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01.06.2015 | Ausgabe 2/2015

Optimization and Engineering 2/2015

Deterministic global optimization of binary hybrid distillation/melt-crystallization processes based on relaxed MINLP formulations

Zeitschrift:
Optimization and Engineering > Ausgabe 2/2015
Autoren:
Martin Ballerstein, Achim Kienle, Christian Kunde, Dennis Michaels, Robert Weismantel
Wichtige Hinweise
Martin Ballerstein was formally at Institut für Operations Research, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Rämistrasse 101, 8092 Zurich, Switzerland.

Abstract

This paper deals with the deterministic global optimization of hybrid distillation/melt-crystallization processes for closely boiling mixtures. An algorithm is presented that exploits the problem specific structure of continuous, counter-current distillation to reduce the domain of the corresponding mixed-integer nonlinear program (MINLP). We apply a bound tightening technique based on the explicit computation of extreme column solution profiles, which enclose all possible solutions of the distillation column model. A relaxed MINLP model formulation is then used to exclude several non-optimal and infeasible column configurations. The numerical performance of the proposed algorithm is demonstrated on a test series of stand-alone distillation column processes and hybrid separation processes.

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