Optimierungsbasierte Entwurfsmethodik für Membran-Rektifikation-Hybridprozesse

基于优化的膜精馏混合工艺设计方法

基本信息

项目摘要

Die Verschaltung unterschiedlicher Grundoperationen zu einem hybriden Trennverfahren bietet gegenüber konventionellen Trennverfahren insbesondere für die Auftrennung engsiedender und azeotroper Mehrkomponentengemische Vorteile hinsichtlich der Energieeffizienz und der Überwindung von Trenngrenzen. Dieses große wirtschaftliche und verfahrenstechnische Potential wird industriell aufgrund fehlender Entwurfsmethodiken für diese komplexen Prozessverknüpfungen bislang kaum ausgeschöpft. Ziel des Forschungsvorhabens ist daher die Entwicklung einer optimierungsbasierten Methodik für den systematischen, effizienten und robusten Entwurf von Hybridprozessen am Beispiel der Kopplung von Rektifikation und Membrantrennverfahren. Die geplante mehrstufige Vorgehensweise mit sukzessive erhöhtem Detaillierungsgrad der Modellformulierungen erlaubt trotz der hohen Komplexität des Entwurfsproblems eine effiziente Auslegung der Prozesse. Dabei wird die Komplexität zum einen durch eine schrittweise Evaluierung von Lösungsvarianten mit Shortcut-Methoden vermindert, an die sich eine rigorose Optimierung mit gradientenbasierten Methoden anschließt, die als Verfeinerung des vorhergehenden Schritts detaillierte Auslegungsspezifikationen liefert. Zum anderen soll parallel dazu eine einstufige Strukturoptimierung mit evolutionären Algorithmen zur simultanen Synthese und Auslegung der optimalen Hybridkonfiguration angewandt werden, so dass ein Vergleich verschiedener Optimierungsansätze sowie deren Bewertung ermöglicht wird. Gestützt wird die Entwurfsmethodik durch experimentelle Untersuchungen der Grundoperationen und ihrer Verknüpfung im Labor- und Technikumsmaßstab, die sowohl der Modellparametrisierung dienen als auch zur Validierung der Prozessmodelle und der Entwurfsmethodik herangezogen werden.Dieses systematische Vorgehen ermöglicht einen effizienten Prozessentwurf, der zu nachhaltigen und innovativen Prozessen führt, die sowohl große ökologische als auch ökonomische Vorteile mit sich bringen und ferner die Synthese neuartiger Produkte ermöglichen.
他说:“这是一种自给自足的企业和恒沸器。这是一家很有潜力的工业企业,它的贷款机构是一家大型企业。Ziel des Forschungsvorhabens is Daher die Entwickump einer einer beierungsbassierten Methodik für den system schen,effizienten and robusten Entwurf von Hybriprozessen am Beispiel der Kopplung von Rektifikation and Membrtrennverfahren.从根本上说,这是一个非常重要的问题,也是最重要的问题之一。在卫理公会的快捷方式下,我们将会得到一个严格的、最优的卫理公会的基础,以及更多的细节。这是一种新的进化算法,它同时合成了这些和最优的结构,因此它是一种最优的优化算法。我们将继续进行实验,以提高生产效率,提高生产效率,降低生产成本,提高生产效率,降低生产成本。

项目成果

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Synthesis of dimethyl carbonate and propylene glycol in a membrane-assisted reactive distillation process: Pilot-scale experiments, modeling and process analysis
膜辅助反应精馏工艺合成碳酸二甲酯和丙二醇:中试规模实验、建模和过程分析
  • DOI:
    10.1016/j.cep.2014.01.008
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    J. Holtbruegge;M. Wierschem;P. Lutze
  • 通讯作者:
    P. Lutze
Optimisation-based design method for membrane-assisted separation processes
Pervaporation of binary and ternary mixtures of acetone, isopropyl alcohol and water using polymeric membranes: Experimental characterisation and modelling
  • DOI:
    10.1016/j.ces.2014.02.009
  • 发表时间:
    2014-08-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Koch, Katharina;Gorak, Andrzej
  • 通讯作者:
    Gorak, Andrzej
Efficient optimization-based design for the separation of heterogeneous azeotropic mixtures
  • DOI:
    10.1016/j.compchemeng.2014.03.012
  • 发表时间:
    2015-01-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Skiborowski, Mirko;Harwardt, Andreas;Marquardt, Wolfgang
  • 通讯作者:
    Marquardt, Wolfgang
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