excel在汽油调合中的应用

EXCEL在汽油调合中的应用

肖青云技术科

一．现状分析

油品调合是指合理调整各调合组分油比例，以使油品各项分析指标合格。近年来，油品在线调合和离线调合软件在油品调合过程中得到一定程度的应用，取得了较好的使用效果。受油品调合优化系统的投资限制，部分企业还没有实现油品凋合的在线或离线优化，调合配方仍以人工计算为主，难免造成一次调成率低等问题。目前上海石化汽柴油调合配方是根据经验，以手工计算为主，在调合效率上有很大的提高空间。

二．过程分析

参与调合的汽油组分主要有精制汽油、重整汽油、粗甲苯、MTBE、生产液碳八、轻石脑油、抽余油、芳构化汽油等。

汽油产品（国V）质量指标如下：

表1车用汽油（Ⅴ）（GB 17930-2013）

项目

质量指标内控指标92# 95# 92# 95#

研究法辛烷值（RON）不小于92 95 92.2 95.2 抗爆指数（RON+MON）/2 不小于87 90 87.1 90.1 密度（20℃），kg/m3720-775 720.4-774.

6

50%蒸发温度，℃不大于120 112

终馏点，℃不大于205 203

蒸气压a，kPa

11月1日至4月30日45-85 48-83

5月1日至10月31日40-65 45-63

溶剂洗胶质含量，mg/100mL不大于 5 4

未洗胶质含量（加入清净剂前），mg/100mL

不大于

30 28

诱导期，min 不小于480 500

硫含量，mg/kg 不大于10 8

硫醇（满足下列指标之一，即判断为合格）

博士试验通过试验通过,

硫醇硫不做

要求

硫醇硫含量，%（质量分数）≤0.001 博士试验不

通过,硫醇

硫≤0.0009 苯含量，%（体积分数）不大于 1 0.97

氧含量，%（质量分数）不大于 2.7 2.6

芳烃含量b，%（体积分数）不大于40 38

烯烃含量，%（体积分数）不大于24 22

锰含量，g/L 不大于0.002 0.0014 实际调合中“研究法辛烷值、抗爆指数、比重、苯、烯烃、芳烃、蒸汽压、氧含量”是须要主要考虑的问题，下面以一组调合数据为例进行分析，以便将复杂的过程简化为数学模型来处理。

可变量为X1～X8，调和结果Y1、Y2、Y3、Y7、Y8可以通过可变量X1～X8经过“质量加和”计算得出；Y4、Y5、Y6因为是体积分数，可以通过“体积加和”计算得出。

以“国V 95#汽油为例，约束条件为：

1.X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8=100，且X1～X8都为正值；

2.Y1≥95.2；

3.Y2≥90.1；

4.0.7204≤Y3≤0.7746；

5.Y4≤0.97；

6.Y5≤22；

7.Y6≤38；

8.45≤Y7≤63；

9.Y8≤2.6；

通过对过程的分析，可以看出汽油调合配方问题实际上是一个线性规划问题，选取什么样的工具来求解上述方程是下一步需要解决的问题。

三．调合配比计算的Excel实现

EXCEL是微软公司提供的Office系列软件中的一个，该软件除提供了办公统计所需的功能外，还提供了规划求解、条件求和、数据分析工具等一系列数学工具。应用这些工具可以很方便地解决复杂的数学问题，免去了复杂的程序开发，同时具有灵活、简便、易行的特点。下面通过应用Excel的规划求解工具解决上面调合配比的问题。

规划求解是EXCEL的工具插件，使用前需要加载，通过：文件→选项→加载项→“Excel加载项”转到→“规划求解加载项”选项上打钩。

数据工具栏会增加“规划求解”选项，打开后得到如下对话框：

可以将“配比总和”单元格设为“设置目标”，“目标值”定为100；

“通过更改可变单元格”为X1～X8所在单元格；

“遵守约束”添加为Y1～Y8所在单元格，并输入前述条件；

“使无约束变量为非负数”打钩，以保障X1～X8为非负数；

求解方法选择“非线性 GRG”。

因为一些参数不具备加和性，如辛烷值，因此实际应用中为了使结果有充分可变余地，可以调整约束参数，计算后得到下表结果：

四．结论

应用EXCEL的规划求解工具解决汽油调合的配比问题具有简便易行，方便修改，计算速度快的特点，实际应用中可以满足配比计算的各种需要。（不过由于辛烷值不具有严格的可加和性，因此，可以对其公式进行修改以获取更准确的值。）