Устойчивое будущее для химического машиностроения

Третий Европейский конгресс по химической инженерии состоявшейся в живописном Нюрнберг предлагает заглянуть в будущее.

Совпадение или нет, это было как-то уместно, что немецкий химический основных BASF (Людвигсхафен), должны объявить о создании своей "Устойчивость Совета" в тот же день (26 июня), как открытие третьего Европейский конгресс по химической инженерии (ВОДМ) в Нюрнберге, Германия.

По данным компании BASF промышленных директор по связям с Эггерт Фошерау, совет - из президентов операционной группы и функциональные подразделения - будет разрабатывать стратегии реализации концепции устойчивого развития в повседневный бизнес компании. "Совет механизм внутреннего контроля, которая поможет нам обеспечить и расширить конкурентные преимущества", говорит он. "Это позволит нам адаптировать наши исследования, производство и сбыт на ранней стадии для удовлетворения будущих экономических, экологических и социальных задач". Совет не мог сделать лучше начать ее стратегическому планированию, чем присоединились почти 2000 делегатов на мероприятии дошкольного воспитания, которые имели "устойчивости" в качестве одной из основных тем.

ЕССЕ совместных организаторов - Dechema (dechema.de / ecce.htm), Немецкое общество химической технологии и биотехнологии (и организатор Ахема) и GVC-VDI (<A HREF = "http://www.vdi.de / GVC / ЕССЕ "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.vdi.de / GVC / ВОДМ </ A>), производственное объединение химических и технологических процессов - подзаголовок конгресс" Химическая инженерия: Ключевые технологии Обслуживание человечества ". Следует признать, что даже председатель научного комитета конгресса, Маттиас Бонет технического Univ. Брауншвейг, признал этот титул был "довольно амбициозный". Обескураженный любой манией величия, тем не менее, он и его сопредседатель, Ульф Plocker от Degussa (Ханау, Германия), а остальные 65 человек Комитету удалось положить вместе мощная программа более 700 презентаций и плакатов - более 100 которого после устойчивости темы.

Движущие силы для будущего

Конечно, тенденции завтрашнего пятнистость сегодня не легко. Но Бонет взял на двух направлениях, чтобы проиллюстрировать свою точку. Они были в области измерительных приборов и "значительного прогресса" в численном моделировании, по его словам, "становится все более и более важное значение." Обе темы были также отмечены в пленарном адресу, указанному Жан-Клод Шарпантье одного из ведущих учебных заведений Франции инженерных, Ecole Societe Franqais-де-де Genie доходов, ESCPE (Лион).

Как Бонет, Шарпантье видит значительный прогресс в моделировании и неинвазивные методы измерения - такие, как ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и импеданса томографии - как ключи к будущему. Будущего, в котором инженеры-химики смогут "понять и описать связь между событиями на атомарном уровне и микроуровне, в целях повышения эффективности преобразования молекул в полезные продукты в процессе масштабе".

Тему "огромное влияние" в соответствии с Бонет, нанотехнологии касается размера частиц обычно составляет менее одной тысячной доли микрона. Такие процессы, как синтез пламени или лазерная абляция широко используются в производстве, в результате чего частицы затем, должны быть отделены от газов или жидкостей и сортируются в соответствии с размером частиц.

"Это является вызовом для инженеров-химиков, говорит Бонет. "Важность наночастиц для производства керамики и электронных компонентов будет расти в будущем. При уменьшении размера частиц свойств этих материалов изменения, и в ближайшем будущем, наночастицы будут использоваться для продуктов мы не можем себе сегодня". В частности, он ожидает новых разработок в области тонкого органического синтеза, в фармацевтической и пищевой промышленности, а также в разработке новых материалов.

В своей программной лекции, Sotiris Pratsinis из ETH Института Технологии (Цюрих, Швейцария) представил обзор последних достижений в области синтеза наночастиц процессов пламени аэрозоля. Это наиболее широко используемый для изготовления коммерческих количествах материалов, таких как углерод (из Cabot, Колумбия или Degussa-Хиллз, например), мореный кремнезема (Кэбот и Degussa), двуокись титана, пигменты (DuPont и Керра - McGee), и оптические волокна (Corning, Heraeus, Lucent, Sumitomo). Как Pratsinis говорит, что это большой бизнес, с годовым производством в несколько миллионов метрических тонн, а ежедневный темпы производства порядка 100 тонн.

Как и в случае какого-либо крупномасштабного процесса, лучше понять основные химические и физические характеристики реакторов пламя аэрозоля может быть весьма полезным для отрасли. Имея это в виду, Pratsinis отметил снова компьютерного моделирования и инновационных методов измерения, как ключ к развитию. "Сочетание вычислительной газовой динамики с дальнейшим развитием модели роста частиц [на основе выборки термо-частиц в пламени] позволяет ранжировать аэрозоля конструкций реактора", говорит он, "и руководство операции крупных объектов по производству частиц с четко определенными характеристиками ".

Нанотехнологии, конечно же, всего в один конец спектра явлений и процессов, в которых работают инженеры-химики. Широкий взгляд было принято Шарпантье, когда говорил о "пост-геномных мир" - мир, в котором достижения в области молекулярной биологии может привести к "40000 новых химических веществ будет расследовано". Задача для инженеров-химиков, по его мнению, заключается в разработке новых концепций и методов, чтобы справиться с масштабами деятельности, начиная от 10 ^ -9 ^ SUP до 106 в длину и от 10 ^ -6 SUP ^ 10 ^ SUP 8 мкс во времени.

Он говорит, что это предполагает новые подходы в "нано (молекулярных процессов, активных центров); микроуровне (в смысле частиц, капель, пузырьков); мезомасштабных (аппаратное реакторов, теплообменников, сепараторов, насосов); макроуровне ( целых предприятий и производственных единиц) и, наконец, megascale окружающей среды - атмосферы, океана и почвы ".

Обеспечение устойчивого технологии

Как сказал ВОДМ организаторов, все это в интересах устойчивого технологии - проблема до сих пор получить механизмы для его развития. Исследование, как сделать это одна из целей семинара, проведенного в ходе конгресса по AllChemE, союз пяти европейских организаций по содействию химии, химической технологии и химической промышленности.

Результаты семинара будут идти в Европейской комиссии в качестве вклада в ближайшие ЕС Исследовательской рамочной программы. ЕССЕ также предоставляет множество доказательств инженеров достижений химической уже делают в этой области. Они составляли, например, от концептуальных соображений жизненного цикла анализа растений и продуктов, более прагматичных задач минимизации выбросов вне системы дымовых труб.

Вольфганг Роммель из Univ. прикладных наук в Аугсбург, Германия, представил исследование "Комплексная политика в отношении продукции", который применяется анализ жизненного цикла (LCA) не только продукта, но и для машин и оборудования, которые производят его. Работа с немецкими производителями оборудования - Handtmann Armaturenfabrik (Biberach) и Flopak (Хербрехтинген) - Роммель и его коллеги показали преимущества этого подхода в процессе фильтрации пива и в упаковке применения.

Традиционных диатомовые земли фильтрации шаг в пивоварнях выходит плохо в LCAS, в основном из-за проблем при утилизации. Но для появления альтернатив, таких, как мембранная фильтрация, может негативно влиять на качество продукции с точки зрения вкуса. Handtmann разработана на основе целлюлозы процесса фильтрации под названием Multi-Micro-системы (MMS), который был показан потреблять примерно на 20% меньше воды, и производить на 90% меньше отходов, чем традиционный процессов фильтрации пива. И, Роммель может сообщить ", качество продукции, безусловно, не меньше, чем традиционно фильтруются продукт".

Менее четкие был вердикт Flopak от LCA исследования "рыхлая" пластиковой упаковки чипов. Эти чипы могут быть девственницей или вторичного полистирола, или из возобновляемых материалов, таких как крахмал. Хотя предварительные результаты LCA предположить, что не удивительно, что переработаны или крахмала чипов, более экологичных, чем при использовании новых полистирола в пересчете на нефть использования сырья, говорит Flopak результаты зависят от "различных граничных условиях", и есть не что-либо из "экологически лучший продукт".

Хотя можно утверждать, что существует слишком много для упаковки в любом случае реальной устойчивости, никаких химических инженеров будет считать вопрос с необходимостью сокращения выбросов в результате утечек. Будь на экономические, экологические и безопасности основе изгоев утечки из растительных процесса и оборудования должны быть сведены к минимуму. По словам Карстена Hummelt из Дортмунда университет, около 80% от химического и нефтехимического завода операторов оценки диффузных выбросов, а большинство из оставшихся 20% оценок числа фланцевых соединений, расчета среднего диаметра прокладки и выработать уровней выбросов путем суммирования средних одной утечки. Горстка может фактически замер выбросов для повышения точности этих расчетов, но, говорит, Hummelt, полное эмпирическое исследование исключено стоимости. Например, он говорит, что измерения выбросов из хлорида завод кривых BASF, около 6000 фланцы, взял один человеко-год.

Вместо этого, Hummelt - при поддержке компаний-операторов, таких как BASF и Bayer, а также поставщики материалов Infracor, IDT Dichtungstechnik и SGL Technik - разработаны модели для более точной оценки масштабов утечки из фланца прокладок. На основании предположения о Кнудсена потока диффузии и ламинарный поток через капилляры в графит и PTFE прокладки, модели по сравнению очень хорошо с фактической измеряется уровнем выбросов.

Следует особо отметить из этой части съезда ряд презентаций от промышленных организаций. Практического использования CFD, например, сообщили BASF, а также смеситель производителя EKATO (Schopfheim, Германия). Райнер Кребс из EKATO выдвинутые процедуры оценки, заранее экономической выгоды от применения CFD для наращивания сложными процессами с участием многофазных потоков, переходные ламинарного / турбулентного потока или быстрых химических реакций. Он заключил, что CFD приложений в растениях сыпучий материал будет более выгодным, чем его использование в специальных химических веществ или фармацевтической продукции.

За этим растущего использования CFD в промышленности лежит простота использования коммерческих пакетов CFD теперь доступны от компаний, таких как Star CD, AEA Technology и Fluent. На ВОДМ Fluent Deutschland в (Дармштадт), Йохен Шютце и в Kuhni (Альшвиль, Швейцария), Людгер Фишер рассказал, как пакет Fluent были использованы для оптимизации геометрии и технологического оборудования для тепловых службы и частиц потока в груженом НПЗ. Бывший работы непосредственно привели к недавним стартом Rombopak Kuhni в S структурированных упаковки колонке дистилляции, который может похвастаться 30% снижение перепада давления и 15% увеличение мощности по сравнению с предыдущими конструкциями.

Последние события в реактивной дистилляции были представлены на ОВДРВ в второй Международный симпозиум по многофункциональные реакторов (ISMR2). Около 50 докладчиков представили сочетание научных исследований и промышленных разработок в этой области, вместе с теми, хроматографического и адсорбционных реакторов, мембранных реакторов и реактивной поглощения и извлечения.

Вместе с остальными упакованы три дня ВОДМ программы этого симпозиума явилось еще одним доказательством, что химическое машиностроение себя больше, чем способны жить до этого мантии быть "ключевых технологий, обслуживающих все человечество".

- Том Нобл