BÀI TẬP LỚN: NHÀ MÁY LỌC DẦU21.Sơ đồ dòng năng lượng trong nhà máy lọc dầu22.Lập bài toán xây dựng kế hoạch sản xuất tối ưu cho nhà máy42.1.Các biến đặt trong bài toán42.2.Các ràng buộc42.2.1.Ràng buộc về hàm lượng lưu huỳnh:42.2.2.Ràng buộc về pha trộn dầu FO:42.2.3.Ràng buộc về năng lực chưng cất của các phân xưởng:42.2.4.Ràng buộc về năng lực Cracking của các phân xưởng:52.2.5.Ràng buộc về năng lực tái chế của các phân xưởng:52.2.6.Ràng buộc về tự dùng:52.2.7.Ràng buộc về nhu cầu sản phẩm cuối cùng:52.2.8.Ràng buộc về cân bằng chuyển đổi qua các giai đoạn:62.3.Hàm mục tiêu73.Giải bài toán xác định phương án tối ưu73.1.Thực hiện giải bài toán dùng phần mềm Lindo 6.1 với bài toán Min.73.2.Kết quả sau khi chạy bằng phần mềm Lindo84.Nhận xét và đánh giá kết quả94.1.Phân tích kết quả94.2.Phân tích sự ảnh hưởng khi thay đổi các yếu tới đến mô hình124.2.1.Phân tích sự thay đổi trong OBJECTIVE FUNCTION VALUE124.2.2.Phân tích sự thay đổi trong OBJ COEFFICIENT RANGES134.2.3.Phân tích sự thay đổi của các điều kiện ràng buộc15
Mục Lục BÀI TẬP LỚN: NHÀ MÁY LỌC DẦU Sơ đồ dòng lượng nhà máy lọc dầu 2 Lập toán xây dựng kế hoạch sản xuất tối ưu cho nhà máy 2.1 Các biến đặt toán 2.2 Các ràng buộc 2.2.1 Ràng buộc hàm lượng lưu huỳnh: 2.2.2 Ràng buộc pha trộn dầu FO: 2.2.3 Ràng buộc lực chưng cất phân xưởng: 2.2.4 Ràng buộc lực Cracking phân xưởng: 2.2.5 Ràng buộc lực tái chế phân xưởng: 2.2.6 Ràng buộc tự dùng: 2.2.7 Ràng buộc nhu cầu sản phẩm cuối cùng: 2.2.8 Ràng buộc cân chuyển đổi qua giai đoạn: 2.3 Hàm mục tiêu Giải toán xác định phương án tối ưu 3.1 Thực giải toán dùng phần mềm Lindo 6.1 với toán Min 3.2 Kết sau chạy phần mềm Lindo Nhận xét đánh giá kết 4.1 Phân tích kết 4.2 Phân tích ảnh hưởng thay đổi yếu tới đến mô hình 12 4.2.1 Phân tích thay đổi OBJECTIVE FUNCTION VALUE 12 4.2.2 Phân tích thay đổi OBJ COEFFICIENT RANGES 13 4.2.3 Phân tích thay đổi điều kiện ràng buộc 15 Bài tập lớn QHPTHTNL BÀI TẬP LỚN: NHÀ MÁY LỌC DẦU Sơ đồ dòng lượng nhà máy lọc dầu Sơ đồ vẽ nhằm thể dòng biến đổi lượng trình lọc dầu Sơ đồ cho biết tỷ lệ sản phẩm sản phẩm loại dầu thô qua trình sản xuất (chưng cất, tái chế, cracking) thuộc phân xưởng chế độ làm việc khác tỷ lệ tự dùng dầu cặn khí phân xưởng Phạm Lê Nguyên MS 35 Page Bài tập lớn QHPTHTNL BDCTD Khí B11 (5.3%) B11 Chế độ làm việc (BTC11) Khí (28%) Naphta (32%) Phân Xưởng DO (20%) Dầu cặn (20%) Khí (22%) B21 (4.8%) Xăng (35%) B31 (5.0%) Khí (69%) Chế độ làm việc (BTC12) B21 Khí (65%) B41 (4.8%) TỰ DÙNG TRONG PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT KHÍ Xăng (31%) B51 (4.7%) Naphta (27%) B61 (5.1%) DO (25%) Dầu cặn (26%) Tái chế BKTD B31 Khí (23%) B12 (5.0%) Naphta (40%) Phân xưởng Khí (67%) Chế độ làm việc (BTC21) DO (20%) Dầu cặn (17%) B41 Naphta (25%) B32 (5.4%) Khí (68%) Chế độ làm việc (BTC22) Khí (30%) B22 (4.6%) Xăng (33%) Phân Xưởng Tái chế B42 (5.2%) Xăng (32%) DO (23%) TỰ DÙNG TRONG PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT B52 (5.1%) Dầu cặn (22%) B51 B62 (5.2%) Tái chế Khí (20%) Naphta (20%) XĂNG DO (20%) Dầu cặn (40%) Khí (66%) Chế độ làm việc (BTC31) B61 Khí (19%) Xăng (34%) Phân Xưởng Naphta (17%) Dầu cặn (19%) BTC11 (3.5%) Khí (71%) Chế độ làm việc (BTC32) DO (45%) Xăng (29%) BTC12 (2.9%) TỰ DÙNG PHÂN XƯỞNG TÁI CHẾ Giai đoạn chưng cất Khí (26%) B12 Khí (28%) Phân Xăng (27%) Xưởng (BCRK1) DO (24%) Naphta (32%) DO (20%) Dầu cặn (20%) BTC21 (3.0%) BTC22 (3.2%) TỰ DÙNG PHÂN XƯỞNG TÁI CHẾ FO (23%) B22 Khí (22%) DO Naphta (27%) DO (25%) Cracking Dầu cặn (26%) Cracking BTC31 (3.3%) B32 Khí (23%) Phân xưởng BTC32 (3.3%) Naphta (40%) TỰ DÙNG PHÂN XƯỞNG TÁI CHẾ Khí (25.3%) DO (20%) Phân Xưởng (BCRK2) Dầu cặn (17%) B42 Khí (30%) Naphta (25%) Xăng (25%) DO (24.4%) FO (25.3%) DO (23%) Dầu cặn (22%) TỰ DÙNG TRONG PHÂN XƯỞNG CRACKING B52 Khí (20%) BDCPT Naphta (20%) DO (20%) BCRK1 (4.3%) BDOPT Dầu cặn (40%) FO B62 Khí (19%) TỰ DÙNG TRONG PHÂN XƯỞNG CRACKING Naphta (17%) DO (45%) Dầu cặn (19%) BCRK2 (4.0%) BDOTP TÊN BẢN VẼ NGƯỜI VẼ MÃ SỐ CÁC KÝ HIỆU BIẾN TRONG BẢN VẼ MÃ SỐ SINH VIÊN PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT SƠ ĐỒ DÒNG NĂNG LƯỢNG TRONG NHÀ MÁY LỌC DẦU Phạm Lê Nguyên MS 35 LOẠI DẦU THÔ PHẠM LÊ NGUYÊN 35 20136138 B11 B21 B31 B41 B51 B61 B12 B22 B32 B42 B52 B62 PHÂN XƯỞNG Page PHÂN XƯỞNG TÁI CHẾ PHÂN XƯỞNG PHÂN XƯỞNG CRACKING BTC11 BTC21 BTC31 BTC12 BTC22 BTC32 CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC BCRK1 BCRK2 CÁC KÝ HIỆU KHÁC DẦU CẶN PHA ĐỂ PHA TRỘN FO BDCPT DẦU DO ĐỂ PHA TRỘN FO BDOPT DẦU CẶN TỰ DÙNG BDCTD KHÍ TỰ DÙNG BKTD DẦU DO THÀNH PHẨM TỪ CC BDOTP Bài tập lớn QHPTHTNL Lập toán xây dựng kế hoạch sản xuất tối ưu cho nhà máy 2.1 Các biến đặt toán - loại dầu thô: B1, B2, B3, B4, B5, B6 - Các loại dầu thô sử dụng phân xưởng 2: với dầu thô B1 đưa vào px chưng cất đặt B11 vào phân xưởng chưng cất B12, tương tự ta có biến B21, B22, B31, B32, B41, B42, B51, B52, B61, B62 ứng với loại dầu thô - Sản phẩm Naphta đưa vào phân xưởng tái chế chế độ làm việc: với phân xưởng chế độ làm việc đặt BTC11, phân xưởng chế độ làm việc đặt BTC12, tương tự với phân xưởng lại ta có biến BTC21, BTC22, BTC31, BTC32 - Ở giai đoạn Cracking dầu cặn ta có biến ứng với phân xưởng là: BCRK1 BCRK2 - Quá trình pha trộn dầu FO ta có biến ứng với dầu cặn để pha trộn FO BDCPT với dầu DO để pha trộn BDOPT - Tự dùng nhà máy ta có biến ứng với dầu cặn để tự dùng BDCTD với khí để tự dùng BKTD - Phần dầu DO thành phẩm từ trình chưng cất BDOTP 2.2 Các ràng buộc 2.2.1 Ràng buộc hàm lượng lưu huỳnh: - Hàm lượng lưu huỳnh đưa vào chưng cất không vượt 20% 1,2𝐵11+1.2𝐵12+1.2𝐵21+1.2𝐵22+0.9𝐵31+0.9𝐵32+2𝐵41+2𝐵42+1.7𝐵51+1.7𝐵52+2.1𝐵61+2.1𝐵62 𝐵11+𝐵12+𝐵21+𝐵22+𝐵31+𝐵32+𝐵41+𝐵42+𝐵51+𝐵52+𝐵61+𝐵62 ≤2 0.8B11 + 0.8B12 + 0.8B21 + 0.8B22 + 1.1B31 + 1.1B32 + 0.3B51 + 0.3B52 - 0.1B61 - 0.1B62 ≥ 2.2.2 Ràng buộc pha trộn dầu FO: - Tỷ lệ dầu DO dầu cặn không 𝐵𝐷𝑂𝑃𝑇 𝐵𝐷𝐶𝑃𝑇 ≥ 4𝐵𝐷𝑂𝑃𝑇 − 𝐵𝐷𝐶𝑃𝑇 ≥ 2.2.3 Ràng buộc lực chưng cất phân xưởng: + Phân xưởng 1: lực chưng cất không vượt 2300 nghìn tấn/năm Phạm Lê Nguyên MS 35 Page Bài tập lớn QHPTHTNL B11 + B21 + B31 + B41 + B51 + B61 ≤ 2300 + Phân xưởng 2: lực chưng cất không vượt 2100 nghìn tấn/năm B12 + B22 + B32 + B42 + B52 + B62 ≤ 2100 2.2.4 Ràng buộc lực Cracking phân xưởng: + Phân xưởng 1: lực Cracking không vượt 1450 nghìn tấn/năm BCRK1 ≤ 1450 + Phân xưởng 2: lực Cracking không vượt 1300 nghìn tấn/năm BCRK2 ≤ 1300 2.2.5 Ràng buộc lực tái chế phân xưởng: + Phân xưởng 1: lực tái chế không vượt 1500 nghìn tấn/năm BTC11 + BTC12 ≤ 1500 + Phân xưởng 2: lực tái chế không vượt 1600 nghìn tấn/năm BTC21 + BTC22 ≤ 1600 + Phân xưởng 3: lực tái chế không vượt 1400 nghìn tấn/năm BTC31 + BTC32 ≤ 1400 2.2.6 Ràng buộc tự dùng: - Σ(tự dùng) = khí tự dùng +dầu cặn tự dùng = (Σ(tự dùng px chưng cất) + Σ(tự dùng px tái chế) + Σ(tự dùng px cracking) BKTD + BDCTD = (0.053B11 + 0.05B12 + 0.048B21 + 0.046B22 + 0.05B31 + 0.054B32 + 0.048B41 + 0.052B42 + 0.047B51 + 0.051B52 + 0.051B61 + 0.052B62) + (0.035BTC11 + 0.029BTC12 + 0.03BTC21 + 0.032BTC22 + 0.033BTC31 + 0.033BTC32) + (0.043BCRK1 + 0.04BCRK2) 2.2.7 Ràng buộc nhu cầu sản phẩm cuối cùng: + Khí: Σ(thành phẩm khí cuối cùng) = (Σ(tp khí px chưng cất) + Σ(tp khí px tái chế) + Σ(tp khí px cracking) - khí tự dùng) ≥ 200 (nghìn tấn) Phạm Lê Nguyên MS 35 Page Bài tập lớn QHPTHTNL (0.28B11 + 0.28B12 + 0.22B21 + 0.22B22 + 0.23B31 + 0.23B32 + 0.3B41 + 0.3B42 + 0.2B51 + 0.2B52 + 0.19B61 + 0.19B62) + (0.65BTC11 + 0.69BTC12 + 0.67BTC21 + 0.68BTC22 + 0.66BTC31 + 0.71BTC32) + (0.26BCRK1 + 0.253BCRK2) – BKTD ≥ 200 + Xăng: Σ(thành phẩm xăng cuối cùng) = (Σ(tp xăng px tái chế) + Σ(tp xăng px cracking) ≥ 125 (nghìn tấn) (0.35BTC11 +0.31BTC12 + 0.33BTC21 + 0.32BTC22 +0.34BTC31 + 0.29BTC32) + (0.27BCRK1 + 0.25BCRK2) ≥ 125 + DO: Σ(thành phẩm xăng cuối cùng) = (tp DO px chưng cất) + Σ(tp DO px cracking) ≥ 135 (nghìn tấn) BDOTP + (0.24BDCRK1 + 0.244BCRK2) ≥ 135 + FO: Σ(thành phẩm FO cuối cùng) = (Σ(tp FO khâu pha trộn) + Σ(tp FO px cracking ≥ 180 (nghìn tấn) (BDCPT + BDOPT) + (0.23BCRK1 + 0.253BCRK2) ≥ 180 2.2.8 Ràng buộc cân chuyển đổi qua giai đoạn: + Dầu cặn: Σ(dầu cặn sau trình chưng cất) = Σ(dầu cặn đưa vào px cracking) + dầu cặn để pha trộn FO + dầu cặn tự dùng) 0.2B11 + 0.2B12 + 0.26B21 + 0.26B22 + 0.17B31 + 0.17B32 + 0.22B41 + 0.22B42 + 0.4B51 + 0.4B52 + 0.19B61 + 0.19B62 = (BCRK1 + BCRK2) + BDCPT + BDCTD + DO: Σ(DO sau trình chưng cất) = DO để pha trộn FO + DO chuyển đến thành phẩm sau chưng cất) 0.2B11 + 0.2B12 + 0.25B21 + 0.25B22 + 0.2B31 + 0.2B32 + 0.23B41 + 0.23B42 + 0.2B51 + 0.2B52 + 0.45B61 + 0.45B62 = BDOPT +BDOTP + Naphta: Σ(Naphta sx từ px chưng cất) = Σ(Naphta đưa vào px tái chế) Phạm Lê Nguyên MS 35 Page Bài tập lớn QHPTHTNL 0.32B11 + 0.32B12 + 0.27B21 + 0.27B22 + 0.4B31 + 0.4B32 + 0.25B41 + 0.25B42 + 0.2B51 + 0.2B52 + 0.17B61 + 0.17B62) = BTC11 + BTC12 + BTC21 + BTC22 + BTC31 + BTC32 2.3 Hàm mục tiêu - Mục tiêu toán đưa sản xuất đáp ứng ràng buộc với chi phí nhỏ Khi ta có (Σ(CF px chưng cất) + Σ(CF px tái chế) + Σ(CF px cracking) = Min (nghìn $/tấn) Min = (210B11 + 214B12 + 192B21 + 198B22 + 218B31 + 210B32 + 176B41 + 176B42 + 200B51 + 204B52 + 186B61 + 190B62) + (94BTC11 + 104BTC12 + 110BTC21 + 106BTC22 + 100BTC31 + 96BTC32) + (76BCRK1 + 84BCRK2) - Điều kiện tất biến ≥ Giải toán xác định phương án tối ưu 3.1 Thực giải toán dùng phần mềm Lindo 6.1 với toán Min - Code chạy phần mềm gồm 25 biến 17 phương trình ràng buộc: Code chạy lindo.docx Min 210B11+214B12+192B21+198B22+218B31+210B32+176B41+176B42+200B51+204B52+18 6B61+190B62+94BTC11+104BTC12+110BTC21+106BTC22+100BTC31+96BTC32+76BCR K1+84BCRK2 ST B11+B21+B31+B41+B51+B61[...].. .Bài tập lớn 1 QHPTHTNL Dầu thô Naphta Dầu cặn DO Khí Xăng FO - - - - - - B 51 613 .347778 B 61 142. 816 711 B 51 - 613 .347778 12 2.6696 245.33 91 122.6696 12 2.6696 0 0 B 61 -14 2. 816 711 24.2788 27 .13 52 64.2675 27 .13 52 0 0 Đầu vào Phân xưởng 1 Chưng cất B 51 - - - - - - - B 61 - - - - - - - Phân xưởng 2 Tổng Sản phẩm sau chưng cất 0 14 6.9484 272.4743 18 6.93 71 149.8047 0 0 -14 6.9484 0 0 95. 516 5 51. 4 319 0 Chế... INFINITY 6 15 00.000000 INFINITY 13 53.0 516 36 7 16 00.000000 INFINITY 16 00.000000 8 14 00.000000 INFINITY 14 00.000000 9 14 50.000000 INFINITY 11 77.525757 10 13 00.000000 INFINITY 13 00.000000 11 0.000000 12 200.000000 63 .19 3924 INFINITY 13 12 5.000000 19 . 510 309 39.3 313 79 14 13 5.000000 17 6.256866 42.528088 15 18 0.000000 17 6.256866 42.528088 16 0.000000 358.7677 61 203.950592 17 0.000000 17 6.256866 42.528088 18 0.000000... 0 252.3309 -11 7.3309 0.0000 13 5.0000 316 .16 45 316 .16 45 12 5.0000 12 5.0000 62.66 91 117 .3309 18 0.0000 Chưng cất - - - - -36 .11 10 - - Tái chế - - - - -5 .14 32 - - Cracking - - - - -11 . 716 4 - - Tổng sản phẩm cuối cùng 0 0 0 13 5.0000 263 .19 39 12 5.0000 Bảng 4.2 Bảng thống kê sự biến đổi sản phẩm trong NMLD qua các giai đoạn (đơn vị nghìn tấn) Phạm Lê Nguyên MS 35 Page 11 18 0.0000 Bài tập lớn 1 QHPTHTNL - Chi... QHPTHTNL B22 19 8.000000 INFINITY 9.844550 B 31 218 .000000 INFINITY 34.057922 B32 210 .000000 INFINITY 26.057922 B 41 176.000000 INFINITY 7.844550 B42 17 6.000000 INFINITY 7.844550 B 51 200.000000 3.9999 91 18. 610 029 B52 204.000000 INFINITY 3.999997 B 61 186.000000 4.000 011 61. 299999 B62 19 0.000000 INFINITY 4.000003 BTC 11 94.000000 15 .6363 91 46.36 010 0 BTC12 10 4.000000 INFINITY 48.0 511 97 BTC 21 110 .000000 INFINITY... VALUE REDUCED COST B 11 0.000000 36.845829 B12 0.000000 40.845829 B 21 0.000000 3.8445 51 B22 0.000000 9.844550 B 31 0.000000 34.057922 B32 0.000000 26.057924 B 41 0.000000 7.844550 B42 0.000000 7.844550 B 51 613 .347778 B52 0.000000 B 61 142. 816 711 Phạm Lê Nguyên MS 35 0.000000 3.999997 0.000000 Page 12 Bài tập lớn 1 QHPTHTNL B62 0.000000 4.000003 BTC 11 146.948395 BTC12 0.000000 48.0 512 01 BTC 21 0.000000 35.025589... 11 0.000000 INFINITY 35.025585 BTC22 10 6.000000 INFINITY 40.538406 BTC 31 100.000000 INFINITY 15 . 512 794 BTC32 96.000000 INFINITY 59.076809 BCRK1 76.000000 22. 811 7 41 355.088745 BCRK2 84.000000 INFINITY 21. 467484 BDOPT 0.000000 74.6 912 31 155.493 515 BDCPT 0.000000 INFINITY 71. 7 419 13 BKTD 0.000000 294.29 010 0 745.069824 277.5979 61 BDCTD 0.000000 INFINITY BDOTP 0.000000 11 83.250732 14 9. 014 618 Giá trị ALLOWABLE INCREASE... dụ: Hệ số (Chi phí sản xuất) của dầu thô B 11 giảm 36.845829 thì giá trị Value của B 11 sẽ >0 sẽ sử dụng dầu thô B1 4.2.2 Phân tích sự thay đổi trong OBJ COEFFICIENT RANGES OBJ COEFFICIENT RANGES VARIABLE CURRENT COEF ALLOWABLE INCREASE ALLOWABLE DECREASE B 11 210 .000000 INFINITY 36.845829 B12 214 .000000 INFINITY 40.845829 B 21 192.000000 INFINITY 3.844550 Phạm Lê Nguyên MS 35 Page 13 Bài tập lớn 1 QHPTHTNL... 2300 -15 43.835449 đến vô cùng ROW SLACK OR SURPLUS DUAL PRICES 2) 15 43.835449 0.000000 3) 210 0.000000 0.000000 4) 16 9.722672 0.000000 5) 469.323639 0.000000 6) 13 53.0 516 36 0.000000 7) 16 00.000000 0.000000 8) 14 00.000000 0.000000 9) 11 77.525757 0.000000 10 ) 13 00.000000 0.000000 11 ) 0.000000 0.000000 12 ) 63 .19 3924 0.000000 13 ) 0.000000 -9 51. 280090 14 ) 0.000000 -205.856049 15 ) 0.000000 -205.856049 16 ) 0.000000... 0.000000 40.538 410 BTC 31 0.000000 15 . 512 797 BTC32 0.000000 59.076 813 BCRK1 272.474304 BCRK2 0.000000 BDOPT 11 7.330 910 BDCPT 0.000000 BKTD 0.000000 0.000000 21. 467489 0.000000 71. 7 419 13 52.970589 0.000000 BDCTD 0.000000 277.5979 61 BDOTP 69.60 617 1 0.000000 Ta có chi phí Min =18 3754.7 Cột VALUE thể hiện phương án tối ưu của các biến Cột REDUCED COST thể hiện điều kiện thay đổi (giảm) hệ số của các biến... Chưng cất B 51 122,669,555,600 $ B 61 26,563,908,246$ Tái chế( phân xưởng 1 chế độ làm việc 1) 13 , 813 ,14 9 ,13 0$ Cracking phân xưởng 1 20,708,047 ,10 4$ Tổng chi phí 18 3,754,660,080$ Hình 4.3 Bảng thống kê chi phí của các công đoạn sản xuất dầu thô 4.2 Phân tích sự ảnh hưởng khi thay đổi các yếu tới đến mô hình 4.2 .1 Phân tích sự thay đổi trong OBJECTIVE FUNCTION VALUE OBJECTIVE FUNCTION VALUE 1) 18 3754.7 VARIABLE