数据模型与决策石油精炼问题案例分析报告工商管理学院 MBA学习中心班 级：2017级MBA全日制1班姓 名：苏景霞学 号：2017217536石油精炼问题1 案例描述1） 问题背景石油精炼厂使用两种原油生产丁烷、汽油、柴油、和燃料油。下图是市场流程示意图。试给出加工成本最低的生产（加工）方案。2 建模分析及模型求解2.1 问题分析与定位基于问题的背景描述该问题可以理解为：石油精炼厂使用两种原油生产丁烷、汽油、柴油和燃料油，结合精炼厂当月产量要求，及满足相关法律要求指标的前提下，设计一种加工成本最低的方案。模型选择：线性规划，求成本最小的最优解。2.2 变量设计整个生产工艺流程参照图2-17，整个过程需要经过三类工艺。1. 第一类工艺（分馏）：产生丁烷、石脑油、残渣、轻柴油第一类中间产物；2. 第二类工艺（重整、催化裂解、脱硫）：产生重整油等第二类中间产物；3. 第三类工艺（混合）：产生丁烷、汽油、柴油和燃料油这四类最终产物。基于生产流程，设计相关变量如下：代表满足要求的最低生产成本；u1：代表使用原油1的量；u2：代表使用原油2的量；x1：代表生产汽油的丁烷用量；x2：代表生产汽油的重整油用量；x3：代表生产汽油的裂解石脑油用量；y1：代表生产柴油的脱硫轻柴油用量；y2：代表生产柴油的裂解轻柴油用量；y3：代表生产柴油的裂解石脑油用量；z1：代表生产燃料油的脱硫轻柴油用量；z2：代表生产燃料油的裂解轻柴油用量；z3：代表生产燃料油的裂解石脑油用量；2.3 目标函数由题意可知，在三类工艺中，第一类工艺和第二类工艺需要花费成本，每类工艺花费的成本如下所示：丁烷石脑油轻柴油残渣可用量原油13%15%40%15%250,000原油25%20%25%10%300,000工序单位成本（欧元/吨）加工能力（吨）分馏2.1重整4.1870000脱硫2.0480000裂解0.640000分馏成本：重整成本：脱硫成本：裂解成本：则目标函数可表示为： 整理后可得：2.4 约束条件1) 可用原油1和原油2的质量分别为250,000和300,000吨,则约束条件1为：原油1：原油2：2) 计算前两类工艺中生产出的中间产物的量从原油中经过分馏工艺得到的中间产物量为：丁烷： 石脑油：轻柴油：残渣： 石脑油经过重整工艺得到中间产物量为：丁烷：重整油：残渣经过裂解得到的中间产物量为：裂解石脑油：裂解轻柴油：轻柴油经过脱硫工艺得到的中间产物量为：脱硫轻柴油：3) 每类处理工艺的加工能力限制：重整炉每月加工能力为70000吨，脱硫工艺每月加工能力为80000吨，裂解工艺每月加工能力为40000吨重整工艺： 脱硫工艺： 裂解工艺： 4) 下个月精炼厂需要的最终产品油量的限制：精炼厂下个月需要生产20000吨丁烷，40000吨汽油，30000吨柴油，42000吨燃料油。丁烷： 汽油： 柴油： 燃料油： 5) 混合成最终产品油时，每类中间产物用量的限制：重整油： 裂解石脑油： 脱硫轻柴油： 裂解轻柴油： 6) 法律规定各类成品油的规格指标的限制：汽油辛烷值： 汽油蒸汽压： 汽油挥发性： 柴油含硫量： 2.5 模型建立根据上述条件，整理之后的线性规划模型如下：2.6 模型求解录入数据：模型求解：3 综合分析由模型求解结果得到以下分析：1) 精炼厂在满足该月产量的前提下，最低成本为：1,077,994欧元。2) 成本最低时，使用的原油1和原油2的量分别为：7,210吨 和 300000吨。原油2的余量为0，可见大量使用原油2可以使得生产工艺成本降低。3) 通过计算发现，在成本最小的情况下，通过计算发现汽油的各项规格指标值为：辛烷值：94=94蒸气压：9.35612.7挥发性：17=17则汽油的辛烷值和挥发值刚好达到标准，而汽油的蒸气压优于标准3.344个单位，符合国家相关法律的规定。通过对模型运算结果的分析，可以看出此末次那个满足石油精炼厂生产过程中的各种约束条件，并且在符合国家相关法律标准的前提下完成了生产指标。最后整理数据的到的模型汇总结果如下：