[發明專利]一種大范圍原油調合選擇優化方法

在審

• 申請號: 202110442225.2
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113139155A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 陳夕松;陳偉睿;陶思琦;梅彬
• 申請（專利權）人: 南京富島信息工程有限公司
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16;G06K9/62;G06Q10/04;G06Q50/04;G01N21/3577;G01N21/359
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 劉暢;夏平

本發明公開了一種大范圍原油調合選擇優化方法，該方法通過對原油性質光譜數據庫的近紅外光譜數據進行主成分分析和聚類分析，縮小了替代原油的選擇范圍，進而降低了大范圍原油選擇優化的計算負荷。在確保優化前后調合后原油性質基本穩定的前提下，通過原油調合優化方法進一步優化原油調合配方成本，從而提供性質接近、成本更優的原油加工替代方案，指導企業從全球市場選擇采購和加工機會原油，提高企業效益，進而提升我國原油能源供應的安全性。

技術領域

本發明涉及石油化工領域的原油調合領域，具體為一種面向全球市場可售原油進行原油調合選擇優化的方法。

背景技術

原油調合是煉化企業生產中的重要內容，對集約使用原油資源、節能減排影響很大。世界各地的原油物性不同，如不同的硫含量、酸值和密度等。煉化企業生產裝置的設計參數是與一定的原油性質相對應的。原油性質變化越大，對裝置平穩運行影響越大，對產品質量的控制越困難，進而對原油資源的利用率、能量消耗和廢物排放等都產生不利影響。調合是將不同物性的原油(稱為組分原油)，按不同配方和比例混合均勻，使之適合裝置加工生產。

目前煉油企業選購原油時往往基于既有經驗，在當前全球原油市場波動劇烈的情況下，有時即使出現了價格更低的機會原油，然而出于對原油性質把握不準等原因，也無法及時、準確采購。世界上業已探明的原油種類多達數千種，即使隨著資源的開采和消耗，當前量產的可售原油也有數百種之多，而對于煉化企業來說，常用的原油多則二三十種，少則不足十種，選擇范圍總體偏小。因此，若能將國際市場上可售的原油提供給企業，并推薦出最佳的選擇方案，勢必對指導企業科學采購原油具有重要價值。

然而，若要在數百種原油中進行選擇，其范圍太大，這將導致計算負荷過大。近年來，隨著近紅外技術的快速發展，國內科研院所和企業已經收集了不少原油樣本的近紅外光譜及其對應的性質數據，如何借助近紅外技術及相關數據分析方法來指導企業在國際市場上科學采購，一直是近年來原油調合的一個研究熱點。

發明內容

本發明針對上述問題，提出了一種大范圍原油調合選擇優化方法。該方法針對原油近紅外光譜可準確反映原油性質的特點，根據大范圍采集的原油近紅外光譜數據，通過特征提取和聚類分析降低計算負荷，結合原油價格和性質進行調合選擇優化，在保證產品性質穩定的前提下，為原油調合提供最優的選擇方案，具體包括以下步驟：

1)收集世界上當前可供銷售的原油種類樣本，測量各樣本c_i(i＝1～n)的關鍵性質及其對應的近紅外光譜，構建原油性質光譜數據庫，其中原油關鍵性質包含原油密度、硫含量和酸值；

2)對原油各樣本c_i(i＝1～n)的近紅外光譜進行常規預處理，其中常規預處理包含矢量歸一、基線校正；

3)對預處理后的所有光譜數據進行主成分分析，并計算主成分得分矩陣S；

4)選擇前m個主成分向量y₁,y₂,…,y_m使主成分累積貢獻率百分比不小于p，其中p＝85％；

5)取主成分得分矩陣S中的前m個得分向量a₁,a₂,…,a_m構成待聚類數據矩陣A；

6)使用聚類分析法將A的數據分為k簇，并記錄每個原油樣本的簇索引，其中簇總數4≤k≤10；