Rigorous design of distillation columns using surrogate models based on Kriging interpolation

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Título: Rigorous design of distillation columns using surrogate models based on Kriging interpolation
Autor/es: Quirante, Natalia | Javaloyes-Antón, Juan | Caballero, José A.
Grupo/s de investigación o GITE: Computer Optimization of Chemical Engineering Processes and Technologies (CONCEPT)
Centro, Departamento o Servicio: Universidad de Alicante. Departamento de Ingeniería Química | Universidad de Alicante. Instituto Universitario de Ingeniería de los Procesos Químicos
Palabras clave: Simulation | Optimization | Design (distillation columns) | Kriging algorithm | Mathematical modeling
Área/s de conocimiento: Ingeniería Química
Fecha de publicación: jul-2015
Editor: Wiley
Cita bibliográfica: AIChE Journal. 2015, 61(7): 2169-2187. doi:10.1002/aic.14798
Resumen: The economic design of a distillation column or distillation sequences is a challenging problem that has been addressed by superstructure approaches. However, these methods have not been widely used because they lead to mixed-integer nonlinear programs that are hard to solve, and require complex initialization procedures. In this article, we propose to address this challenging problem by substituting the distillation columns by Kriging-based surrogate models generated via state of the art distillation models. We study different columns with increasing difficulty, and show that it is possible to get accurate Kriging-based surrogate models. The optimization strategy ensures that convergence to a local optimum is guaranteed for numerical noise-free models. For distillation columns (slightly noisy systems), Karush–Kuhn–Tucker optimality conditions cannot be tested directly on the actual model, but still we can guarantee a local minimum in a trust region of the surrogate model that contains the actual local minimum.
Patrocinador/es: The authors gratefully acknowledge the financial support of the Ministry of Economy and Competitiveness of Spain, under the project CTQ2012-37039-C02-02.
URI: http://hdl.handle.net/10045/47691
ISSN: 0001-1541 (Print) | 1547-5905 (Online)
DOI: 10.1002/aic.14798
Idioma: eng
Tipo: info:eu-repo/semantics/article
Derechos: © 2015 American Institute of Chemical Engineers
Revisión científica: si
Versión del editor: http://dx.doi.org/10.1002/aic.14798
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