aj^O a为原油第i条掺炼线即第i种组分油的第j种性质含量为原油第j种性质含量的调合目标，Pj ^ O ；w为当前批次调合总量，w ^ O ；t为当前批次调合预计执行时间，t > O ;B为原油各掺炼线最大流速，B =[b1； lvbn]T，B彡O…为与各掺炼线连接的各调合罐即各组分油可供调合总量，V = [v1；A…VJT，V彡O ;Xmin和Xmax分别为预先设定的各组分油占比的下限和上限，Xmin = [xlmin,X2min-XnmJXmin ^ O, Xmax = [Xlniax, X2niax... XnmaJT，Xmax ^ O ；Ci 为第 i 种组分油的采购价格，Ci ^ O ； Y为价格权重，Y彡O。
全文摘要
本发明公开了一种原油调合优化方法，该方法面向原油加工企业，支持调合后原油性质含量与目标偏差最小，即在满足一定约束条件下，通过最小化求解各掺炼原油的相关性质含量与设定目标的偏差函数，得到各种掺炼原油的占比。出于安全性和经济性考虑，该方法还支持原油性质含量在范围内定值、向下限优化和向上限优化三种优化方式。该方法还支持经济最优优化目标，即在考虑调合后的原油性质含量与目标偏差最小的同时，实现生产成本最小化。该方法自动生成原油调合占比，下载到控制系统执行，为CDU提供满足加工要求的原油，避免原油性质变化给CDU及后续加工装置带来的损害，提高了生产效率和经济效益，特别适用于炼油企业的原油加工。
文档编号C10G7/00GK102643662SQ20121012541
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者吴沪宁, 周家庆, 曹忠国, 陈华军, 陈夕松 申请人:南京富岛信息工程有限公司