一种高性能汽油调合非线性优化方法技术

技术编号:15778457 阅读:163 留言:0更新日期:2017-07-08 18:18
本发明专利技术公开了一种高性能汽油调合非线性优化方法,采用线性调合并结合非线性调合规则,提高汽油加工企业成品油调合精度。该方法支持调合后汽油性质含量与目标偏差最小和经济最优相结合的综合指标,且支持汽油性质含量在范围内定值、向下限优化、向上限优化及范围内优化四种优化方式,提高了生产的灵活性,系统自动生成汽油调合配方,下发到控制系统执行。该方法可为炼厂汽油调合提供满足国标要求的汽油调合配方,避免质量过剩,提高了生产效率和经济效益,特别适用于炼油企业的汽油加工。

A nonlinear optimization method for high performance gasoline blending

The invention discloses a high performance gasoline blending nonlinear optimization method, which uses linear modulation combined with non-linear regulation rules to improve the precision of gasoline product processing in gasoline processing enterprises. This method supports comprehensive index of blending gasoline quality content and target deviation and minimum economic optimal combination, and support the gasoline properties contents in the range of default, to limit to the upper limit of optimization, optimization and optimization within the scope of four kinds of optimization methods, improve the flexibility of the production system, automatic generation of gasoline blending recipe, issued to implement control system. The method can provide gasoline blending formula to meet the requirements of the national standard for refinery gasoline blending, avoid excessive quality, improve production efficiency and economic benefits, and is especially suitable for gasoline processing in refining enterprises.

【技术实现步骤摘要】
一种高性能汽油调合非线性优化方法
本专利技术涉及炼油企业汽油调合领域,尤其是汽油调合的优化方法,具体是一种高性能汽油调合非线性优化方法。
技术介绍
随着我国环保要求的日益提高,要求汽油满足更加严格的排放标准。而与此同时,随着世界油价上涨,炼油企业为提高效益,必须实现质量卡边控制。上述问题要求汽油调合必须实现更高精度的控制。为方便实施,现有的汽油调合技术主要采用线性的调合规则来近似,但调合组分之间存在复杂的调合效应,尤其是辛烷值,采用线性调合规则很难准确预测调合结果。部分汽油调合技术虽考虑了辛烷值的非线性问题,但还有其它性质,如雷德蒸汽压,也具有非线性特性。此外,部分性质有多个调合规则,如辛烷值有相互作用法、斯图尔特(Stewart)法等非线性调合规则,调合系统如何灵活地根据炼油企业自身情况选择不同调合规则是炼油企业现阶段亟需解决的问题。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题,本专利技术提出了一种高性能汽油调合非线性优化方法,该方法能够在满足设备工艺等约束条件的前提下,采用线性和非线性调合规则,支持多种优化方式,以汽油性质含量目标偏差最小且经济最优为目标进行优化调合,保证汽油质量指标的同时,提高企业经济效益。一种高性能汽油调合非线性优化方法,通过求解目标函数来获得各组分油占比,该目标函数既考虑汽油参与优化的不同性质的调合值在优化范围内与优化目标值偏差最小,同时考虑生产成本最小化,具体包括以下步骤:a、进行本次调合参数初始化:设定调合总量,调合总流速的上限和下限,各掺炼线流速的上限和下限,参与调合的组分油种类,各组分油量的上限,各组分油占比的上限和下限;一条掺炼线上输入一种组分油,组分油可通过调合组分罐输入掺炼线也可以从生产装置直接输入掺炼线参与调合;b、选择汽油参与优化的性质种类、调合规则、各性质的优化范围、优化目标值、优化方式和权重,组分油的价格目标和权重,不同性质种类选择不同的性质规则;c、获取各掺炼线中组分油的当前性质;d、通过目标函数计算各组分油占比;e、占比下发到控制系统执行;f、判断本次调合是否完成:完成则结束,未完成则返回步骤c。本专利技术中,权重的选择依据人工经验进行设定。本专利技术中,所述目标函数为下式:式(1)中,Φ(X)为目标函数;k表示汽油参与优化的性质种类个数,f(X)j为汽油参与优化的第j种性质所采用的调合规则,不同种性质采用不同的调合规则;m表示参与调合的掺炼线个数,即组分油个数;i表示第i条掺炼线,即第i个组分油;X为各组分油的质量占比,X=[x1,x2…xm],X≥0;xi表示第i个组分油的质量占比;Xmin和Xmax分别为各组分油占比的上限和下限,Xmin≥0,Xmin=[xmin,1,xmin,2…xmin,m],Xmax≥0,Xmax=[xmax,1,xmax,2…xmax,m];λj为汽油参与优化的第j种性质的权重,λj≥0;goalj为汽油参与优化的第j种性质的优化目标值,goalj≥0;Price为各组分油的价格,Price≥0,Price=[price1,price2,…pricem]≥0;pricei表示第i个组分油的价格;Pricemin为各组分油的价格最低值,λPrice为价格权重,λPrice≥0;FT为当前调合总流速,FT≥0,FTmax为调合总流速的上限,FTmin为调合总流速的下限;Fmax为各掺炼线流速的上限,Fmax≥0,Fmax=[Fmax,1,Fmax,2…Fmax,m],Fmin为各掺炼线流速的下限,Fmin≥0,Fmin=[Fmin,1,Fmin,2…Fmin,m];t为本次调合预计执行时间,t≥0;M为各组分油可供调合总量,即各组分油量的上限,M=[m1,m2…mm],M≥0;F为各组分油的流速,F=[F1,F2…Fm];rangeLj为汽油参与优化的第j种性质的目标下限,rangeUj为汽油参与优化的第j种性质的目标上限,rangeLj≤f(X)j≤rangeUj即汽油参与优化的第j种性质的优化范围。本专利技术中,优化方式选择:向下限优化,goalj=rangeLj;向上限优化,goalj=rangeUj;范围内定值优化,goalj=rangeFj,rangeFj为设定的汽油参与优化的第j种性质的优化目标值,rangeFj∈(rangeLj,rangeUj);范围内无目标优化,需满足f(X)j∈[rangeLj,rangeUj],此时f(X)j-goalj≡0。本专利技术中汽油参与优化的性质在硫含量、氧含量、硫醇硫含量、烯烃含量、芳烃含量、苯含量、研究法辛烷值、马达法辛烷值、抗暴指数和雷德蒸汽压中选择一到数种,采用不同的调合规则:硫含量、氧含量和硫醇硫含量的调合规律符合质量叠加关系,采用线性质量调合规则如式式(2)中,a为汽油相应性质的调合值,ai为组分油i的相应性质的参数,m为参与调合的组分油的个数,xi为组分油i的质量占比;烯烃含量、芳烃含量和苯含量的调合规律符合体积叠加关系,采用线性体积调合规则如式式(3)中,a为汽油相应性质的调合值,ai为组分油i的相应性质的参数,m为参与调合的组分油的个数,vi为组分油i的体积占比;研究法辛烷值、马达法辛烷值和抗暴指数的调合规律并不满足简单的叠加关系,在调合过程中组分油之间存在着调合效应,采用相互作用法调合规则如式式(4)中,a为汽油相应性质的调合值,ai为组分油i的相应性质的参数,m为参与调合的组分油的个数,ci,j为两种组分油之间的调合效应系数,vi为组分油i的体积占比;研究法辛烷值、马达法辛烷值和抗暴指数或者采用Stewart法调合规则如式式(5)中,a为汽油相应性质的调合值,ai为组分油i的相应性质的参数,m为参与调合的组分油的个数,Pi为调合汽油中组分油i体积含量与不饱和烃的体积含量差,Di为根据Pi对应的权重指数,vi为组分油i的体积占比;其中,不饱和烃为烯烃和芳烃的集合,权重指数的选择依据人工经验进行设定;雷德蒸汽压采用Chevron法调合规则如式式(6)中,a为汽油相应性质的调合值,ai为组分油i的相应性质的参数,m为参与调合的组分油的个数,vi为组分油i的体积占比;式(3)-(6)中,vi与xi的关系满足:其中,ρi为组分油i的密度。作为优选的实施方式,步骤c中通过实验室数据管理系统或设置采样点或二者的结合来获取各掺炼线中组分油的当前性质。有益效果:本专利技术提出了一种高性能汽油调合非线性优化方法,针对辛烷值、雷德蒸汽压等性质,采用非线性的调合规则,并针对辛烷值提供多种调合规则供企业选择。该专利技术支持汽油性质含量在范围内定值、向下限优化、向上限优化及范围内优化四种优化方式,提高了生产的灵活性。以汽油性质含量目标偏差最小且经济最优为目标进行优化调合,既符合更为严格的质量排放标准,又满足生产效益和利益最大化的需求。附图说明图1是汽油调合系统总体框图。图2是汽油调合优化子系统工作流程图。具体实施方式下面结合附图和实施案例对本专利技术作进一步的说明。下面以本专利技术在某炼化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。该企业有5路调合组分,其中第1路精致汽油(1#掺炼线)和第2路混合芳烃(2#掺炼线)为直调组分即直接从生产装置出来输入掺炼线参与调合,另外3路为别为己烷轻石(3本文档来自技高网...
一种高性能汽油调合非线性优化方法

【技术保护点】
一种高性能汽油调合非线性优化方法,通过求解目标函数来获得各组分油占比,其特征在于该目标函数既考虑汽油参与优化的不同性质的调合值在优化范围内与优化目标值偏差最小,同时考虑生产成本最小化,具体包括以下步骤:a、进行本次调合参数初始化:设定调合总量,调合总流速的上限和下限,各掺炼线流速的上限和下限,参与调合的组分油种类,各组分油量的上限,各组分油占比的上限和下限;b、选择汽油参与优化的性质种类、调合规则、各性质的优化范围、优化方式、优化目标值和权重,组分油的价格目标和权重,不同性质种类选择不同的调合规则;汽油参与优化的性质在硫含量、氧含量、硫醇硫含量、烯烃含量、芳烃含量、苯含量、研究法辛烷值、马达法辛烷值、抗暴指数和雷德蒸汽压中选择一到数种,采用不同的调合规则:硫含量、氧含量和硫醇硫含量,采用线性质量调合规则如式

【技术特征摘要】
1.一种高性能汽油调合非线性优化方法,通过求解目标函数来获得各组分油占比,其特征在于该目标函数既考虑汽油参与优化的不同性质的调合值在优化范围内与优化目标值偏差最小,同时考虑生产成本最小化,具体包括以下步骤:a、进行本次调合参数初始化:设定调合总量,调合总流速的上限和下限,各掺炼线流速的上限和下限,参与调合的组分油种类,各组分油量的上限,各组分油占比的上限和下限;b、选择汽油参与优化的性质种类、调合规则、各性质的优化范围、优化方式、优化目标值和权重,组分油的价格目标和权重,不同性质种类选择不同的调合规则;汽油参与优化的性质在硫含量、氧含量、硫醇硫含量、烯烃含量、芳烃含量、苯含量、研究法辛烷值、马达法辛烷值、抗暴指数和雷德蒸汽压中选择一到数种,采用不同的调合规则:硫含量、氧含量和硫醇硫含量,采用线性质量调合规则如式式(2)中,a为汽油相应性质的调合值,ai为组分油i的相应性质的参数,m为参与调合的组分油的个数,xi为组分油i的质量占比;烯烃含量、芳烃含量和苯含量采用线性体积调合规则如式式(3)中,a为汽油相应性质的调合值,ai为组分油i的相应性质的参数,m为参与调合的组分油的个数,vi为组分油i的体积占比;研究法辛烷值、马达法辛烷值和抗暴指数采用相互作用法调合规则如式式(4)中,a为汽油相应性质的调合值,ai为组分油i的相应性质的参数,m为参与调合的组分油的个数,ci,j为两种组分油之间的调合效应系数,vi为组分油i的体积占比;研究法辛烷值、马达法辛烷值和抗暴指数或者采用Stewart法调合规则如式式(5)中,a为汽油相应性质的调合值,ai为组分油i的相应性质的参数,m为参与调合的组分油的个数,Pi为调合汽油中组分油i体积含量与不饱和烃的体积含量差,Di为根据Pi对应的权重指数,vi为组分油i的体积占比;其中,不饱和烃为烯烃和芳烃的集合;雷德蒸汽压采用Chevron法调合规则如式式(6)中,a为汽油相应性质的调合值,ai为组分油i的相应性质的参数,m为参与调合的组分油的个数,vi为组分油i的体积占比;式(3)-(6)中,vi与xi的关系满足:其中,ρi为组分油i的密度;c、获取各掺炼线中组分油的当前性质;d、通过目标函数计算各组分油占比;e、占比下发到控制系统执行;f、判断本次调合是否完成:完成则结束,未完成则返回步骤c,所述目标函数为下式:

【专利技术属性】
技术研发人员:陈夕松胡云云吴沪宁张向荣
申请(专利权)人:南京富岛信息工程有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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