Разработка процесса - Process design

Часть серия на
Химическая инженерия
Основы
Единичные процессы
Аспекты
Глоссарии
Категория Категория

В химическая инженерия, разработка процесса это выбор и последовательность единиц для желаемого физического и / или химического преобразования материалов. Проектирование процессов занимает центральное место в химической инженерии, и его можно рассматривать как вершину этой области, объединяющую все компоненты области.

Технологический дизайн может быть проектированием новых объектов или модификацией или расширением существующих объектов. Дизайн начинается на концептуальном уровне и в конечном итоге заканчивается планами изготовления и строительства.

Разработка технологического процесса отличается от проектирования оборудования, которое по духу ближе к проектированию единичных операций. Процессы часто включают в себя множество единичные операции.

Документация

Документы по технологическому проектированию служат для определения дизайна и обеспечивают совместимость компонентов проекта. Они полезны для передачи идей и планов другим инженерам, участвующим в проектировании, внешним регулирующим органам, поставщикам оборудования и строительным подрядчикам.

В порядке увеличения детализации документы проектирования процессов включают:

  • Блок-схемы (BFD): очень простые схемы, состоящие из прямоугольников и линий, обозначающих основные потоки материала или энергии.
  • Схемы технологических процессов (PFD): Обычно более сложные схемы основных операций установки, а также потоковых линий. Обычно они включают баланс материалов, а иногда и энергетический баланс, показывающий типичные или расчетные расходы, состав потоков, а также давления и температуры потока и оборудования.
  • Схемы трубопроводов и КИПиА (P&ID): диаграммы, показывающие каждый трубопровод с классом трубопровода (углеродистая сталь или нержавеющая сталь) и размером трубы (диаметром). Они также показывают клапаны вместе с местоположением инструментов и контроль над процессом схемы.
  • Характеристики: Письменные требования к дизайну всех основных элементов оборудования.

Разработчики процессов обычно пишут руководства по эксплуатации о том, как запускать, эксплуатировать и останавливать процесс. Они также часто разрабатывают планы аварий и прогнозы воздействия технологического процесса на окружающую среду.

После строительства технологического объекта документы хранятся для доступа обслуживающего персонала. Документы также полезны при планировании модификаций объекта.

Основным методом разработки документов процесса является технологическая карта.

Соображения по дизайну

Есть несколько соображений, которые необходимо учитывать при проектировании любой химической технологической установки. Разработка концепции и рассмотрение проекта могут начаться после того, как будут определены чистота продукта, выход и производительность.

Цели что дизайн может стремиться включать:

Ограничения включают:

  • Капитальные затраты: сумма бюджета или инвестиций для создания непрерывного процесса.
  • Доступное место: площадь земли для строительства завода.
  • Соображения безопасности: рассмотрение вопроса об анализе рисков промышленных аварий или опасных химикатов.
  • Воздействие на окружающую среду и прогнозируемый стоки и выбросы
  • Производство / переработка отходов: обращайтесь с отходами, образующимися как побочным продуктом процесса, чтобы не нанести вред окружающей среде.
  • Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание: представляют собой переменные затраты на эксплуатацию завода.

Другие факторы, которые могут включать дизайнеры:

Источники проектной информации

Дизайнеры обычно не начинают с нуля, особенно для сложных проектов. Часто инженеры пилотный проект имеющиеся данные или данные с полномасштабных действующих объектов. Другие источники информации включают собственные критерии проектирования, предоставленные лицензиарами процессов, опубликованные научные данные, лабораторные эксперименты, а также поставщиков сырья и коммунальных услуг.

Процесс проектирования

Дизайн начинается с синтеза процесса - выбора технологии и сочетания промышленных единиц для достижения целей. По мере того, как другие инженеры и заинтересованные стороны подписываются на каждом этапе, от концептуального до рабочего проектирования продолжается более подробное проектирование.

Программное обеспечение для моделирования часто используется инженерами-проектировщиками. Моделирование может выявить слабые места в конструкции и позволить инженерам выбрать лучшие альтернативы. Однако инженеры по-прежнему полагаются на эвристику, интуицию и опыт при разработке процесса. Человеческое творчество - это элемент сложных конструкций.

Смотрите также

Рекомендуемые книги по химической инженерии

  • Синнотт и Таулер (2009). Химико-технологическое проектирование: принципы, практика и экономика проектирования предприятий и технологических процессов (5-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  0750685514.
  • Ульманна (2004). Химическая инженерия и проектирование заводов. Wiley-VCH. ISBN  978-3-527-31111-8.
  • Моран, Шон (2015). Прикладное руководство по проектированию процессов и установок (1-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  0128002425.
  • Моран, Шон (2016). Схема технологической установки (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  012803355X.
  • Питер, Фрэнк (2008). Проектирование технологических установок. Вайли. ISBN  9783527313136.
  • Кистер, Генри З. (1992). Дизайн дистилляции (1-е изд.). Макгроу-Хилл. ISBN  0-07-034909-6.
  • Перри, Роберт Х. и Грин, Дон В. (1984). Справочник инженеров-химиков Перри (6-е изд.). Макгроу-Хилл. ISBN  0-07-049479-7.
  • Птица, Р., Стюарт, W.E. и Лайтфут, Э. (Август 2001 г.). Транспортные явления (Второе изд.). Джон Вили и сыновья. ISBN  0-471-41077-2.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  • МакКейб У., Смит Дж. И Харриотт П. (2004). Подразделение химического машиностроения (7-е изд.). Макгроу Хилл. ISBN  0-07-284823-5.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  • Сидер, Дж. Д. и Хенли, Эрнест Дж. (1998). Принципы процесса разделения. Нью-Йорк: Вили. ISBN  0-471-58626-9.
  • Чопи, Николас П. (2004). Справочник по химико-технологическим расчетам (3-е издание). Макгроу-Хилл. ISBN  0-07-136262-2.
  • Химмельбау, Дэвид М. (1996). Основные принципы и расчеты в химической инженерии (6-е изд.). Прентис-Холл. ISBN  0-13-305798-4.
  • Редакторы: Жаклин И. Крошвиц и Арза Зайдель (2004). Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера (5-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Wiley-Interscience. ISBN  0-471-48810-0.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  • Кинг, Си-Джей (1980). Процессы разделения (2-е изд.). Макгроу Хилл. ISBN  0-07-034612-7.
  • Петерс, М. С. и Тиммерхаус К. Д. (1991). Проектирование и экономика завода для инженеров-химиков (4-е изд.). Макгроу Хилл. ISBN  0-07-100871-3.
  • Дж. М. Смит, Х. К. Ван Несс и М. М. Эботт (2001). Введение в термодинамику химической инженерии (6-е изд.). Макгроу Хилл. ISBN  0-07-240296-2.

внешняя ссылка

Рекомендации