Process design A process design is

Process design


A process design is to a large extent a consequence of developments on catalyst, choice of reaction routes, selection of solvent system, fluid type etc. At this level of development the structure of the chemical system and the kinetics are determined. Much research is focused on these topics because even incremental improvements may have large economical consequences. The next major step is to find a suitable reactor and process in which to deploy the system on a larger scale.

The traditional way of doing design of new processes is by selecting reactor type and process configuration based on comparison to a similar known system. Design choices are often made on the basis of past experience or trial-and-error using laboratory tests and repeated simulations. These activities are necessary. However, it is not likely that the traditional way alone will lead to the best possible process configuration and design. Complementary tools and methods are needed to lead the design engineer onto the path of optimal design. Deviations from the optimal design will lead to unnecessary loss of product yield, unnecessary large volumes and loss of energy.

Within the conceptual process design activity some of the most important choices are made, which have large consequences on the profitability and environmental loads of the final process technology. According to Douglas (1988) the conceptual design of an integrated plant can be broken down into a hierachy of decisions and organized into different levels of activities. Among the levels of activities are reactor-separator-recycle structures, heat integration, and separation train sequence design.

A method in focus here is a systematic procedure based on shortcut models. A path is a line of production on which basic operations or functions take place. Reactants pass through a series of functions or basic operations to form the desired products. The basic operations are represented by design functions on the volume path. The design functions are fluid mixing (dispersion), distribution of extra feed points, distribution of heat transfer area and coolant temperature, catalyst dilution distribution and more. The conceptual reactor design problem is solved as an optimal control problem.

Parameterization of the design functions and the state variables are applied. The realization is a staged process string of multifunctional units.

Kết quả (Việt) 1:

Thiết kế quy trình Một quá trình thiết kế là đến một mức độ lớn là kết quả của sự phát triển về chất xúc tác, sự lựa chọn của con đường phản ứng, lựa chọn của hệ dung môi, chất lỏng loại vv. Ở cấp độ này phát triển cấu trúc của hệ thống hóa và the kinetics được xác định. Nhiều nghiên cứu là tập trung vào các chủ đề này bởi vì thậm chí tăng cải tiến có thể có những hậu quả kinh tế lớn. Các bước tiếp theo là để tìm một lò phản ứng thích hợp và các quá trình trong đó để triển khai các hệ thống trên một quy mô lớn hơn.Cách truyền thống của việc thiết kế các quy trình mới là bằng cách chọn lò phản ứng kiểu và quá trình cấu hình dựa trên so sánh với một hệ thống tương tự được biết đến. Lựa chọn thiết kế thường được thực hiện trên cơ sở các kinh nghiệm quá khứ hoặc thử-và-lỗi bằng cách sử dụng phòng thí nghiệm thử nghiệm và lặp đi lặp lại mô phỏng. Các hoạt động này là cần thiết. Tuy nhiên, nó không phải là không có khả năng mà theo cách truyền thống một mình sẽ dẫn đến tốt nhất có thể quá trình cấu hình và thiết kế. Bổ sung các công cụ và phương pháp cần thiết để lãnh đạo các kỹ sư thiết kế vào con đường tối ưu thiết kế. Độ lệch từ việc thiết kế tối ưu sẽ dẫn đến các tổn thất không cần thiết về sản lượng sản phẩm, số lượng lớn không cần thiết và mất năng lượng.Trong các hoạt động thiết kế khái niệm quá trình một số trong những lựa chọn quan trọng nhất được thực hiện, trong đó có các hậu quả lớn về lợi nhuận và tải về môi trường công nghệ cuối cùng quá trình. Theo Douglas (1988) thiết kế khái niệm của một nhà máy tích hợp có thể được chia nhỏ thành một hierachy quyết định và tổ chức thành các cấp độ khác nhau của các hoạt động. Trong số các đơn vị hoạt động là lò phản ứng phân cách tái chế cấu trúc, tích hợp nhiệt và tách train tự thiết kế.Một phương pháp tập trung ở đây là một thủ tục có hệ thống dựa trên mô hình phím tắt. Một con đường là một dòng sản xuất mà cơ bản hoạt động hoặc chức năng diễn ra. Chất phản ứng đi qua một loạt các chức năng hoặc các hoạt động cơ bản để hình thành các sản phẩm mong muốn. Các hoạt động cơ bản được đại diện bởi chức năng thiết kế trên con đường âm lượng. Các chức năng thiết kế là chất lỏng pha trộn (phân tán), phân phối thêm nguồn cấp dữ liệu điểm, phân bố nhiệt chuyển khu vực và nhiệt độ nước làm mát, chất xúc tác pha loãng phân phối và nhiều hơn nữa. Vấn đề thiết kế lò phản ứng khái niệm được giải quyết như là một vấn đề điều khiển tối ưu.Parameterization chức năng thiết kế và các biến trạng thái được áp dụng. Việc nhận thức là một chuỗi theo giai đoạn quá trình của các đơn vị chức năng.

Kết quả (Việt) 2:

Quy trình thiết kế một quy trình thiết kế là đến một mức độ lớn là hậu quả của sự phát triển về chất xúc tác, sự lựa chọn của các tuyến đường phản ứng, lựa chọn các hệ thống dung môi, loại chất lỏng, vv Ở cấp độ này phát triển cấu trúc của các hệ thống hóa học và động học được xác định. Nhiều nghiên cứu tập trung vào các chủ đề này, vì ngay cả những cải tiến gia tăng có thể có những hậu quả kinh tế lớn. Bước quan trọng tiếp theo là tìm một lò phản ứng phù hợp và quá trình trong đó để triển khai hệ thống trên một quy mô lớn hơn. Cách truyền thống làm thiết kế các quy trình mới là chọn loại lò phản ứng và cấu hình dựa trên so sánh với một hệ thống tương tự đã biết. Lựa chọn thiết kế này thường được thực hiện trên cơ sở các kinh nghiệm quá khứ hoặc thử nghiệm và báo lỗi bằng các xét nghiệm trong phòng thí nghiệm và mô phỏng lặp đi lặp lại. Những hoạt động này là cần thiết. Tuy nhiên, nó không có khả năng đó theo cách truyền thống một mình sẽ dẫn đến các cấu hình quá trình tốt nhất có thể và thiết kế. Công cụ và phương pháp bổ sung là cần thiết để dẫn dắt các kỹ sư thiết kế vào con đường thiết kế tối ưu. Sai lệch so với thiết kế tối ưu sẽ dẫn đến mất không cần thiết của sản lượng sản phẩm, khối lượng lớn không cần thiết và mất năng lượng. Trong tiến trình hoạt động thiết kế khái niệm một số các lựa chọn quan trọng nhất được thực hiện, trong đó có hậu quả lớn về lợi nhuận và tải môi trường của các trận chung kết quy trình công nghệ. Theo Douglas (1988) về các khái niệm của một nhà máy tích hợp có thể được chia thành một hệ thống phân cấp quyết định và tổ chức thành các mức độ khác nhau của hoạt động. Trong số các mức độ hoạt động là những cấu trúc lò phản ứng-tách-rác, tích hợp nhiệt, thiết kế và trình tự đào tạo tách. Một phương pháp tập trung ở đây là một thủ tục có hệ thống dựa trên các mô hình tắt. Một con đường là một dây chuyền sản xuất trên đó các hoạt động cơ bản hoặc các chức năng diễn ra. Hoá chất đi qua một loạt các chức năng hoặc các hoạt động cơ bản để hình thành các sản phẩm mong muốn. Các hoạt động cơ bản được đại diện bởi các chức năng thiết kế trên con đường âm lượng. Các chức năng thiết kế là trộn chất lỏng (phân tán), phân phối điểm thức ăn bổ sung, phân phối diện tích truyền nhiệt và nhiệt độ nước làm mát, phân phối chất xúc tác pha loãng và nhiều hơn nữa. Các vấn đề thiết kế lò phản ứng khái niệm được giải quyết như một vấn đề điều khiển tối ưu. Tham số của các chức năng thiết kế và các biến trạng thái được áp dụng. Việc thực hiện là một chuỗi quá trình dàn dựng của các đơn vị đa chức năng.