Modellierungsansätze für die Design-Optimierung von reaktiven Rektifikationskolonnen

Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Auslegung von komplexen integrierten Prozessen am Beispiel der Reaktivrektifikation. Zur Ermittlung des aus ökonomischer Sicht optimalen Apparatedesigns und Betriebspunkts können Methoden der mathematischen Optimierung eingesetzt werden. Dies führt auf große, gemischt-ganzzahlige nichtlineare Optimierungsprobleme, die mit verfügbaren kommerziellen Algorithmen auch ohne Vorinformation über die optimale Konfiguration des Apparats oder der Apparateverschaltung gelöst werden können. Der Rechenaufwand hängt dabei stark von der Anzahl der diskreten Variablen ab. Hier werden die allgemeine Methodik vorgestellt und verschiedene Modellierungsansätze für die diskreten Entscheidungsvariablen hinsichtlich des Rechenzeitbedarfs und der Lösungsqualität der Optimierung verglichen.