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Automatic design of conventional distillation column sequence by genetic algorithm

Authors

  • Ramin Bozorgmehry Boozarjomehry,

    1. Department of Chemical and Petroleum Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
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  • Ali Pourahmadi Laleh,

    Corresponding author
    1. Department of Chemical and Petroleum Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
    2. Department of Chemical and Petroleum Engineering, The University of Calgary, Calgary, Alberta, Canada
    • Department of Chemical and Petroleum Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran.
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  • William Y. Svrcek

    1. Department of Chemical and Petroleum Engineering, The University of Calgary, Calgary, Alberta, Canada
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Abstract

Synthesis of the optimum conventional (with non-sharp separations) distillation column sequence (DCS) is a challenging problem, in the field of chemical process design and optimization, due to its huge search space and combinatorial nature. In this paper, a novel procedure for the synthesis of optimum Conventional Distillation Column Sequence is proposed. The proposed method is based on evolutionary algorithms. The main criterion used to screen alternative DCS's is the Total Annual Cost (TAC). In order to estimate the TAC of each DCS alternative all columns that exist in the DCS are designed using short-cut methods. The performance of the proposed method and other alternatives are compared based on the results obtained for four standard benchmark problems used by researchers working in this area. Based on the results of the comparison, the proposed method outperforms the other methods and is also more flexible than other existing methods.

Abstract

La synthèse de la séquence de colonne de distillation (SCD) traditionnelle optimale (caractérisée par des séparations non tranchantes) représente un problème difficile à régler, dans le domaine de la conception et de l'optimisation de procédés chimiques, en raison de son immense espace de recherche et de sa nature combinatoire. Ce document propose une procédure nouvelle en vue de la synthèse de la séquence de colonne de distillation traditionnelle optimale. La méthode proposée est fondée sur des algorithmes évolutionnistes. Le critère principal utilisé pour présélectionner les autres possibilités de SCD est le coût total annuel (CTA). Pour estimer le CTA de chaque option de SCD, toutes les colonnes qui existent dans la SCD sont conçues en utilisant des méthodes abrégées. On compare ensuite le rendement de la méthode proposée et des autres possibilités en s'appuyant sur les résultats obtenus dans le cadre de quatre problèmes d'évaluation standard utilisés par les chercheurs oeuvrant dans ce domaine. En s'appuyant sur les résultats de la comparaison, la méthode proposée donne un meilleur rendement que les autres méthodes et est également plus souple que les autres méthodes qui existent.

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