[发明专利]一种基于拓展初始化范围的原油非线性优化调合方法

说明书

本发明公开了一种基于拓展初始化范围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m个组分的配方范围进行拓展产生拓展配方范围，在拓展配方上限范围、拓展配方下限范围、缩小配方范围及拓展配方范围内产生3m组初始质量份配比，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解的可行性，将可行的组分原油的优化配方解组成优化配方解的集合，根据原油非线性调合优化算法中目标函数值大小选出最优的一组解作为组分原油的最终配方。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。

技术领域

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

现实应用中的约束优化问题，最优解往往位于约束边界上或约束边界附近，或者可行域占整个搜索空间(由可行域和不可行域组成)比例很小。在这种情况下，最优解附近的不可行解的位置很可能比位于可行域内部的可行解的位置更具参考价值，如何充分地利用不可行解寻找约束优化问题的全局最优解显得非常重要。

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。

但是当优化性质包括辛烷值等非线性调合规则时，常常出现陷入局部极值或优化无解的情况，这主要是因为最优解往往位于约束边界上或约束边界附近，或者可行域占整个搜索空间(由可行域和不可行域组成)比例很小导致。当无法给出可行解时会造成：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。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提出了一种基于拓展初始化范围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。

技术方案：一种基于拓展初始化范围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m个组分的配方范围进行拓展产生拓展配方范围，在拓展配方上限范围、拓展配方下限范围、缩小配方范围及拓展配方范围内产生3m组初始质量份配比，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解的可行性，将可行的组分原油的优化配方解组成优化配方解的集合，根据原油非线性调合优化算法中目标函数值大小选出最优的一组解作为组分原油的最终配方。解决了原油在非线性优化调合过程中，容易陷入局部极值或优化无解的问题。

优选的，原油在调合优化过程中，调合优化各性质的计算，部分或全部采用非线性调合规则，其中，计算辛烷值采用二次非线性回归模型：

式(1)中，f(x)是调合后原油辛烷值大小；m为参与原油调合的组分数；x_i是组分原油i调合质量占比；Q_i,_j为调合组分原油i与j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，Q_i,_j≠Q_j,i，Q_i,i＝Q_j,j＝1；R_i,_j为调合组分原油i与j的研究法辛烷值的算术平均值，R_i,_j＝(R_i+R_j)/2。

优选的，具体步骤如下：

I.获取原油调合基本参数，包括参与调合原油组分数m、原油性质、各组分配方范围XR_i(i＝1,2…m)，优化性质范围等约束条件；

II.建立原油非线性调合优化方程；