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石油化工是典型的高能耗、高污染、高投入的流程工业,其生产过程通常具有连续和间歇的混合形式,工艺机理复杂多变,能源和资源利用的平衡问题突出,研究其生产计划和能源利用平衡问题具有重要的理论和应用价值。本文的主要工作是基于石化企业生产实际调研,针对炼厂全流程多时间段生产计划问题和金属锗生产流程水平衡问题展开研究,在建立MINLP数学模型的基础上,采用外部近似算法优化求解,评价分析计划方案。最后开发了炼厂生产计划决策支持系统和锗冶炼厂水平衡决策支持子系统。具体内容如下:1.针对炼厂的主要生产装置-常减压蒸馏装置的工艺特点,将其视为多设备连续生产流程,建立基于工艺机理的分馏指数模型,对每个虚拟单元都需决策选择精馏和汽提指数。该模型为MINLP模型,数值试验验证了模型的精确性。2.针对国内某大型炼厂的生产全过程,提出考虑能耗的多时间段全流程生产计划问题,建立了 MINLP数学模型,应用OA算法对其进行求解,通过数值试验验证模型和算法的正确性和有效性。3.开发了石化企业生产计划优化决策支持系统,管理炼厂全流程生产数据的同时,嵌入了所建立的模型和算法,为决策者提供炼厂全流程生产计划解决方案。4.以国内锗冶炼工厂生产为背景,研究工厂水资源的平衡利用问题,通过开发锗冶炼厂水平衡决策支持子系统,方便企业水资源全流程利用管理,合理调配、节约用水。采用生产机理模型描述的炼厂全流程多时间段生产计划问题,同时考虑能耗,能够为炼厂提供更加精确的生产计划优化方案,做到生产的节能降耗;工业生产中水资源平衡利用问题的研究可提高不可再生资源的利用率。炼厂生产计划与锗厂水平衡决策支持系统的开发为所研究问题的应用提供友好界面。