Prozessgestaltung

In diesem Artikel geht es um Prozessdesign im Chemieingenieurwesen. Für Prozessdesign in Managementkontexten siehe Geschäftsprozess.

Im Chemieingenieurwesen, Prozessgestaltung ist die Wahl und Sequenzierung von Einheiten für die gewünschte physikalische und/oder chemische Transformation von Materialien. Das Prozessdesign ist von zentraler Bedeutung für die Chemieingenieurwesen und kann als der Gipfel dieses Gebiets angesehen werden, der alle Komponenten des Feldes zusammenbringt.

Das Prozessdesign kann das Design neuer Einrichtungen oder die Änderung oder Erweiterung bestehender Einrichtungen sein. Das Design beginnt auf konzeptioneller Ebene und endet letztendlich in Form von Herstellung und Bauplänen.

Das Prozessdesign unterscheidet sich von der Ausrüstungdesign, die sich dem Design von Einheitenbetrieb näher entspricht. Prozesse umfassen oft viele Einheitsvorgänge.

Dokumentation

Prozessdesigndokumente definieren das Design und stellen sicher, dass die Entwurfskomponenten zusammenpassen. Sie sind nützlich, um andere Ingenieure mit dem Design, an externe Aufsichtsbehörden, den Anbietern von Geräten und den Bauunternehmern Ideen und Pläne zu vermitteln.

In der Reihenfolge der detaillierten Verfahren gehören die Prozessdesigndokumente:

  • Blockflussdiagramme (BFD): Sehr einfache Diagramme, die aus Quadraten bestehen, nicht Rechtecke und Linien, die wichtige Material- oder Energieflüsse anzeigen.
  • Prozessflussdiagramme (PFD): Typischerweise komplexere Diagramme der wichtigsten Einheitenoperationen sowie Strömungsleitungen. Sie enthalten normalerweise eine Materialbilanz und manchmal eine Energiebilanz, die typische oder konstruktive Durchflussraten, Stromzusammensetzungen sowie Strom- und Gerätedrücke und -temperaturen zeigt.
  • Rohrleitungen und Instrumentendiagramme (P & ID): Diagramme, die jede Pipeline mit Rohrleitungsklasse (Kohlenstoffstahl oder Edelstahl) und Rohrgröße (Durchmesser) zeigen. Sie zeigen auch Ventile zusammen mit Instrumentenstandorten und Prozesssteuerung Pläne.
  • Spezifikationen: Schriftliche Entwurfsanforderungen aller wichtigen Geräteartikel.

Prozessdesigner schreiben in der Regel Betriebshandbücher zum Starten, Betrieb und Abschalten des Vorgangs. Sie entwickeln häufig auch Unfallpläne und Projektionen des Prozessbetriebs in der Umwelt.

Dokumente werden nach dem Bau der Prozessanlage für das Betriebspersonal aufrechterhalten. Die Dokumente sind auch nützlich, wenn Änderungen an der Einrichtung geplant sind.

Eine primäre Methode zur Entwicklung der Prozessdokumente ist Prozessablaufblatt.

Entwurfsüberlegungen

Es gibt mehrere Überlegungen, die bei der Gestaltung einer chemischen Prozesseinheit vorgenommen werden müssen. Entwurfskonzeptualisierung und Überlegungen können beginnen, sobald Produktpulitäten, Erträge und Durchsatzraten definiert sind.

Ziele dass ein Design darum danach streben kann:

Einschränkungen enthalten:

  • Kapitalkosten: Die Höhe des Budgets oder der Investition zum Konstruktion von End -to -End -Prozess.
  • Verfügbarer Raum: Der Bereich des Landes zum Bau des Werks.
  • Sicherheits-Bedenken: Berücksichtigung der Risikoanalyse zu Industrieunfällen oder gefährlichen Chemikalien.
  • Umweltbelastung und projiziert Abwässer und Emissionen
  • Abfallproduktion/Recycling: Verwalten Sie Abfälle, die als Nebenprodukt des Prozesses erzeugt werden, um die Umgebung nicht zu schädigen.
  • Betriebs- und Wartungskosten: Stellen Sie die variablen Kosten des Betriebs der Anlage dar.

Weitere Faktoren, die Designer umfassen können, sind:

  • Verlässlichkeit
  • Redundanz
  • Flexibilität
  • Erwartete Variabilität des Futtermittelbestandes und zulässige Variabilität im Produkt.

Entwurfsinformationen

Designer beginnen normalerweise nicht von vorne, insbesondere für komplexe Projekte. Oft haben die Ingenieure Pilotanlage Daten verfügbar oder Daten aus Vollbetriebseinrichtungen. Weitere Informationsquellen umfassen proprietäre Designkriterien, die von Prozesslizenzgebern, veröffentlichten wissenschaftlichen Daten, Laborversuche und Lieferanten von Ausgangsmaterialien und Versorgungsunternehmen vorgesehen sind.

Designprozess

Das Design beginnt mit der Prozesssynthese - der Wahl der Technologie und der Kombination von Industrieeinheiten, um Ziele zu erreichen. Detailliertere Entwürfe werden fortgesetzt, wenn andere Ingenieure und Stakeholder in jeder Phase abmelden: konzeptionell bis detailliertes Design.

Simulationssoftware wird häufig von Designingenieuren verwendet. Simulationen können Schwächen in Designs identifizieren und es den Ingenieuren ermöglichen, bessere Alternativen zu wählen. Ingenieure verlassen sich jedoch immer noch auf Heuristiken, Intuition und Erfahrung beim Entwerfen eines Prozesses. Die menschliche Kreativität ist ein Element in komplexen Designs.

Siehe auch

Empfohlene Chemieingenieurbücher

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Verweise

Externe Links