Материалы вебинара 26.04.2024
Прежде чем изучать построение ХТС, рекомендую ознакомиться с материалами предыдущей статьи.
Методы анализа операционной эффективности ХТС. Часть 1.
Начальные шаги построения ХТС
Основной подход заключается в ориентации на целевой результат. В рамках этого подхода задействуются только те аппараты, которые непосредственно изменяют состав материальных потоков. Анализируются только те потоки, которые действительно способны трансформироваться в целевой продукт, включая промежуточные. Это позволяет выявить множество интересных аспектов, например, часто возникает ситуация, когда присутствует несколько потоков: это могут быть как физически разделённые потоки, так и единый поток, состоящий из групп химически схожих компонентов. В нашем случае рассматриваются три потока: A, B и C. Они поступают в реактор, в который подаётся энергия, в результате чего образуются продукты A, B, C, D и E. Продукты реакции затем могут быть направлены на следующий этап технологического процесса и так далее.
Иногда в реактор поступает поток продукта A, который практически не претерпевает изменений; к нему добавляются лишь некоторые элементы из продукта B. Это не вымышленная ситуация, она встречается в реальных проектах. Что это значит? В реакторы или другие устройства поступают потоки, которые остаются неизменными, но для их обработки расходуется энергия и используется производственное пространство. Это указывает на неэффективное использование энергии и ресурсов при разработке технологических систем. К сожалению, этот аспект часто упускается из виду и недостаточно анализируется при создании новых технологических процессов.
На первый взгляд результат кажется ожидаемым и правильным, однако процесс, протекающий внутри системы, редко привлекает внимание разработчиков. Стоит подчеркнуть, что это не выдуманная история, а актуальная проблема, с которой сталкиваются многие современные компании. Эффективность или неэффективность химико-технологических систем (ХТС) закладывается на этапе их построения, а не проектирования. Как можно изменить подход? Один из способов — перенаправить поток A в те места, где он действительно будет подвергаться изменениям, минуя реактор (см. рисунок ниже).
Таким образом, мы сократим количество энергии, необходимой для получения конечных продуктов, оптимизируем использование производственных мощностей и снизим затраты на создание и эксплуатацию ХТС. Чтобы определить, насколько правильно структурирован процесс, важно сравнить входные и выходные потоки, проанализировав, какая часть сырья остаётся неизменной и просто потребляет энергию и пространство. Если есть возможность выделить эту часть на начальном этапе, стоит это сделать. В противном случае необходимо подготовить сырье к обработке и исключить лишние элементы, если это возможно.
В следующей части продолжим изучать методы анализа операционной эффективности ХТС. Поговорим про интерфейсы ХТС.
Методы анализа операционной эффективности ХТС. Часть 3.