تعیین چیدمان بهینه برج‌های تقطیر با در نظر گرفتن ادغام حرارتی به روش برنامه‌نویسی ریاضی مبتنی بر بهینه‌سازی اَبَرساختار

در این مقاله مسأله تعیین چیدمان بهینه برج‌های تقطیر در یک سیستم‌ تقطیر چند جزئی، با در نظر گرفتن ادغام حرارتی بین کندانسور و ریبویلر برج‌های مختلف، به روش برنامه‌نویسی ریاضی بررسی شده است. مساله مورد بحث در اینجا به دلیل وجود قیود غیر‌خطی و همین‌طور متغیرهای گسسته و پیوسته در مدل بهینه‌سازی، یک برنامه غیرخطی آمیخته با عدد صحیح، MINLP، خواهد بود. مدل MINLP حاصل از برنامه‌نویسی ریاضی به کمک نرم‌افزار گمز حل شده است. جامعیت مدل بهینه‌سازی و انعطاف‌پذیری آن در تعریف شرایط عملیاتی جدید از ویژگی‌های این کار به حساب می‌آید. بهینه‌سازی همزمان چیدمان و مصرف انرژی امکان ارزیابی تأثیر ادغام حرارتی بر انتخاب چیدمان بهینه فراهم کرده است. در نظر گرفتن ادغام حرارتی در کاهش مصرف انرژی با متغیر بودن فشار برج تقطیر امکان‌پذیر شده است بطوریکه نتایج حاصل از حل مدل MINLP برای یک جداسازی چهار جزئی، میزان صرفه‌جویی برابر 25% در هزینه‌ کلی سالانه که شامل هزینه‌های سرمایه‌گذاری، عملیاتی و میزان مصرف انرژی می‌شود، را نشان می‌دهد.