本發(fā)明涉及煉油企業(yè)原油在線調(diào)合領(lǐng)域，尤其是原油非線性調(diào)合陷入局部極值或優(yōu)化無解的情況。
背景技術(shù)：
：目前，在石油石化行業(yè)，原油在線調(diào)合優(yōu)化技術(shù)近年來已開始得到成功應(yīng)用，該技術(shù)目前主要是以控制原油的硫含量、酸值、石腦油收率等指標(biāo)為目的，降低了CDU裝置的腐蝕程度，使裝置平穩(wěn)運(yùn)行，同時(shí)保證二次生產(chǎn)裝置的部分加工要求。上述指標(biāo)均具有線性加和特性，采用一般的線性優(yōu)化技術(shù)即可求得調(diào)合配方。但是在原油調(diào)合中，還存在一些不具有線性加和特性的原油性質(zhì)，如原油十六烷值，直接影響到柴油十六烷值。當(dāng)以此類性質(zhì)為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，采用原油非線性優(yōu)化算法求解優(yōu)化解時(shí)，常常陷入局部極值或優(yōu)化無解的情況，導(dǎo)致無法正常進(jìn)行原油的在線調(diào)合。當(dāng)出現(xiàn)此情況時(shí)會(huì)造成：1)調(diào)合油性質(zhì)超出CDU裝置允許范圍，加重了裝置的腐蝕；2)生產(chǎn)出渣油等需二次加工的油品性質(zhì)超標(biāo)，不滿足二次加工裝置的要求；3)生產(chǎn)出的產(chǎn)品不合格，不能出廠銷售。由此可見，為滿足煉廠的正常生產(chǎn)，亟需解決此問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出了一種基于分區(qū)初始化的原油非線性優(yōu)化調(diào)合方法。這種方法主要是解決了原油在線調(diào)合過程中，涉及到非線性優(yōu)化目標(biāo)優(yōu)化無解或陷入局部極值的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于分區(qū)初始化的原油非線性優(yōu)化調(diào)合方法，它包括以下步驟：對(duì)參與調(diào)合原油的各組分配方范圍平均分成n份，獲取各組分內(nèi)的小配方范圍；對(duì)各組分小配方范圍內(nèi)的質(zhì)量份值進(jìn)行重新組合形成初始質(zhì)量份配比，進(jìn)而優(yōu)化求解獲取組分原油的優(yōu)化配方，并且計(jì)算各優(yōu)化配方的可行性，將可行的優(yōu)化配方組成優(yōu)化配方集合，根據(jù)原油非線性調(diào)合優(yōu)化方程選出最優(yōu)的一組解作為最終的配方。本發(fā)明包括以下步驟：S1、獲取原油調(diào)合基本參數(shù)：包括參與調(diào)合原油組分?jǐn)?shù)m、組分原油性質(zhì)、各組分配方范圍XRi以及優(yōu)化性質(zhì)范圍的約束條件，其中，i表示調(diào)合原油組分的編號(hào)，(i＝1,2…m)；S2、建立原油非線性調(diào)合優(yōu)化方程；S3、將各調(diào)合原油組分配方范圍平均分成n份，即得到各調(diào)合組分的小配方范圍xRi,j，j表示各組分內(nèi)小配方范圍的編號(hào),(j＝1,2…n)；S4、根據(jù)各調(diào)合組分的小配方范圍xRi,j，計(jì)算出各調(diào)合組分在小配方范圍內(nèi)的初始質(zhì)量份值xi,j(i＝1,2…m；j＝1,2…n)，每個(gè)組分產(chǎn)生n個(gè)初始質(zhì)量份值；S5、按順序依次從每種調(diào)合組分的n個(gè)初始質(zhì)量份值中均選取一個(gè)，組成各組分新初始質(zhì)量份配比Xbe，共產(chǎn)生k個(gè)組合，k＝nm；S6、從步驟S5的k個(gè)組合中挑選第t組新初始質(zhì)量份配比Xbet，t的初始值取1；S7、在其他的調(diào)合基本參數(shù)不變的情況下，以Xbet為初始配方，調(diào)用非線性優(yōu)化算法對(duì)原油非線性調(diào)合優(yōu)化方程求解優(yōu)化配方XSt；S8、判斷步驟S7中求解的優(yōu)化配方XSt是否為可行解，如果是可行解，則進(jìn)入步驟S9，否則返回步驟S5；S9、將優(yōu)化配方XSt記錄到優(yōu)化配方集合XOS中，進(jìn)入步驟S10；S10、令t＝t+1，當(dāng)t<＝k時(shí)，進(jìn)入步驟S6，否則，結(jié)束求解可行解過程；S11、求解可行解的過程結(jié)束后，比較優(yōu)化配方集合XOS中的幾組可行解，根據(jù)原油非線性調(diào)合優(yōu)化方程，以調(diào)合后原油性質(zhì)含量與目標(biāo)偏差最小的方式作為優(yōu)化目標(biāo)，選出最優(yōu)的一組解作為最終的配方。本發(fā)明的步驟S2中，原油非線性調(diào)合優(yōu)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)為原油非線性調(diào)合優(yōu)化方程的目標(biāo)函數(shù)；s.t.表示原油非線性調(diào)合優(yōu)化方程的約束條件，h表示原油參與優(yōu)化的性質(zhì)個(gè)數(shù)，f(X)l為原油參與優(yōu)化的第l種性質(zhì)所采用的調(diào)合規(guī)則，包括線性和非線性調(diào)合規(guī)則；X為各調(diào)合組分油的配方，X＝[x1,x2…xm]，X≥0；Xmin,i和Xmax,i分別為組分油i配方的最小值和最大值，Xmin,i≥0，Xmax,i≥0；λl為原油參與優(yōu)化的第l種性質(zhì)的權(quán)重，λl≥0；goall為原油參與優(yōu)化的第l種性質(zhì)的優(yōu)化目標(biāo)值，goall≥0；rangeLl為原油參與優(yōu)化的第l種性質(zhì)的目標(biāo)下限，rangeUl為原油參與優(yōu)化的第l種性質(zhì)的目標(biāo)上限。本發(fā)明的原油在優(yōu)化調(diào)合過程中，f(X)l為原油參與優(yōu)化的第l種性質(zhì)所采用的非線性調(diào)合規(guī)則，計(jì)算十六烷值采用二次非線性回歸模型：f(x)=Σi=1mCNixi+Σi=1mΣt=1,t≠jmαi,txixt---(2)]]>式(1)中，m為參與原油調(diào)合的組分?jǐn)?shù)，f(x)是調(diào)合后原油十六烷值大小，CNi是組分原油i的十六烷值大小，xi是組分原油i調(diào)合占比，xt是組分原油t調(diào)合占比，αi,t(i≠t)為調(diào)合組分原油i與t的調(diào)合效應(yīng)系數(shù)，其大小與正負(fù)反映了不同原油之間的非線性作用。本發(fā)明的步驟S3中，將各調(diào)合組分配方范圍平均分成n份，即得到小配方范圍rangei,j(i＝1,2…m；j＝1,2…n)，其計(jì)算過程如下：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為調(diào)合組分i的配方范圍，Xmax,i為調(diào)合組分i的配方最大值，Xmin,i為調(diào)合組分i的配方最小值，m為參與原油調(diào)合的組分?jǐn)?shù)，n為配方范圍被平分的份數(shù)，δi為調(diào)合組分i配方范圍被平分的間隔，xRi，j為調(diào)合組分i的第j個(gè)小配方范圍，xmax,i,j為調(diào)合組分i的第j個(gè)小配方范圍最大值，xmin,i,j為調(diào)合組分i的第j個(gè)小配方范圍最小值。本發(fā)明的步驟S4中，依據(jù)xRi,,j，計(jì)算出各組分的初始質(zhì)量份值xi,j(i＝1,2…m；j＝1,2…n)，即計(jì)算xRi,,j的中間值作為調(diào)合組分i的第j個(gè)初始質(zhì)量份值，其計(jì)算過程如下：xi,j＝(xmax,i,j+xmin,i,j)/2，其中，i＝1,2…m，j＝1,2…n(7)。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的基于分區(qū)初始化的原油非線性優(yōu)化調(diào)合方法，解決了原油在線調(diào)合過程中，優(yōu)化性質(zhì)目標(biāo)采用非線性調(diào)合規(guī)則時(shí)容易陷入局部極值或造成優(yōu)化無解的問題。避免了因優(yōu)化時(shí)陷入局部極值或優(yōu)化無解，造成常減壓裝置腐蝕嚴(yán)重，生產(chǎn)的產(chǎn)品不合格等情況。附圖說明圖1是本發(fā)明的流程圖。具體實(shí)施方式下面以本發(fā)明在某煉油企業(yè)實(shí)際實(shí)施情況并結(jié)合一具體算例，給出詳細(xì)的計(jì)算過程和具體的操作流程。該企業(yè)主要加工杰諾、達(dá)爾混合和巴士拉中、沙重、沙中、阿曼等原油，為了降低生產(chǎn)成本，通常將低硫原油和高硫原油混合加工。為了安全生產(chǎn)降低常減壓裝置的腐蝕程度，調(diào)合原油酸、硫含量值等要控制在常減壓裝置設(shè)計(jì)參數(shù)范圍內(nèi)。同時(shí)為提高二次加工裝置生產(chǎn)的柴油十六烷值，也將原油的十六烷值作為優(yōu)化性質(zhì)項(xiàng)。本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1所示，一種基于分區(qū)初始化的原油非線性優(yōu)化調(diào)合方法工作流程主要包括以下步驟：I.獲取原油調(diào)合基本參數(shù)。結(jié)合一具體算例，假設(shè)本批次調(diào)合參與調(diào)合的原油為杰諾、達(dá)爾混合原油和巴士拉中原油，參與優(yōu)化性質(zhì)包括硫含量、酸值、十六烷值和渣油硫含量，各油種性質(zhì)即優(yōu)化約束條件如表1所示：表1參與調(diào)合原油性質(zhì)及優(yōu)化約束條件其中十六烷值采用的調(diào)合歸則為二次非線性回歸模型，具體見如下公式：f(x)=Σi=13CNixi+Σi=13Σt=1,t≠j3αi,txixt]]>式中，f(x)是調(diào)合后原油十六烷值大小，CNi是組分原油杰諾、達(dá)爾混合和巴士拉中的十六烷值大小，xi、xt是參與調(diào)合原油的調(diào)合占比，αi,t(i≠t)為調(diào)合組分原油間的調(diào)合效應(yīng)系數(shù)，其大小與正負(fù)反映了不同原油之間的非線性作用，具體數(shù)值如表2所示：表2參與調(diào)合原油間的調(diào)合效應(yīng)系數(shù)杰諾達(dá)混巴士拉中杰諾0.00-4.182-17.6達(dá)混-4.1820.0010巴士拉中-17.6100.00II.根據(jù)I.建立如式(7)的原油調(diào)合非線性優(yōu)化方程。III.將各調(diào)合組分配方范圍平均分成3份，即得到各調(diào)合組分的小配方范圍，如表3所示：表3參與調(diào)合原油的小配方范圍IV.根據(jù)表3，基于公式(5)～(6)計(jì)算每個(gè)小配方范圍的中間值作為各組分原油的初始質(zhì)量份值，計(jì)算結(jié)果如表4所示：表4參與調(diào)合原油的初始質(zhì)量份值序號(hào)杰諾達(dá)混巴士拉中10.40.30.220.60.50.430.80.70.6V.從各組分原油的3個(gè)初始質(zhì)量份值中均選取一個(gè)，組成新的初始質(zhì)量份配比，共產(chǎn)生27組,如表5所示：表5產(chǎn)生的新初始質(zhì)量份配比VI.基于表5產(chǎn)生的27組初始質(zhì)量份配比，歸一化后，直接采用MATLAB中fgoalattain算法進(jìn)行優(yōu)化算法，求出可行解。表6初始配方與對(duì)應(yīng)優(yōu)化結(jié)果按27組初始質(zhì)量份配比進(jìn)行優(yōu)化求解，除了7組無可行解外，剩余20組初始質(zhì)量份配比共產(chǎn)生了3組可行解，由表6所示?？尚薪馀c調(diào)合原油性質(zhì)如表7所示。表7產(chǎn)生的可行解及調(diào)合原油性質(zhì)序號(hào)優(yōu)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.根據(jù)原油非線性調(diào)合優(yōu)化方程(7)中的目標(biāo)函數(shù)Φ(X)值大小，選擇最終最優(yōu)解。把3組可行解代入原油非線性調(diào)合優(yōu)化方程(7)目標(biāo)函數(shù)Φ(X)，尋找使得目標(biāo)函數(shù)值最小的解，最終確定優(yōu)化配方為[0.45,0.45,0.1]。本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前第1頁1 2 3