Интеграция процессов

Эта статья включает в себя список общих ссылок , но он остается в значительной степени непроверенным, поскольку в нем отсутствует достаточное количество соответствующих встроенных ссылок . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив более точные цитаты. ( Апрель 2014 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Интеграция процессов - это термин в химическом машиностроении, который имеет два возможных значения.

1. Целостный подход к проектированию процессов, который подчеркивает единство процесса и с самого начала рассматривает взаимодействие между различными единичными операциями , а не оптимизирует их по отдельности. Это также можно назвать интегрированным проектированием процесса или синтезом процесса . Эль-Халваги (1997 и 2006) и Смит (2005) хорошо описывают этот подход. Важным первым шагом часто является дизайн продукта (Cussler and Moggridge 2003), который разрабатывает спецификацию продукта для выполнения его требуемой цели.
2. Зажмите анализ , методику проектирования процесса сведения к минимуму энергии потребления и восстановления разворачивания тепла, также известное как интеграции тепла , энергетической интеграция или технология пинча . Этот метод рассчитывает термодинамически достижимые энергетические цели для данного процесса и определяет, как их достичь. Ключевым моментом является температура щипка., что является наиболее ограниченным моментом в процессе. Наиболее подробное объяснение методов дано Linnhoff et al. (1982), Шеной (1995), Кемп (2006) и Кемп и Лим (2019). Это определение отражает тот факт, что первым крупным успехом в интеграции процессов стал анализ температурного пинча, направленный на решение энергетических проблем и впервые примененный Линнхоффом и его сотрудниками. Позже были разработаны другие пинч-анализы для нескольких приложений, таких как массообменные сети (El-Halwagi and Manousiouthakis, 1989), минимизация воды (Wang and Smith, 1994) и переработка материалов (El-Halwagi et al., 2003). Очень успешным расширением стало «Hydrogen Pinch», которое было применено к управлению водородом на нефтеперерабатывающих заводах (Nick Hallale et al., 2002 и 2003).Это позволило нефтепереработчикам свести к минимуму капитальные и эксплуатационные расходы на поставку водорода, чтобы соответствовать все более строгим экологическим нормам, а также повысить выход гидроочистки.

Описание [ править ]

В контексте химического машиностроения интеграцию процессов можно определить как целостный подход к проектированию и оптимизации процессов, который использует взаимодействие между различными подразделениями для эффективного использования ресурсов и минимизации затрат.

Интеграция процессов не ограничивается проектированием новых заводов, но также охватывает проектирование модернизации (например, установку новых блоков на старом заводе) и эксплуатацию существующих систем. Ник Халлэйл (2001) объясняет, что с интеграцией процессов отрасли промышленности зарабатывают больше денег на своем сырье и капитальных активах, становясь более чистыми и устойчивыми. ^[1]

Основным преимуществом интеграции процессов является рассмотрение системы в целом (то есть интегрированный или целостный подход) с целью улучшения их дизайна и / или работы. Напротив, аналитический подход будет пытаться улучшить или оптимизировать единицы процесса по отдельности, не обязательно используя преимущества потенциального взаимодействия между ними.

Например, используя методы интеграции процессов, можно определить, что процесс может использовать тепло, отводимое другим блоком, и снизить общее потребление энергии, даже если блоки сами по себе не работают в оптимальных условиях. Такая возможность будет упущена при аналитическом подходе, поскольку он будет стремиться оптимизировать каждый блок, и после этого будет невозможно повторно использовать тепло для внутренних нужд.

Обычно методы интеграции процессов используются в начале проекта (например, новый завод или улучшение существующего), чтобы отсеять многообещающие варианты оптимизации конструкции и / или работы технологического завода.

Также он часто используется в сочетании с инструментами моделирования и математической оптимизации для выявления возможностей для лучшей интеграции системы (новой или существующей) и снижения капитальных и / или эксплуатационных затрат.

Большинство методов интеграции процессов используют пинч-анализ.или Pinch Tools для оценки нескольких процессов как единой системы. Следовательно, строго говоря, оба понятия не одно и то же, даже если в определенных контекстах они используются взаимозаменяемо. Обзор Ника Халлала (2001) объясняет, что в будущем в этой области следует ожидать нескольких тенденций. В будущем кажется вероятным, что граница между целями и проектом будет размыта и что они будут основаны на более подробной структурной информации, касающейся технологической сети. Во-вторых, вполне вероятно, что мы увидим гораздо более широкий спектр приложений интеграции процессов. В области разделения еще предстоит проделать большую работу не только в сложных дистилляционных системах, но и в системах разделения смешанного типа. Сюда входят процессы с участием твердых веществ, такие как флотация и кристаллизация.Использование методов интеграции процессов для проектирования реакторов быстро прогрессирует, но все еще находится на начальной стадии. В-третьих, ожидается новое поколение программных средств. Появление коммерческого программного обеспечения для интеграции процессов имеет фундаментальное значение для его более широкого применения в проектировании процессов.

Ссылки [ править ]

• Касслер, Э.Л. и Моггридж, Г.Д. (2001). Дизайн химических продуктов . Издательство Кембриджского университета (Кембриджская серия по химической инженерии). ISBN 0-521-79183-9 
• Эль-Халваги, М.М., (2006) «Интеграция процессов», Elsevier
• Эль-Халваги, М.М., (1997) "Предотвращение загрязнения посредством интеграции процессов", Academic Press
• Эль-Халваги, М.М., Ф. Габриэль и Д. Харелл, (2003) «Строгий графический таргетинг для сохранения ресурсов с помощью сетей рециркуляции / повторного использования материалов», Ind. Eng. Chem. Res., 42, 4319-4328
• Эль-Халваги, М.М., и Манусиутакис, В. (1989). Синтез массообменных сетей. Айше Дж. 35 (8), 1233-1244.
• Халлэйл, Ник, (2001), « Яркое пламя : тенденции в интеграции процессов », Chemical Engineering Progress, июль 2001 г.
• Халлал, Н. Ян Мур, Деннис Ваук, «Оптимизация водорода при минимальных инвестициях», Ежеквартальный отчет Petroleum Technology Quarterly (PTQ), Spring (2003)
• Кемп, IC (2006). Пинч-анализ и интеграция процессов: Руководство пользователя по интеграции процессов для эффективного использования энергии, 2-е издание . Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 0-7506-8260-4 . Включает загружаемое программное обеспечение для работы с электронными таблицами. 
• Кемп, И.К. и Лим, Дж.С. (2019). Пинч-анализ для снижения энергетического и углеродного следа: Руководство пользователя по интеграции процессов для эффективного использования энергии, 3-е издание . Включает загружаемое программное обеспечение для работы с электронными таблицами. Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 978-0-08-102536-9 . 
• Линнхофф, Б., Д. В. Таунсенд, Д. Боланд, Г. Ф. Хьюитт, БЕА Томас, А. Р. Гай и Р. Х. Марсланд, (1982) «Руководство пользователя по интеграции процессов для эффективного использования энергии», IChemE, Великобритания.
• Шеной, УФ (1995). «Синтез сети теплообменников: оптимизация процессов с помощью анализа энергии и ресурсов». В комплекте два компьютерных диска. Gulf Publishing Company, Хьюстон, Техас, США. ISBN 0-88415-391-6 . 
• Смит, Р. (2005). Дизайн и интеграция химических процессов . Джон Вили и сыновья. ISBN 0-471-48680-9 

• Вок, Деннис (сентябрь 2002 г.), «Водород: ответственность или актив?» , Прогресс химического машиностроения , архивировано с оригинала 12 апреля 2008 г.
• Ван, Ю.П. и Р. Смит (1994). Минимизация сточных вод. Chem. Англ. Наук, 49, 981-1006