témavezető: Hégely László
helyszín (magyar oldal): Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék helyszín rövidítés: ÉPGET
A kutatási téma leírása:
a.) Előzmények
A folyadékelegyek legelterjedtebben használt szétválasztási módszere a desztilláció, melynek energiaigénye azonban igen magas. Így a desztilláló oszlopok optimális tervezésének és üzemeltetésének nagy jelentősége van. Számos iparágban (pl. gyógyszeripar, finomvegyszergyártás) a desztillációt jellemzően szakaszos üzemmódban végzik, melynek modellezése és optimalizálása azonban bonyolultabb feladat. A témavezető számos, a szakaszos desztillációhoz kapcsolódó cikket publikált nemzetközi folyóiratokban és konferenciákon, valamint részt vett a K-106268 (2013-2016) és K-120083 (2016-2020) jelű NKFI-OTKA kutatási projektekben.
b.) A kutatás célja
A kutatás célja az azeotrop elegyek szétválasztására alkalmazott speciális szakaszos desztillációs módszerek (szakaszos extraktív desztilláció, szakaszos heteroazeotrop desztilláció) tanulmányozása és optimalizálása számítógépes modellezéssel. A szakaszos folyamatok optimalizálása dinamikus optimalizálási probléma, amelyet a professzionális folyamatszimulátorok beépített optimalizálóival nem lehet megoldani. Ezért olyan külső optimalizálási modulok fejlesztésére van szükség, amelyeket össze lehet kapcsolni a folyamatszimulátorral. A kutatómunka célja deriváltmentes optimalizálási módszerek kifejlesztése, amelyek mérsékelt számítási igény mellett képesek optimalizálni a speciális szakaszos desztillációs módszereket. A módszer alkalmazhatósága kibővíthető több célfüggvény vagy a párlatvisszaforgatás figyelembevételére is. Az optimalizálás eredményei laboratóriumi kísérletekkel validálhatók.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye
• A korábban összegyűjtött irodalom tanulmányozása (4 hónap)
• Új irodalom áttekintése (3 hónap)
• A rendelkezésre álló programok és kódok megismerése (2 hónap)
• Algoritmus kidolgozása és számítások végzése (15 hónap)
• Többcélfüggvényű optimalizálás (6 hónap)
• A párlatvisszaforgatás optimalizálása (6 hónap)
• Laboratóriumi kísérletek (6 hónap)
• Az értekezés megírása (6 hónap)
d.) A szükséges berendezések
Professzionális és saját fejlesztésű szoftverek (részben rendelkezésre állnak, részben kifejlesztésre vagy továbbfejlesztésre szorulnak).
Laboratóriumi desztillációs oszlop (rendelkezésre áll).
e.) Várható tudományos eredmények
• Mérsékelt számításigényű optimalizálási módszerek kifejlesztése szakaszos desztillációs folyamatok optimalizálásához.
• A különböző módszerek összehasonlítása.
• Kiterjesztés többcélfüggvényű optimalizálásra.
• A párlatvisszaforgatás optimalizálása.
f.) Irodalom
L. Hegely, P. Lang: Optimization of Batch Heteroazeotropic Distillation Operational Strategies with Entrainer Recycle. In: A. Friedl, J.J. Klemeš, S. Radl, P.S. Varbanov, T. Wallek, (szerk.) 28th European Symposium on Computer Aided Process Engineering, Amsterdam: Elsevier, 2018, 1505-1512.
L. Hegely, P. Lang: Optimisation of Batch Extractive Distillation Process with Entrainer Recycle, Computer Aided Chemical Engineering, 2017, 40, 2101-2106.
L. Hegely, P. Lang: Optimization of a batch extractive distillation process with recycling off-cuts, Journal of Cleaner Production, 2016, 136, 99-110.
L. Hegely, P. Lang: Optimization of Entrainer Feeding in Batch Extractive Distillation, Computer-Aided Chemical Engineering, 2014, 33, 1177-1182.
L Hegely, V Gerbaud, P Lang: General model for studying the feasibility of heterogeneous extractive batch distillation, Industrial & Engineering Chemistry Research, 2014, 53 (45), 17782-17793.
L Hegely, P Lang, V Gerbaud: Off-cut Recycle for Batch and Batch Extractive Distillation Separation of a Multicomponent Azeotropic Mixture, Chemical Engineering Transactions, 2013, 35, 967-972.
felvehető hallgatók száma: 1
Jelentkezési határidő: 2022-10-15
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Bejelentkezés
