تعیین چیدمان بهینه برج های تقطیر با در نظر گرفتن ادغام حرارتی به روش برنامه نویسی ریاضی مبتنی بر بهینه سازی ابرساختار

در این مقاله مساله تعیین چیدمان بهینه برج های تقطیر در یک سیستم تقطیر چند جزئی، با در نظر گرفتن ادغام حرارتی بین کندانسور و ریبویلر برج های مختلف، به روش برنامه نویسی ریاضی بررسی شده است. مساله مورد بحث در اینجا به دلیل وجود قیود غیر خطی و همین طور متغیرهای گسسته و پیوسته در مدل بهینه سازی، یک برنامه غیرخطی آمیخته با عدد صحیح، MINLP، خواهد بود. مدل MINLP حاصل از برنامه نویسی ریاضی به کمک نرم افزار گمز حل شده است. جامعیت مدل بهینه سازی و انعطاف پذیری آن در تعریف شرایط عملیاتی جدید از ویژگی های این کار به حساب می آید. بهینه سازی همزمان چیدمان و مصرف انرژی امکان ارزیابی تاثیر ادغام حرارتی بر انتخاب چیدمان بهینه فراهم کرده است. در نظر گرفتن ادغام حرارتی در کاهش مصرف انرژی با متغیر بودن فشار برج تقطیر امکان پذیر شده است بطوریکه نتایج حاصل از حل مدل MINLP برای یک جداسازی چهار جزئی، میزان صرفه جویی برابر 25% در هزینه کلی سالانه که شامل هزینه های سرمایه گذاری، عملیاتی و میزان مصرف انرژی می شود، را نشان می دهد.