در این کار پژوهشی مدلسازی ریاضی واکنشگاه غشایی فرایند هیدروژن زدایی اکسایشی اتان و بهینه سازی فرایند با استفاده از الگوریتم های تکاملی مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور مدل شبه همگن یک بعدی در حالت پایا برای توصیف عملکرد واکنشگاه غشایی استفاده شد. پروفایل های دما (در لوله و پوسته)، کسر مولی اکسیژن در لوله، انتخابگری اتیلن، میزان تبدیل اتان و نرخ تولید سالانه اتیلن در طول واکنشگاه محاسبه شدند. اثر دانسیته بستر، دمای ورودی و شار اکسیژن نفوذیافته، بر عملکرد واکنشگاه مورد بررسی قرار گرفتند. برای بهینه سازی فرایند از الگوریتم ژنتیک چندهدفه (NSGAII) و الگوریتم چند هدفه ازدحام ذرات (MOPSO) استفاده گردیده است. دمای ورودی خوراک (لوله) و اکسیژن (پوسته)، کسر مولی اکسیژن در خوراک ورودی، فشار درون پوسته و دبی های ورودی خوراک و اکسیژن، به عنوان متغیرهای تاثیر گذار بر فرایند انتخاب شدند، سپس اثر این متغیرها بر توابع هدف نظیر، میزان تبدیل اتان، انتخابگری اتیلن و نرخ تولید اتیلن و کربن دی اکسید مورد تحلیل قرار گرفت. بهینه سازی مسائل دو هدفه شامل بیشینه سازی میزان تبدیل اتان و انتخابگری اتیلن و سپس بیشینه و کمینه سازی به ترتیب نرخ تولید اتیلن و کربن دی اکسید می باشند. در مسئله سه هدفه میزان تبدیل اتان، نرخ های تولید اتیلن و کربن دی اکسید به عنوان توابع هدف در نظر گرفته شدند. محدوده های بهینه میزان تبدیل اتان، نرخ های تولید اتیلن و کربن دی اکسید به ترتیب (20/0-002/0)، (kton/yr) (26/76-02/ 1)، (kton/yr) (13-04/0) می باشند. از میان جمعیت حاضر در مرز پرتو حاصل شده از بهینه سازی سه هدفه، بهترین عضو با استفاده از روش های انتخاب نظیر GRA، SAW، TOPSIS انتخاب گردید. جواب-های انتخاب شده با روش های GRA و SAW به هم نزدیک بوده در حالی که جواب حاصل از روش TOPSIS کمتر از مقادیر توابع هدف دو روش دیگر می باشد.
