آنالیز عملکرد و بهینه سازی راکتورهای صنعتی بر پایه راکتورهای صنایع پتروشیمی

یکی از موارد استفاده از مدلهای ریاضی و یا شبیه سازی معتبر برای هر فرآیند شیمیایی، پیدا نمودن طراحی بهینه و متغیرهای عملیاتی فرآیند است که مقدار حداکثر و یا حداقل تابع بهینه سازی را به دست دهد. یک مدل دقیق ریاضی به همراه یک تابع بهینه سازی مناسب را میتوان کمک تکنیکهای بهینه سازی جهت یافتن طراحی بهینه، مدلهای ریاضی تنها ابزاری برای راهنمایی و انجام تستهای اولیه بر روی فواید و مضرات وضعیتهای مختلف، بوده و تصمیمات باید به کمک تجربیات مهندسی بر پایه شناخت عمیق از شرایط فیزیکی - شیمیایی فرآیندها گرفته شود. به علت پیچیدگی واحدهای شیمیایی، ملاحضات اقتصادی و عملیاتی، محدودیت زمان و نیرو، بهینه سازی کامل فرایند تقریبا غیر ممکن است، لذا به بهینه سازی موردی کفایت شده و ابن بهینه سازی تحت عنوان suboptimization شناخته میشود. suboptimization شامل بهینه سازی یک فاز از فرایند با صرف نظر کردن از برخی فاکتورهای تاثیرگذار، خواه مستقیم خواه غیر مستقیم، بر سیستمها و با فرایندهای دیگر در واحد میباشد. suboptimization زمانی مفید است که فرموله کردن مشکل و تکنیکهای در دسترس، اجازه دست یابی به حلی منطقی برای مسئله کلی را نمیدهد. در اغلب موارد عملی، suboptimization حداقل یک شیوه عقلانی را برای دستیابی به شرایط بهینه فراهم مینماید. اگر چه بهینه سازی به صورت suboptimization برای تمامی المانها لزوما تضمینی برای دستیابی به شرایط بهینه کلی برای کل سیستم نمیباشد. مهمترین نقطه شروع در بهینه سازی تعریف تابع هدف میباشد. این تابع مشخص میکند که چه چزی را باید حداکثر و یا حداقل نمود. این تابع میتواند بر اساس فرایند، مانند حداکثر تبدیل و باحداکثر بازدهی یک جز خاص و یا بر اساس اقتصاد، مانند سود و یا حداقل هزینه به ازای واحد یک محصول خاص، تعریف گرددموارد. اقتصادی معمولا در بهینه سازی وجود دارند در صورتیکه موار فرآیندی ممکن است در برخی موارد وجود نداشته باشند. از دید فرایندی، مقدار بهینه ای برای این مسئله وجود ندارد، چرا که اگر حداکثر تبدیل A به B به عنوان تابع هدف تعریف شود، این سوال مطرح میگردد که زمان بهینه چقدر است؟ واضح است که با افزایش زمان اقامت مقدار بیشتری از A به B تبدیل خواهد شد و میتوان فرض نمود در زمان بی-نهایت این تبدیل % ۱۰۰ خواهد شد. در حالی که از دید اقتصادی، با افزایش تبدیل، زمان مورد نیاز برای افزایش یک واحد تبدیل به صورت توانی افزایش مییابد و بدین سان هزینه عملیاتی نیز افزایش خواهد یافت.