常减压装置是原油加工过程中的第一道工序,通过物理蒸馏的方法将原油分为汽油、煤油、柴油等石油产品和后续装置加工原料。塔是整个常减压装置工艺过程的核心设备,塔的性能及运行操作状态影响着常减压装置的产品质量和产量。目前大多数炼油厂最常采用的原油蒸馏流程为三塔流程,分别为:初馏塔、常压塔以及减压塔,三塔之间相互耦合,互相影响。其中常压塔是产品分离装置,初馏塔的运行情况与常压塔侧线产品的质量和产量息息相关,初馏塔操作不当会导致常压塔侧线无法产油或产出黑油的情况,因此采用初馏塔及常压塔协同建模的方式。常压塔侧线产品产量与炼油企业的经济指标具有密切的联系,产量之间存在冲突关系,是一个多目标优化问题。实际炼油中存在着多约束现象,操作变量和目标之间高度耦合和非线性化,常减压装置的运行效率对后续装置有很大的影响,传统的梯度优化方法与初值有关且要求函数性态,现有大多数的多目标进化算法收敛速度慢、计算量大,均不满足炼油运行指标优化问题的要求,因此需要一种能够有效求解高度非线性复杂问题的多目标进化算法。针对上述问题,本文依托国家自然科学基金项目“炼油生产过程全局协同优化运行理论与实现技术（61590922）”,开展了常减压装置中初馏塔与常压塔协同优化多目标优化研究。主要研究工作如下:（1）对初馏塔及常压塔协同工艺过程进行分析描述。对现有的常减压装置的研究现状和操作优化算法进行介绍,描述初馏塔及常压塔各部分的具体工艺流程以及各部分作用,对初馏塔及常压塔协同问题进行阐述,对侧线产量之间的冲突关系进行分析,给出模型的操作变量以及目标函数,讨论常减压装置的操作优化的难点及本文优化问题。（2）提出了一种基于分解方法的改进多目标优化算法。针对炼油过程中操作变量可行范围与目标解空间大、成品油以及工业燃料需求多样化、产品生产方案操作模式多样化以常减压装置变量调整速度影响后续装置运行的问题特点,结合MOEA/D本身的后代生成策略、子问题比较不均匀以及局部搜索能力差的特点,提出了一种基于惩罚边界交叉法的方法,利用差分进化结合用高斯变异算子,并在后代产生采用多算子多参数策略、比较更新部分加入均匀比较策略以及在邻居个体更新部分加入局部搜索策略的改进分解多目标优化算法MOEA/D-ML,提高了算法的多样性和收敛性、并增加了算法的鲁棒性以及收敛速度。为了测试改进的算法的性能,将其应用到DTLZ、ZDT、WFG、MOEADDEF以及UF五组共38个标准测试函数上,对比MOEA/D-PBI、MOEA/D-DE、NSGA-Ⅲ、IM-MOEA和MOEA/DD。在此基础上并进行了显著度分析、参数敏感度分析以及三种策略的有效性分析。实验结果表明,本文所提出的改进算法在种群进化过程中有很快的收敛速度,能够在函数评估次数较少的情况下快速的收敛到近似的Pareto前沿并且获得均匀分布的解集,算法具有良好的分布性和收敛性。（3）结合常减压装置中的运行优化问题,从工艺机理出发,定性分析与侧线产品产量相关的因素,并根据装置的具体工艺和车间技术人员的经验知识选出影响较大的十三个变量作为模型的输入变量,在装置运行指标和质量的约束下,选择衡量炼油企业指标加工技术的指标侧线产品产量作为模型的输出。利用工厂实际数据建立了初馏塔及常压塔协同的侧线产量及约束模型,将几种算法结合可行性准则约束处理方法,并将这几种带有约束的优化算法应用到实际的初馏塔和常压塔协同的侧线产量模型中。由于无法得知协同运行优化模型的真实最优解,因此采用解集分布图以及超体积评价指标对几种优化算法在实际中应用的性能进行评价,通过四种算法优化所得的结果,验证了本文所提出的改进分解多目标优化算法具有良好的优化结果。