Seminar Prozesssimulation in der Verfahrenstechnik


- Design - Sensitivitätsanalyse -Prozessoptimierung - fixe Investition

Auslegung und Maßstabsvergrößerung sowie das Nachrechnen und die Optimierung von Prozessstufen verfahrenstechnischer Anlagen können durch kommerziell verfügbare Software zur Prozesssimulation effizient unterstützt werden. Die Stärken solcher Softwarepakete liegen in der Bereitstellung umfangreicher Datenbanken zur Berechnung der Stoffwerte von Reinstoffen, in der Umsetzung von Methoden zur Prädiktion der Eigenschaften von Mischungen und in der Lösung von Bilanzgleichungen bei Stoffrückführungen. Des weiteren ist es möglich, wichtige Apparate wie Wärmeübertrager, Öfen, Reaktoren, Rektifikationskolonnen, Absorber oder Zyklone zu dimensionieren und deren fixe Investition zu schätzen.

Ein wichtiges Merkmal der Abbildung verfahrenstechnischer Prozesse mit einem Prozesssimulator ist, dass man mit wenig Aufwand Sensitivitätsanalysen und Berechnungen zur Prozessoptimierung durchführen kann. Werkzeuge zur Analyse der Berechnungsergebnisse wie Siedekurven von Mischungen oder Temperatur- und Konzentrationsverläufe über der Länge bzw. Höhe eines Apparates unterstützen diesen Prozess effizient.
Das Seminar beginnt mit einer Einführung zum Aufbau und zur Handhabung des Prozesssimulators Chemcad. Dabei ist es zur Erreichung der Ziele des Seminars unwichtig, welche Software man in der verfahrenstechnischen Praxis anwendet, da die Prinzipien der Handhabung sowie der Bilanzierung, Modellierung und Auslegung softwareunabhängig sind. Anhand von Übungsaufgaben erarbeiten sich die Seminarteilnehmer die Simulation der wichtigsten verfahrenstechnischen Grundoperationen. Dieser Prozess wird durch die Vermittlung entsprechender heuristischer Regeln unterstützt.
Das Seminar wendet sich sowohl an erfahrene Ingenieure, die noch keine Erfahrung mit einem kommerziellen Prozesssimulator sammeln konnten, als auch an Jungingenieure, die ihr bisher an der Hochschule erworbenes Grundlagenwissen auf die Arbeit mit diesem Werkzeug übertragen wollen.

Inhalt
Aufbau von kommerziellen Programmen zur Prozesssimulation - Stoffwerte, Reinstoffe, Mischungen und Gruppenbeitragsmethode - Thermodynamische Optionen, K-values - Schätzung der fixen Investition
Heuristische Regeln zur Prozesssimulation
Einführung in die Bedienung von Chemcad - Aufbau einer Simulation - Analyse des Stoffsystems
Stationäre Standardmodelle - Pumpen, Verdichter, Rohrleitungen, Ventile - Mischer, Komponententrenner, Teiler, Flash und Behälter - Wärmeübertrager, flüssige und dampfförmige Wärmeträger, Öfen - Reaktoren: Gibbs-Reaktor, stöchiometrischer Reaktor, kinetischer Reaktor - Rektifikation und Absorption - Flüssig/flüssig Extraktion - Handhabung von Feststoffe, Partikelgrößenverteilung, Mühle, Sieb, Zyklon
Kombinierte Modelle zur Beschreibung komplexer Grundoperationen - Reaktor mit Brüdenabzug über Kopf zur Verschiebung des Gleichgewichts
Bilanzierung einer Prozessstufe mit Stoffrückführung - Dampfkreisprozess - Veresterung

Zielsetzung
Ziel des Seminars ist es aufzuzeigen, wie man effizient verfahrenstechnische Designaufgaben mit Unterstützung eines Programms zur Prozesssimulation lösen kann. Stärken und Schwächen werden anhand exemplarischer Übungsaufgaben verdeutlicht.

Teilnehmerkreis
Verfahrenstechniker, Chemieingenieure und Technische Chemiker aus dem Anlagenbau oder der chemischen Produktion die mit Analyse, Nachrechnen, Auslegung und Maßstabsvergrößerung von verfahrenstechnischen Apparaten zu tun haben.