Switching from Batch to Continuous Reactors Is a Trajectory Optimization Problem

计算机科学 过程(计算) 批处理 连续反应器 吞吐量 间歇式反应器 自动化 数学优化 工艺工程 比例(比率) 弹道 工作(物理) 工程类 数学 机械工程 化学 电信 量子力学 操作系统 生物化学 物理 催化作用 程序设计语言 无线 天文
作者
Joseph Costandy,Thomas F. Edgar,Michael Bâldea
出处
期刊:Industrial & Engineering Chemistry Research [American Chemical Society]
卷期号:58 (30): 13718-13736 被引量:22
标识
DOI:10.1021/acs.iecr.9b01126
摘要

Over the past two decades, the pharmaceutical and specialty chemical industries have led a considerable effort toward transitioning from existing batch to continuous flow processes. The transition promises many benefits, including improved automation, simpler scale-up, and higher throughput. The switch from batch reactor vessels to continuous flow reactors (CFRs) is among the most challenging problems that must be solved to succeed in making the batch to continuous process switch, and the best methodology by which the feasibility of the switch can be determined remains an open problem. In this work, we offer a novel, optimization-based framework for assessing the feasibility of the switch. Starting from first principles, we develop a general nondimensionalization algorithm for describing an arbitrary reactive system. We then define nondimensional performance metrics that allow us to assign “scores” for a given batch reactor or CFR. Finally, we construct two optimization problems that (1) minimize the difference in total performance between an existing batch reactor and a potential new CFR and (2) separately maximize the total performance of the two reactors. The design variables for each reactor are allowed to vary between realistic bounds for the particular reactor vessel type. Problem 1 provides insight into whether the switch is feasible, while problem 2 provides insight into whether the switch is desirable. Finally, we illustrate the utility of our framework using two case studies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
FashionBoy应助方格采纳,获得10
刚刚
刚刚
1秒前
英勇听兰发布了新的文献求助10
1秒前
邓海霞发布了新的文献求助10
1秒前
Amy发布了新的文献求助10
2秒前
魔幻的访云完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
楼外蒹葭发布了新的文献求助10
5秒前
serapy发布了新的文献求助10
6秒前
ZLY完成签到 ,获得积分10
8秒前
SUDA完成签到,获得积分10
8秒前
好好学习完成签到,获得积分10
9秒前
sygtl完成签到,获得积分10
10秒前
情怀应助Amy采纳,获得10
12秒前
13秒前
传奇3应助w鲜芋采纳,获得10
13秒前
14秒前
14秒前
戴哈哈完成签到 ,获得积分10
14秒前
共享精神应助serapy采纳,获得10
15秒前
lidialon发布了新的文献求助10
16秒前
小猫没有口袋完成签到 ,获得积分10
17秒前
博林大师完成签到,获得积分10
17秒前
似乎一场梦完成签到,获得积分10
19秒前
Ranmaru应助鱼咬羊采纳,获得10
19秒前
19秒前
传奇3应助666666666666666采纳,获得10
19秒前
慕青应助Jmax采纳,获得10
20秒前
20秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得20
20秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
20秒前
搜集达人应助敏er好学采纳,获得10
22秒前
23秒前
爆米花应助匪石采纳,获得10
24秒前
爸气侧漏发布了新的文献求助10
28秒前
啦啦啦完成签到,获得积分10
28秒前
高分求助中
【本贴是提醒信息,请勿应助】请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 800
Multifunctional Agriculture, A New Paradigm for European Agriculture and Rural Development 600
Challenges, Strategies, and Resiliency in Disaster and Risk Management 500
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2482456
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2144890
关于积分的说明 5471573
捐赠科研通 1867251
什么是DOI,文献DOI怎么找? 928154
版权声明 563073
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 496555