[发明专利]一种大范围原油调合选择优化方法

说明书

本发明公开了一种大范围原油调合选择优化方法，该方法通过对原油性质光谱数据库的近红外光谱数据进行主成分分析和聚类分析，缩小了替代原油的选择范围，进而降低了大范围原油选择优化的计算负荷。在确保优化前后调合后原油性质基本稳定的前提下，通过原油调合优化方法进一步优化原油调合配方成本，从而提供性质接近、成本更优的原油加工替代方案，指导企业从全球市场选择采购和加工机会原油，提高企业效益，进而提升我国原油能源供应的安全性。

技术领域

本发明涉及石油化工领域的原油调合领域，具体为一种面向全球市场可售原油进行原油调合选择优化的方法。

背景技术

原油调合是炼化企业生产中的重要内容，对集约使用原油资源、节能减排影响很大。世界各地的原油物性不同，如不同的硫含量、酸值和密度等。炼化企业生产装置的设计参数是与一定的原油性质相对应的。原油性质变化越大，对装置平稳运行影响越大，对产品质量的控制越困难，进而对原油资源的利用率、能量消耗和废物排放等都产生不利影响。调合是将不同物性的原油(称为组分原油)，按不同配方和比例混合均匀，使之适合装置加工生产。

目前炼油企业选购原油时往往基于既有经验，在当前全球原油市场波动剧烈的情况下，有时即使出现了价格更低的机会原油，然而出于对原油性质把握不准等原因，也无法及时、准确采购。世界上业已探明的原油种类多达数千种，即使随着资源的开采和消耗，当前量产的可售原油也有数百种之多，而对于炼化企业来说，常用的原油多则二三十种，少则不足十种，选择范围总体偏小。因此，若能将国际市场上可售的原油提供给企业，并推荐出最佳的选择方案，势必对指导企业科学采购原油具有重要价值。

然而，若要在数百种原油中进行选择，其范围太大，这将导致计算负荷过大。近年来，随着近红外技术的快速发展，国内科研院所和企业已经收集了不少原油样本的近红外光谱及其对应的性质数据，如何借助近红外技术及相关数据分析方法来指导企业在国际市场上科学采购，一直是近年来原油调合的一个研究热点。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种大范围原油调合选择优化方法。该方法针对原油近红外光谱可准确反映原油性质的特点，根据大范围采集的原油近红外光谱数据，通过特征提取和聚类分析降低计算负荷，结合原油价格和性质进行调合选择优化，在保证产品性质稳定的前提下，为原油调合提供最优的选择方案，具体包括以下步骤：

1)收集世界上当前可供销售的原油种类样本，测量各样本c_i(i＝1～n)的关键性质及其对应的近红外光谱，构建原油性质光谱数据库，其中原油关键性质包含原油密度、硫含量和酸值；

2)对原油各样本c_i(i＝1～n)的近红外光谱进行常规预处理，其中常规预处理包含矢量归一、基线校正；

3)对预处理后的所有光谱数据进行主成分分析，并计算主成分得分矩阵S；

4)选择前m个主成分向量y₁,y₂,…,y_m使主成分累积贡献率百分比不小于p，其中p＝85％；

5)取主成分得分矩阵S中的前m个得分向量a₁,a₂,…,a_m构成待聚类数据矩阵A；

6)使用聚类分析法将A的数据分为k簇，并记录每个原油样本的簇索引，其中簇总数4≤k≤10；