The course is intended as a follow-up of "Process and System Engineering" course but oriented preferably to the process design. Students would get an idea of tasks and types of process design, the methodology, information sources, tools and control of a process project. Another part of the course concerns typical parts of the process, especially reaction and separation nodes. A self-standing part is devoted to heat exchangers and their utilization for the heat integration. The process economics is presented as an important task for a process engineer as well as the analysis of process safety and the impact on environment.
Last update: Kubová Petra Ing. (12.04.2018)
Předmět je určen jako pokračování "Procesního a systémového inženýrství" se zaměřením hlavně na oblast procesního designu. Posluchači získají představu o úkolech, tudíž i typech, procesního designu, metodice, informačních zdrojích, nástrojích a řízení projektu procesního designu. Další část probírané látky se týká návrhů typických součástí procesu - hlavně reakčního a separačního uzlu. Samostatná část je zaměřena na tepelné výměníky a jejich využití při integraci tepla. Ekonomické vyhodnocení při designu procesu je prezentováno jako důležitý úkol procesního inženýra, podobně jako posouzení bezpečnosti a spolehlivosti procesů a jejich vlivu na životní prostředí.
Aim of the course -
Last update: Kubová Petra Ing. (12.04.2018)
Students will be able to:
Formulate the tasks of process design on different levels (from preliminary to detailed design)
Use various tool as simulation, balancing and optimization during the design of a process
Provide process integration, especially the heat integration employing pinch-point methods
Design various equipment from the process engineering view, especially reactors, separation equipment, heat exchanger
Use economic and environmental tools, evaluate the process economics and to propose the cash-flow
Last update: Kubová Petra Ing. (12.04.2018)
Studenti budou umět:
Formulovat úlohy procesního designu na různých úrovních (předběžný až detailní design)
Využívat různé nástroje jako simulace, bilance a optimalizace při procesním designu
Provádět integraci procesu, zejména integraci tepla za pomocí "pinch-point" metod
Navrhovat z procesně-inženýrského hlediska aparáty různého typu, zejména reaktory, separační zařízení, tepelné výměníky
Používat ekonomické a enviromentální nástroje, vyhodnocovat ekonomiku procesu a navrhovat "cash-flow"
Literature -
Last update: Kubová Petra Ing. (12.04.2018)
R. Šoóš M., Kohout M., Valenz L., Vaněk T.: Selected lectures (electronic form).
R. Smith R.: Chemical Process Design and Integration. J.Wiley, 2005.
R. Stanley M. Walas: Chemical Process Equipment. Selection and Design. Butterworth-Heinemann Series in Chemical Engineering. Montvale Avenue Stoneham, MA 02180, U.S.A.
A. Sinnot R.K.: Chemical Engineering Design. 4th ed. Elsevier, 2005.
A. Dimian A.C.: Integrated Design and Simulation iof Chemical Processes. Elsevier, 2003.
A. Peters M.S, Timmerhaus K.D., West R.E.: Plant Design and Economics for Chemical Engineers. McGraw-Hill, New York, 2003 (ISBN 0-07-119872-5).
Last update: Kubová Petra Ing. (12.04.2018)
Z: Šoóš M., Kohout M., Valenz L., Vaněk T.: Přednášky pro PID. Elektronická forma, 2017.
D: Václavek V., Eckert E., Vaněk T.: Základy chemického systémového inženýrství.Skriptum VŠCHT Praha 1990.
9. Aspects of process safety and reliability within the process design.
10. Dynamic simulation. Design of the measuring and control system for a process. Selection of measurement location for providing material and enthalpy balances of a process.
11. Dynamic simulation, cont.
12. Economical aspects of process design. Structure of the process economics, basic cash flow. Estimations of capital costs for a new process. Estimation of the cost of typical unit operations.
13. Lecture of invited guests from industry.
Last update: Kubová Petra Ing. (12.04.2018)
1. Úvod do procesního inženýrství a designu. Rovnicově-orientovaný přístup (ROP) pro stacionární simulaci. Globální rovnicově-orientované metody. Numerické metody pro rovnicově-orientovanou simulaci.
2. Modelování dopravy kapalin a plynů s využitím ROP.
3. Optimalizace sítě tepelných výměníků. Pinch-point metody. Syntéza sítě tepelných výměníků s využitím ROP.
4. Modelování separačních kolon pro stacionární simulaci s využitím ROP.
5. Modelování separačních kolon pro stacionární simulaci s využitím ROP, pokr.
8. Reaktory. Ideálně míchaný průtočný reaktor (CSTR), trubkový reaktor s pístovým tokem (PFR). Vícenásobný ustálený stav, parametrická citlivost a runaway.
9. Otázky bezpečnosti a spolehlivosti při designu procesu.
10. Dynamická simulace, návrh měřicího a řídicího systému procesu. Návrh měřicích míst pro provádění materiálových a entalpických bilancí procesu.
11. Dynamická simulace, návrh měřicího a řídicího systému procesu, pokr.
12. Ekonomické aspekty procesního designu. Struktura ekonomiky procesu, základní peněžní toky ("cash flow"). Odhady kapitálových nákladů na nový proces. Odhady pořizovacích nákladů pro typické jednotkové operace.