کمینه سازی هزینه توسّط الگوریتم ژنتیک و بررسی مصرف انرژی در جداسازی مخلوط سه جزئی پروپان، بوتان وپنتان

در سال های اخیر، به دلیل محدود بودن منابع انرژی، مصرف روز افزون و هزینه های بالای تأمین آن؛ روش های مختلفی برای کاهش مصرف انرژی ارائه شده است. همچنین استفاده از انرژی های تلف شده در فرایند نیز به امر بسیار مهمّی تبدیل شده است. تقریباً در تمامی فرایندهای شیمیایی، جداسازی؛ بخش بسیار مهمّی را تشکیل می دهد. تقطیر، متداول ترین روش جداسازی در صنعت است که انرژی زیادی را مصرف می کند. در حالت کلّی، هنگام جداسازیِ یک مخلوط چند جزئی به اجزای خالص، امکان استفاده از آرایش های مختلفی از برج های تقطیر وجود دارد. بنابراین در یک مسأله ی جداسازی به روش تقطیر، پیدا کردن بهترین آرایش برج های تقطیر به عنوان یک مسأله ی مهم در طرّاحی و بهینه سازی مطرح می شود. هدف از انجام این پروژه، کمینه سازی هزینه و بررسی مصرف انرژی در سیستم سه جزئی پروپان، بوتان و پنتان است. در این پروژه، تابع هدف، هزینه ی کلّی سالیانه ی آرایش های تقطیر می باشد. برای تشکیل و بررسی حالت بهینه، چهار آرایش مختلف در نظر گرفته شده است. هر آرایش به دو صورت با انتگراسیون حرارتی و بدون انتگراسیون حرارتی مورد بررسی قرار می گیرد. با توجّه به این که متغیّرهای سیستم به صورت هم زمان تغییر می کنند، بررسی تمامی حالت های ممکن بسیار دشوار است. همچنین استفاده از روش های میان بر که در کارهای گذشته به کار برده شده است، نیاز به فرضیات ساده کننده ی بسیار زیادی دارد. در این پروژه، از الگوریتم ژنتیک برای پیدا کردن جواب بهینه استفاده شده است. برج های تقطیر توسط نرم افزار "هایسیس" شبیه سازی و سایزینگ شده اند. سپس به منظور مقایسه ی حالت های مختلف، هزینه ی کلّیِ سالیانه محاسبه شده است. در نهایت برای اطمینان پیداکردن از محاسبات هزینه، درهرآرایش، تعدادی از جواب ها به نرم افزار"اسپن ایکاروس" برده شده و در آن جا برآورد دقیق اقتصادی انجام شده است. با توجّه به نتایج به دست آمده، آرایش پیش تفکیک کننده با انتگراسیون حرارتی و با تقسیم کردن خوراک و پیش گرم کردن قسمتی از آن، بهترین آرایش در مقایسه با آرایش های دیگر می باشد.