运筹学建模炼油厂生产计划安排文档格式.docx

1、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0.680.280.75（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）渣油蒸汽压1.01.50.05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

2、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0.70.40.35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

3、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；（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原油2 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

4、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于生产润滑油的渣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煤油 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重整汽油精裂化汽油裂化油普通汽油飞机燃料残渣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

5、后的产品及份额见表1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）（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）重油（桶）（4）调和发动机油，煤油，燃料油等可以利用石脑油、轻油、重油、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。气压（kg/cm2）轻石脑油、中石脑油等辛烷值9080701

6、15105=94=84其他相关数据如下1燃料油中，轻油、重油、裂解油和渣油的比例应为10：3：4：1。2每天原油1可供应量为20000桶。3每天原油1可供应量为30000桶。4蒸馏装置能力每天最大为45000桶。5重整装置每天最多重整10000桶石脑油。6裂化装置能力最大为8000桶。7润滑油每天产量为5001000桶之间。8高档发动机油产量不低于普通发动机油产量的40%。各种产品的利润见表6高档动机油（桶）普通发动机油（桶）煤油（桶）燃料油（桶）润滑油（桶）利润（元）7006004003501502：目标函数的建立Max=700y1+600y2+400y3+350y4+150y5;约束条件分

7、析各装置投入产出关系如蒸馏装置有 x1=0.7z1+0.15z2， x2=0.2z1+0.25z2， x3=0.2z1+0.18z2， x7=0.12z1+0.08z2， x8=0.2z1+0.19z2， x9=0.13z1+0.12z2又 x1=x11+x12+x13， x2=x21+x22+x23， x3=x31+x32+x33， x7=x71+x72+x73， x8=x81+x82+x83， x9=x91+x92+x93对重整装置有 x4=0.6x13+0.52x23+0.45x33 x4=x41+x42+x43对裂解装置有 x5=0.28x73+0.2x83，又x5=x51+x52 x

8、6=0.68x73+0.75x83，又x6=x61+x62对渣油处理装置有 y5=0.5x93对发动机油混合装置有 y1=x11+x21+x31+x41+x51 y2=x12+x22+x32+x42+x52对煤油、燃料油混合装置有 y3=x61+x71+x81+x91 y4=x62+x72+x82+x92各装置能力限制 z1+z245000， x13+x23+x3310000 x73+x838000，发动机油辛烷值限制 90x11+80x21+70x31+115x41+105x5194（x11+x21+x31+x41+x51） 90x12+80x22+70x32+115x42+105x5284

9、（x12+x22+x32+x42+x52）煤油气压的限制 1.5x61+1.0x71+0.6x81+0.05x91x61+x71+x81+x91燃料油比例的限制原油供应限制最终产品数量限制变量非负限制，所有变量均根据约束条件建立表达式Max=700y1+600y2+400y3+350y4+150y5S.T.x1-0.1z1-0.15z2=0x2-0.2z1-0.25z2=0x3-0.2z1-0.18z2=0x7-0.12z1-0.08z2=0x8-0.2z1-0.19z2=0x9-0.13z1-0.12z2=0x1-x11-x12-x13=0x2-x21-x22-x23=0x3-x31-x32

10、-x33=0x7-x71-x72-x73=0x8-x81-x82-x83=0x9-x91-x92-x93=0x4-0.6x13-0.52x23-0.45x33=0x4-x41-x42-x43=0x5-0.28x73-0.2x83=0x5-x51-x52=0x6-0.68x73-0.75x83=0x6-x61-x62=0y5-0.5x93=0y1-x11-x21-x31-x41-x51=0y2-x12-x22-x32-x42-x52=0y3-x61-x71-x81-x91=0y4-x62-x72-x82-x92=0z1+z2=45000x13+x23+x33=10000x73+x83=80004

11、x11+14x21+24x31-21x41-11x51=0-6x12+4x22+14x32-31x42-21x520.5x61-0.4x81-0.95x91x62-4x92=0x72-10x92=0x82-3x92=0z1=20000z2=500y5 五、模型求解本题使用LINDO解题。一、解题数据输入：二：结果如下三、结果分析1.根据第一部分（Objective function value 目标函数值2.根据第二部分（RANGES IN WHICH THE BASIS IS UNCHANGED 最优基不变的范围）灵敏度分析结果的第一列是目标函数中的变量系数范围，目标函数中各变量的系数在可行

12、增量和可行减量之间变动可保证最优解不变，以Y1为例，其当前系数为700，可行增量是18.067978，可行减少量是892.088684,所以在最优解不变的前提下Y1的系数可以变化的范围是（-192.089,718.067978），其他分析情况同上，注意，在临界值处可能会出现奇异性。第二部分结果的第二列是限制条件中右边系数的变化范围，右边系数在可行增量和可行减量之间变动可保证最优基不变，以第25个限制条件为例，其当前系数是45000.000000，可行增量是5000.000000，可行减少量是13412.202148,所以在最优基不变的前提下该限制条件可以变化的范围是（50000.000000,

13、31587.797852），其他分析情况同上，注意，在临界值处可能会出现奇异性。四、最优生产方案每日使用的原油1和原油2的桶数分别为15000、30000，可分别得到轻、中、重石脑油，轻、重油，渣油，重整汽油，裂解汽油，裂解油6000、10500、8400、4200、8700、5550、2433、1936、5706桶，以及最终产物高档、普通发动机油，煤油，燃料油，润滑油分别6818原油使用量桶数1500030000中间产物表6000105008400420087005550243319365706最终产物产量表68181704415156500合计：21136510 六、模型评估1.模型的优点：（一）模型结果合理性。通过对模型进行求解得到的结果符合题目要求，也符合实际情况。（二）模型的可扩展性强。本模型可借鉴到用于求解其他关于线性规划的问题，在实际的生产安排中具有一定的指导性。2.模型的缺点：由于lindo软件不能画图，不能形象地展现总利润与单个产品利润之间的关系。 七、参考文献1 熊伟. 运筹学M. 机械工业出版社，20062 廖克俭，戴跃玲，丛玉凤. 石油化工分析M. 化学工业出版社，2005