管理创新
运筹学软件CrystalBall在联合化工生产过程的应用
屈泽中(万华化学（宁波)有限公司315812)
摘要：降低成本是生产型企业不变的主题，本文主要是利用先进的管理优化类较件CrvstalBall将工厂进行敏学建模，从而可以快违准确的计算每种生产情况下的最优生产计划，帮助企业降低生产成本，实观最优化运管
关键词：CrvstalBall建模媒化工成本最优生产计划
增加产值、降低成本、缩短发展周期，作为决策者的高层每天都要面对这崇目标并努力实现。没有定量的风险分析，那我们在决策的时候就只能靠”差不多“、“天概”、“应该"这样的模糊不清地进行，CrystallBall就是一
一款专门用于定量风险分析专业软
件，除了定量的风险分析，优化求解也是它的专项之
一，本文著
重介绍它在大型联合化工生产计划优化上的功能，、工艺流程简介
该联合化工公司的主要产品为Pro，CO、苯胺和甲醛是原料， CO为煤造气工厂提供，苯胺由苯胺工厂提供，甲醛由甲醛工厂提供，甲醛的原料之一为甲醇合成气，甲醇合成气由造气工厂提供，因此，整个联合工厂的"气源”为煤造气工厂
煤造气工厂主要包含两个工段：气化和净化工段，气化工段主要原料是原煤与氧气，水煤浆与O反生成粗水煤气，粗水煤气通过物理处理分成两股成分类似的气体，分别经过变换炉和热回收，从气化炉中产生出来的气体体积百分比分别为CO：38%H2： 43%CO: 18%
变换阶段主要的化学反应如下 CO+H,O- - - CO,+H,
气体经过变换炉处理后，主要成分变成CO+H，经过热回收处理的气体的主要成分为CO和H，。该工序的流程图如下：
R
自
气 loe frw
净化工序是煤化工工艺流程最复杂的部分，该工段的主要任务是：对气化工段的气体中的杂质进行提纯，形成纯的CO和H 及甲醇合成气供下游工厂化学反应使用：甲醇合成主要反应式如下：
CO+ 2H,- - - CH ,OH
H,与CO的理论体积比为2：1,考患到实际反应过程中损耗及其他因素，实际配比一般为21一2.3之间，
其工艺流程如下：
an R
工学
sn ana
oes
二,CrysyalBall工厂建模
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需要CO的生产线称为碳线，需要H,的生产线称为氢线，需要甲醇合成气称为合成线。
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化工置筑
2014年5月
工厂数学建模总体思路：考虑到满足在一定的负荷下的约束条件，从PRO产品到原煤进行逆向建立模型，建模过程如下：
Step1:建立线模型
由手煤造气工广有两套CO冷箱(711与711B)，因此，将两套 CO的流量各自设置为决策变量：在CrysalBall软件中设置如下：决策变量名称为：原料CO.在设置边界参数时，Lower: 9000.Uppe：20000.此为第一套冷箱的生产能力的上下限，
711冷箱提纯CO的能力大约为85%，已知纯CO流量后，进冷箱的CO流量为：纯CO量/0.85,进冷箱的气体为未变换气，气体的含量组分一定,CO与H,的组分比例为(NH/NCO)=1.22
根据物料平衡原理，气体经过深冷精遍分离后，还有西股气体会排放出来，一股为富氢气，一股为闪蒸气，闪蒸气中还还有主要是甲醇合成气
，富氢气中含氢气量比较高，因此该股气一般情
况是用于变压吸附生产纯氢气，但考患到甲醇合成气配比可能氢气不够，该股气体也可以给甲醇合成气配气
高氢气中CO的流量为冷箱进气中CO流量的11.5%高氢气中的H，的流量为冷箱进气中H流量的87%
第二套冷箱及分子简系统工芝与第二套相同，只是冷箱出来的富氢气只去704B系统。建模过程与第一套类似，这里不再叙述。截至到目前为止，碳线的数据模型建立完成，如下图所示：
中
Step2:建立氢线模型
氢线：主要由低温甲醇洗塔T1001的负荷来决定，氢线的建模按照从前往后进行
在建模之前，需对T1001塔(以下简称T1塔)的工艺做简单了解，变换之后的气体进行T1001塔，脱除H,S.COS.H,O等杂质和部分CO等酸性气体，该塔有三处气体采出，采出位置1为塔项：氧气含量极高的气体，含量约为99.5%.用于下游的PSA生产氢：采出位置2为塔顶之下：氢气含量箱低的气体，含量为99% 采出位置3为塔顶第二层填料之下，H，含量82%.CO含量约为 18%.用于甲醇合成气的配气
将T1001塔的采出三股气量设定为决策变量，变量名称：T1
塔顶氧气
Upper设定为：65000NM3/H，Lower设定为
40000NM3/h：类设定为：Continuous变量名称：T1塔顶甲合成气-Upper设定为：30000NM3/H，Lower设定为 5000NM3/h：变量名称：甲醇合成气CO，Upper设定为： 2000NM3/H，Lower设定为ONM3/h
Step3：设定模型逻辑关系
采出位置有出来的气体进入PSA系统生产氢气，PSA系统根据处理气体的流量和先后顺序分为大PSA和小PSA，气体进过大PSA后分为三股气体，一股为提出后的纯氢气，一股为氢气含量极高的解析气，进行小PSA再次进行提纯，一股为尾气，排放至火炬：小PSA将大PSA的解析气提纯后也分为两股；一股为较纯净的H。重新回到大PSA"入口，籍环提纯，一股为尾气，排放至火炬。因此，在建模过程中需要注意：大PSA入口处的气体有循环气，需要送代计算，根据实际情况进行建模
除此之外，还有一股生产纯氧气的系统，在前面的描述中我们提到，704B系统有两股进气：既第一套冷箱与第三套冷箱的富氧气，第一套冷箱的高氢气可以选择去704B或甲醇合成气，因此，在建模过程中需要考虑这种变化
气体经过704B后分为三股气体，一股为：纯净H，作为苯胺生产的原料，二股为尾气排放至火炬系统，二股少量气体为甲醇