Návrh procesů
Návrh procesů je v chemickém inženýrství výběr a sekvencování jednotek pro požadovanou fyzikální a/nebo chemickou přeměnu materiálů. Návrh procesů je ústřední součástí chemického inženýrství a lze jej považovat za vrchol tohoto oboru, který spojuje všechny jeho složky. Návrh procesů může být návrh nových zařízení nebo může jít o úpravu nebo rozšíření stávajících zařízení. Návrh začíná na koncepční úrovni a nakonec končí ve formě výrobních a stavebních plánů. Návrh procesů se liší od návrhu zařízení, který je svým duchem blíže návrhu jednotkových operací. Procesy často zahrnují mnoho jednotkových operací.
Fáze návrhu procesů
Návrh procesů obvykle probíhá v následujících fázích:
1. Definice rozsahu: Určení cílů a omezení projektu.
2. Studie proveditelnosti: Vyhodnocení technických a ekonomických aspektů navrhovaného procesu.
3. Vývoj základního návrhu: Vytvoření základního diagramu toku, který ukazuje hlavní jednotkové operace a jejich vzájemné propojení.
4. Detailní návrh: Vypracování podrobných plánů pro jednotlivé jednotkové operace, včetně specifikací zařízení, velikostí potrubí a nástrojů.
5. Dokumentace návrhu: Vytvoření výkresů, specifikací a dalších dokumentů nezbytných pro výstavbu a provoz zařízení.
Faktory ovlivňující návrh procesů
Na návrh procesů má vliv řada faktorů, včetně:
Cíle procesu (např. výroba určitého produktu, separace směsi)
Požadovaná kapacita a výrobní rychlost
Dostupnost surovin a energie
Omezení týkající se životního prostředí a bezpečnosti
Ekonomické faktory (např. investiční náklady, provozní náklady)
Nástroje pro návrh procesů
Pro návrh procesů se používá řada nástrojů, včetně:
Simulační software: Software, který umožňuje modelářům simulovat chování procesu a předpovídat jeho výkonnost.
Optimalizační software: Software, který pomáhá návrhářům optimalizovat proces s ohledem na určité cíle (např. minimalizaci nákladů, maximalizaci výnosu).
Databáze: Databáze obsahující informace o fyzikálně-chemických vlastnostech látek, jednotkových operacích a zařízeních.
Význam návrhu procesů
Návrh procesů je zásadní pro úspěch chemických závodů. Dobře navržený proces může vést k:
Zvýšené výrobnosti
Sníženým nákladům
Vylepšené kvalitě produktu
Sníženému dopadu na životní prostředí
Zvýšené bezpečnosti
Závěr
Návrh procesů je komplexní a náročný úkol, který vyžaduje důkladné porozumění chemického inženýrství a souvisejících oborů. Dobře navržený proces je základem pro úspěšný chemický závod.