本发明涉及炼油企业原油在线调合领域，尤其是原油非线性调合陷入局部极值或优化无解的情况。
背景技术：
：目前，在石油石化行业，原油在线调合优化技术近年来已开始得到成功应用，该技术目前主要是以控制原油的硫含量、酸值、石脑油收率等指标为目的，降低了CDU装置的腐蚀程度，使装置平稳运行，同时保证二次生产装置的部分加工要求。上述指标均具有线性加和特性，采用一般的线性优化技术即可求得调合配方。但是在原油调合中，还存在一些不具有线性加和特性的原油性质，如原油十六烷值，直接影响到柴油十六烷值。当以此类性质为优化目标时，采用原油非线性优化算法求解优化解时，常常陷入局部极值或优化无解的情况，导致无法正常进行原油的在线调合。当出现此情况时会造成：1)调合油性质超出CDU装置允许范围，加重了装置的腐蚀；2)生产出渣油等需二次加工的油品性质超标，不满足二次加工装置的要求；3)生产出的产品不合格，不能出厂销售。由此可见，为满足炼厂的正常生产，亟需解决此问题。技术实现要素：本发明针对现有技术中的不足，提出了一种基于分区初始化的原油非线性优化调合方法。这种方法主要是解决了原油在线调合过程中，涉及到非线性优化目标优化无解或陷入局部极值的问题。本发明的技术方案是：一种基于分区初始化的原油非线性优化调合方法，它包括以下步骤：对参与调合原油的各组分配方范围平均分成n份，获取各组分内的小配方范围；对各组分小配方范围内的质量份值进行重新组合形成初始质量份配比，进而优化求解获取组分原油的优化配方，并且计算各优化配方的可行性，将可行的优化配方组成优化配方集合，根据原油非线性调合优化方程选出最优的一组解作为最终的配方。本发明包括以下步骤：S1、获取原油调合基本参数：包括参与调合原油组分数m、组分原油性质、各组分配方范围XRi以及优化性质范围的约束条件，其中，i表示调合原油组分的编号，(i＝1,2…m)；S2、建立原油非线性调合优化方程；S3、将各调合原油组分配方范围平均分成n份，即得到各调合组分的小配方范围xRi,j，j表示各组分内小配方范围的编号,(j＝1,2…n)；S4、根据各调合组分的小配方范围xRi,j，计算出各调合组分在小配方范围内的初始质量份值xi,j(i＝1,2…m；j＝1,2…n)，每个组分产生n个初始质量份值；S5、按顺序依次从每种调合组分的n个初始质量份值中均选取一个，组成各组分新初始质量份配比Xbe，共产生k个组合，k＝nm；S6、从步骤S5的k个组合中挑选第t组新初始质量份配比Xbet，t的初始值取1；S7、在其他的调合基本参数不变的情况下，以Xbet为初始配方，调用非线性优化算法对原油非线性调合优化方程求解优化配方XSt；S8、判断步骤S7中求解的优化配方XSt是否为可行解，如果是可行解，则进入步骤S9，否则返回步骤S5；S9、将优化配方XSt记录到优化配方集合XOS中，进入步骤S10；S10、令t＝t+1，当t<＝k时，进入步骤S6，否则，结束求解可行解过程；S11、求解可行解的过程结束后，比较优化配方集合XOS中的几组可行解，根据原油非线性调合优化方程，以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，选出最优的一组解作为最终的配方。本发明的步骤S2中，原油非线性调合优化方程如下：minΦ(X)=Σl=1h[λl(f(X)l-goall)]2s.t.ΣX=1Xmin≤X≤XmaxRangeLl≤f(X)l≤RangeU1---(1)]]>式(7)中，Φ(X)为原油非线性调合优化方程的目标函数；s.t.表示原油非线性调合优化方程的约束条件，h表示原油参与优化的性质个数，f(X)l为原油参与优化的第l种性质所采用的调合规则，包括线性和非线性调合规则；X为各调合组分油的配方，X＝[x1,x2…xm]，X≥0；Xmin,i和Xmax,i分别为组分油i配方的最小值和最大值，Xmin,i≥0，Xmax,i≥0；λl为原油参与优化的第l种性质的权重，λl≥0；goall为原油参与优化的第l种性质的优化目标值，goall≥0；rangeLl为原油参与优化的第l种性质的目标下限，rangeUl为原油参与优化的第l种性质的目标上限。本发明的原油在优化调合过程中，f(X)l为原油参与优化的第l种性质所采用的非线性调合规则，计算十六烷值采用二次非线性回归模型：f(x)=Σi=1mCNixi+Σi=1mΣt=1,t≠jmαi,txixt---(2)]]>式(1)中，m为参与原油调合的组分数，f(x)是调合后原油十六烷值大小，CNi是组分原油i的十六烷值大小，xi是组分原油i调合占比，xt是组分原油t调合占比，αi,t(i≠t)为调合组分原油i与t的调合效应系数，其大小与正负反映了不同原油之间的非线性作用。本发明的步骤S3中，将各调合组分配方范围平均分成n份，即得到小配方范围rangei,j(i＝1,2…m；j＝1,2…n)，其计算过程如下：其中i＝1,2…m(3)δi＝(Xmax,i-Xmin,i)/n(4)其中j＝1,2…n(5)xmin,i,j＝Xmin,i+δi×(j-1)，xmax,i,j＝Xmin,i+δi×j(6)式(2)-(5)中，XRi为调合组分i的配方范围，Xmax,i为调合组分i的配方最大值，Xmin,i为调合组分i的配方最小值，m为参与原油调合的组分数，n为配方范围被平分的份数，δi为调合组分i配方范围被平分的间隔，xRi，j为调合组分i的第j个小配方范围，xmax,i,j为调合组分i的第j个小配方范围最大值，xmin,i,j为调合组分i的第j个小配方范围最小值。本发明的步骤S4中，依据xRi,,j，计算出各组分的初始质量份值xi,j(i＝1,2…m；j＝1,2…n)，即计算xRi,,j的中间值作为调合组分i的第j个初始质量份值，其计算过程如下：xi,j＝(xmax,i,j+xmin,i,j)/2，其中，i＝1,2…m，j＝1,2…n(7)。本发明的有益效果：本发明的基于分区初始化的原油非线性优化调合方法，解决了原油在线调合过程中，优化性质目标采用非线性调合规则时容易陷入局部极值或造成优化无解的问题。避免了因优化时陷入局部极值或优化无解，造成常减压装置腐蚀严重，生产的产品不合格等情况。附图说明图1是本发明的流程图。具体实施方式下面以本发明在某炼油企业实际实施情况并结合一具体算例，给出详细的计算过程和具体的操作流程。该企业主要加工杰诺、达尔混合和巴士拉中、沙重、沙中、阿曼等原油，为了降低生产成本，通常将低硫原油和高硫原油混合加工。为了安全生产降低常减压装置的腐蚀程度，调合原油酸、硫含量值等要控制在常减压装置设计参数范围内。同时为提高二次加工装置生产的柴油十六烷值，也将原油的十六烷值作为优化性质项。本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，一种基于分区初始化的原油非线性优化调合方法工作流程主要包括以下步骤：I.获取原油调合基本参数。结合一具体算例，假设本批次调合参与调合的原油为杰诺、达尔混合原油和巴士拉中原油，参与优化性质包括硫含量、酸值、十六烷值和渣油硫含量，各油种性质即优化约束条件如表1所示：表1参与调合原油性质及优化约束条件其中十六烷值采用的调合归则为二次非线性回归模型，具体见如下公式：f(x)=Σi=13CNixi+Σi=13Σt=1,t≠j3αi,txixt]]>式中，f(x)是调合后原油十六烷值大小，CNi是组分原油杰诺、达尔混合和巴士拉中的十六烷值大小，xi、xt是参与调合原油的调合占比，αi,t(i≠t)为调合组分原油间的调合效应系数，其大小与正负反映了不同原油之间的非线性作用，具体数值如表2所示：表2参与调合原油间的调合效应系数杰诺达混巴士拉中杰诺0.00-4.182-17.6达混-4.1820.0010巴士拉中-17.6100.00II.根据I.建立如式(7)的原油调合非线性优化方程。III.将各调合组分配方范围平均分成3份，即得到各调合组分的小配方范围，如表3所示：表3参与调合原油的小配方范围IV.根据表3，基于公式(5)～(6)计算每个小配方范围的中间值作为各组分原油的初始质量份值，计算结果如表4所示：表4参与调合原油的初始质量份值序号杰诺达混巴士拉中10.40.30.220.60.50.430.80.70.6V.从各组分原油的3个初始质量份值中均选取一个，组成新的初始质量份配比，共产生27组,如表5所示：表5产生的新初始质量份配比VI.基于表5产生的27组初始质量份配比，归一化后，直接采用MATLAB中fgoalattain算法进行优化算法，求出可行解。表6初始配方与对应优化结果按27组初始质量份配比进行优化求解，除了7组无可行解外，剩余20组初始质量份配比共产生了3组可行解，由表6所示。可行解与调合原油性质如表7所示。表7产生的可行解及调合原油性质序号优化可行解硫含量酸值十六烷值渣油硫含量10.45,0.45,0.11.620.3026.933.2220.5,0.4,0.11.740.2926.643.5030.6,0.2,0.22.210.2625.494.69VII.根据原油非线性调合优化方程(7)中的目标函数Φ(X)值大小，选择最终最优解。把3组可行解代入原油非线性调合优化方程(7)目标函数Φ(X)，寻找使得目标函数值最小的解，最终确定优化配方为[0.45,0.45,0.1]。本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。当前第1页1 2 3