KR20160085846A - 하나 이상의 화학 반응을 수행하는 공장 설비를 작동시키는 방법 - Google Patents

하나 이상의 화학 반응을 수행하는 공장 설비를 작동시키는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160085846A
KR20160085846A KR1020167015458A KR20167015458A KR20160085846A KR 20160085846 A KR20160085846 A KR 20160085846A KR 1020167015458 A KR1020167015458 A KR 1020167015458A KR 20167015458 A KR20167015458 A KR 20167015458A KR 20160085846 A KR20160085846 A KR 20160085846A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reactor
specific
specific technical
reactors
chemical reaction
Prior art date
Application number
KR1020167015458A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101944165B1 (ko
Inventor
니콜라이 크라스베르크
루카스 호만
Original Assignee
바이엘 테크놀로지 서비시즈 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 바이엘 테크놀로지 서비시즈 게엠베하 filed Critical 바이엘 테크놀로지 서비시즈 게엠베하
Publication of KR20160085846A publication Critical patent/KR20160085846A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101944165B1 publication Critical patent/KR101944165B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G05B13/024—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006—Controlling or regulating processes
    • B01J19/0033—Optimalisation processes, i.e. processes with adaptive control systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00191—Control algorithm
    • B01J2219/00211—Control algorithm comparing a sensed parameter with a pre-set value

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)

Abstract

본 발명은 하나 이상의 화학 반응을 수행하기 위한 공장 설비를 작동시키는 방법과 관련되며, 여기서 상기 방법은 생산 공장을 형성하는 데에 최적의 기술적 및 경제적 적합성을 가진 공정 반응기를 제공하는 단계를 포함하며, 여기서 이러한 제공 단계는, 공정 반응기에 할당된 하나 이상의 반응기-특이적 기술적 파라미터로부터 및 하나 이상의 공정-특이적 기술적 파라미터로부터 유도된 하나 이상의 공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값 및/또는 공정 반응기에 할당된 하나 이상의 반응기-특이적 기술적 파라미터가 하나 이상의 공정-특이적 기술적 기준을 충족하는지 입증하는 것을 포함하는 다수의 공정 반응기의 각 공정 반응기에 대한 하나 이상의 선택 단계를 수행하는 것에 의하여 사전정의된 공정-특이적 기술적 기준 및 다수의 공정 반응기의 공정 반응기에 할당되고 데이터베이스에 기록된 반응기-특이적 기술적 파라미터를 고려하여, 적어도 부분적으로 자동화된 방식으로 다수의 공정 반응기로부터 생산 공장을 형성하는 데에 최적의 기술적 및 경제적 적합성을 가진 공정 반응기를 선택하는 것을 포함한다.

Description

하나 이상의 화학 반응을 수행하는 공장 설비를 작동시키는 방법 {METHOD FOR OPERATING A FACILITY DESIGNED FOR PERFORMING AT LEAST ONE CHEMICAL REACTION}
본 발명에 이르게 한 연구는 유럽 연합의 제7 프레임워크 프로그램 RP7/2007-2013의 일환으로 연구비 계약 제228867호에 의해 후원되었다.
본원의 발명은 하나 이상의 화학 반응을 수행하기 위한 공장 설비를 작동시키는 방법과 관련된다.
본 발명은 컴퓨터-판독가능 데이터 저장 매체에 저장된 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 데이터 저장 매체 및 컴퓨터 시스템과 추가로 관련된다.
특정 화학 생성물을 제공하는 화학 반응을 수행하기 위해서, 개별적으로 설계된 공장 구조를 갖는 생산 공장을 제공하는 것이 필요하다. 공정 엔지니어링 관점에서 개별적 공정 단계에서 요구되는 공정 단계를 수행하기 위해, 기술적으로 적절한 공정 반응기가, 생산 공장을 형성하도록 선택되고 서로 함께 사용되어야 한다.
전형적으로 매우 많은 이용가능한 공정 반응기가 있으며 일반적으로 또한 특정 공정 단계가 함께 수행될 수 있는 다양한 공정 반응기가 존재한다. 따라서 그 기술적 구성 및 그 경제적 실행가능성의 관점에서 생산 공장을 계획하는 것은 매우 복잡하다. 따라서 경제적으로 및 기술적으로 최적화된 생산 공장을 계획하는 것을 단순화하는 것이 필요하다.
가장 큰 가능한 다수의 경계 조건을 고려하여 하나 이상의 화학 반응을 수행하는 공장 설비의 신속하고 최적의 계획을 촉진하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 목적은 제1항의 특징을 갖는 방법, 제6항의 특징을 갖는 컴퓨터 프로그램, 제7항의 특징을 갖는 데이터 저장 매체 및 제8항의 특징을 갖는 컴퓨터 시스템에 의해 달성된다. 바람직한 실시양태는 각각 이들 스스로 또는 서로 임의의 바람직한 조합으로 본 발명의 일면을 구성할 수 있는 종속항에 나타나 있다.
제1항은 하나 이상의 화학 반응을 수행하기 위한 공장 설비를 작동시키는 방법을 제안하며, 여기서 상기 방법은 생산 공장을 형성하는 데에 최적의 기술적 및 경제적 적합성을 가진 공정 반응기를 제공하는 단계를 포함하며, 여기서 이 제공 작업은, 공정 반응기에 할당된 하나 이상의 반응기-특이적 기술적 파라미터로부터 및 하나 이상의 공정-특이적 기술적 파라미터로부터 유도된 하나 이상의 공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값 및/또는 공정 반응기에 할당된 하나 이상의 반응기-특이적 기술적 파라미터가 하나 이상의 공정-특이적 기술적 기준을 충족하는지 입증하는 것을 포함하는 다수의 공정 반응기의 각 공정 반응기에 대한 하나 이상의 선택 단계를 수행하는 것에 의하여 사전정의된 공정-특이적 기술적 기준 및 다수의 공정 반응기의 공정 반응기에 할당되고 데이터베이스에 기록된 반응기-특이적 기술적 파라미터를 고려하여, 적어도 부분적으로 자동화된 방식으로 다수의 공정 반응기로부터 생산 공장을 형성하는 데에 최적의 기술적 및 경제적 적합성을 가진 공정 반응기를 선택하는 것을 포함한다.
생산 공장을 형성하는 데에 최적의 기술적 및 경제적 적합성을 가진 공정 반응기를 제공하는 작업은 물리적 제공뿐만 아니라, 특히, 반응기 데이터베이스의 다수의 공정 반응기에 대한 반응기-특이적 기술적 파라미터의 제공도 포함한다. 특정 생산 공장을 형성하는 데에 최적의 기술적 및 경제적 적합성을 갖는 개별적 공정 반응기는 적어도 부분적으로 자동화된 선택 작업 중에 본 반응기 데이터베이스로부터 선택될 수 있다. 상기 선택 작업은 반응기-특이적 기술적 파라미터뿐만 아니라 사전정의된 공정-특이적 기술적 기준을 고려한다. 공정-특이적 기술적 기준은 매우 다양한 타입일 수 있다. 예를 들어, 공정-특이적 기술적 기준은 수행될 공정 단계에 대해 만족될 경계 조건의 형태일 수 있다.
적어도 부분적으로 자동화된 선택 작업은 공정 반응기에 할당된 하나 이상의 반응기-특이적 기술적 파라미터로부터 및 하나 이상의 공정-특이적 기술적 파라미터로부터 유도된 하나 이상의 공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값 및/또는 공정 반응기에 할당된 하나 이상의 반응기-특이적 기술적 파라미터가 하나 이상의 공정-특이적 기술적 기준을 충족하는지 입증하는 것을 포함하는, 다수의 공정 반응기의 각 공정 반응기에 대한 하나 이상의 선택 단계를 수행하는 것을 포함한다. 공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값은, 예를 들어, 모델 방정식으로부터 나온 공정 반응기 체류 시간일 수 있으며 이 타겟 값은 반응기-특이적 기술적 파라미터로서 반응기 부피, 및 공정-특이적 기술적 파라미터로서 계획된 부피 유동 및 최대 허용되는 체류 시간을 고려하여 유도될 수 있다. 공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값이 공정-특이적 기술적 파라미터의 고려 없이 유도된 경우, 타겟 값은, 예를 들어, 직접적으로 반응기-특이적 기술적 파라미터, 예를 들어 반응기 온도 등을 통해 제공될 수 있다.
적어도 부분적으로 자동화된 선택 작업은 두 개 이상의 선택 단계를 또한 포함할 수 있다. 부분적으로 자동화된 선택 작업은 복수의 적절한 공정 반응기를 선택하는 단계 및 본 선택을, 예를 들어 그래픽 표현으로서, 기획 직원이 최종 선택 단계를 수행할 수 있도록 기획 직원에게 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 선택 작업은 기획 직원에 의한 개입 없이 특정 공정 반응기/공정 반응기의 특정 조합의 최종 선택에 의해 완전히 자동화된 방식으로 대안적으로 실시될 수 있다.
유리한 실시양태에서, 적어도 부분적으로 자동화된 선택 작업은 선택 단계가 서로 비교했을 때 적어도 각 공정-특이적 기술적 기준 및 반응기-특이적 기술적 파라미터/공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값에 대해 서로 다른 2 개 이상의 연속적인 선택 단계를 포함한다. 예를 들어 제1 선택 단계는 허용되는 체류 시간을 갖는 공정 반응기를 다수의 공정 반응기로부터 선택하고, 허용되는 작동 압력을 갖는 하나 이상의 공정 반응기가 이후 이들 선택된 공정 반응기로부터 선택되는 단계를 포함할 수 있다. 가능한 선택 단계의 수는 상이한 타입의 이용가능한 파라미터의 수가 증가함에 따라 증가할 수 있다.
추가의 유리한 실시양태에서, 적어도 부분적으로 자동화된, 생산 공장을 형성하는 데에 최적의 기술적 및 경제적 적합성을 가진 공정 반응기를 다수의 공정 반응기로부터 선택하는 것은 공정 반응기의 가능한 직렬 및/또는 병렬 배치에 관한 데이터베이스에 저장된 기술적 정보를 고려하여 수행된다. 공정 반응기에 의해 형성된 공정 반응기/반응기 채널을 병렬로 배치하는 것은 반응기 채널의 생산 능력이 증가되도록 한다. 더욱이, 공정 반응기/반응기 채널을 병렬 및/또는 직렬로 배치하는 것은 공정 부피 및 체류 시간이 증가되도록 한다. 이것은 본 방법의 본 실시양태에서 고려된다.
추가의 유리한 실시양태는 공정-특이적 기술적 기준이, 초과되거나 미만일 때 공정 엔지니어링 기준이 만족되는 공정-특이적 임계 파라미터에 의해, 또는 준수될 때 공정 엔지니어링 기준이 만족되는 공정-특이적 파라미터 범위에 의해 정의되는 것을 제공한다. 반응기-특이적 기술적 파라미터 및/또는 공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값과 공정-특이적 임계 파라미터/공정-특이적 파라미터 범위와의 비교는 공정-특이적 기술적 기준이 만족되었는지 결정하는 것을 가능하게 한다.
공정-특이적 기술적 기준은
- 특정 화학 반응을 수행하는 데에 필요한 공정 반응기를 통한 대량 처리가 가능한지,
- 특정 화학 반응을 수행하는 공정 반응기에 대한 체류 시간이 허용되는지,
- 특정 화학 반응을 수행하는 공정 반응기에 대한 작동 압력 및/또는 압력 강하가 허용되는지,
- 특정 화학 반응을 수행하는 공정 반응기에 대한 열 전달 성능이 허용되는지,
- 특정 화학 반응의 수행 동안 반응 및 혼합의 적절한 동역학이 반응기 내에 존재하는지,
- 특정 화학 반응의 수행 동안 공정 반응기의 열적으로 안전한 작동이 보장되는지,
- 특정 화학 반응을 수행하는 공정 반응기의 핫스팟에서의 온도가 허용되는지, 또는
- 특정 화학 반응의 수행 동안 공정 반응기에 의해 반응물의 충분히 철저한 초기 혼합이 달성될 수 있는지를 유리하게 고려한다. 이들 공정-특이적 기술적 기준은 공정 반응기의 특정 상황, 요건 및 기술적 구성에 따라 고려된다.
제6항은 임의의 앞서 언급된 실시양태 또는 이들의 임의의 바람직한 조합에 따른 방법을, 이들이 컴퓨터/적절한 처리 장치에서 실행될 때 수행하도록 컴퓨터 또는 적절한 처리 장치를 촉발하는, 컴퓨터-판독가능 데이터 저장 매체에 저장된 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 제안한다. 본 방법과 관련하여 인용된 앞서 언급된 장점이 본 컴퓨터 프로그램에 대응하여 적용된다.
제7항은 앞서 언급된 컴퓨터 프로그램을 포함하는 데이터 저장 매체를 제안한다. 본 방법/컴퓨터 프로그램과 관련하여 인용된 앞서 언급된 장점이 본 데이터 저장 매체에 대응하여 적용된다.
나아가, 제8항은 앞서 언급된 컴퓨터 프로그램이 로드된 컴퓨터 시스템을 제안한다. 본 방법/컴퓨터 프로그램과 관련하여 인용된 앞서 언급된 장점이 본 컴퓨터 시스템에 대응하여 적용된다.
본 발명은 이하에서 수반되는 도면에 대한 참조와 바람직한 예시적인 실시양태의 도움으로 실예의 방식으로 밝혀지며 아래에 구체화된 특징은 그들 자체적으로 또는 상호 조합으로 본 발명의 일면을 구성할 수 있다.
도 1은: 본 발명에 따른 방법에 대한 예시적인 절차의 개략도를 보여주고,
도 2는: 본 발명에 따른 방법에 대한 추가의 예시적인 절차의 개략도를 보여주며
도 3은: 본 발명에 따른 방법에 대한 추가의 예시적인 절차의 개략도를 보여준다.
도 1은 본 발명에 따른 방법에 대한 예시적인 절차의 개략도를 보여주며, 본 실시양태는 다수의 공정 반응기의 공정 반응기에 할당되고 데이터베이스에 기록된 반응기-특이적 기술적 파라미터 및 사전정의된 공정-특이적 기술적 기준을 고려하여, 적어도 부분적으로 자동화된 방식으로 다수의 공정 반응기로부터 체류 시간 채널 반응기의 형태로 바람직한 생산 공장을 형성하는 데에 최적의 기술적 및 경제적 적합성을 가진 공정 반응기를 선택하는 단계를 포함한다. 적어도 부분적으로 자동화된 선택 작업은 7 개의 연속적인 선택 단계를 포함하며, 여기서 상기 선택 단계는 서로 비교했을 때 적어도 각 공정-특이적 기술적 기준 및 반응기-특이적 기술적 파라미터/공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값에 대해 서로 다르다.
공정 반응기의 선택을 위해 리소스가 만들어지는 데이터베이스의 유지보수가 상류 단계(10)에서 수행된다. 이 유지보수는 적어도 반응기-특이적 기술적 파라미터를 데이터베이스로 수동 또는 자동화된 방식으로 입력하는 것을 포함한다.
단계(20)는 다수의 공정 반응기의 각 공정 반응기에 대해, 공정 반응기를 통한 가능한 대량 처리에 대한 파라미터 범위의 형태로 본 공정 반응기에 할당된 하나 이상의 반응기-특이적 기술적 파라미터가 공정-특이적 기술적 기준을 충족하는지, 즉 특정 화학 반응을 수행하는 데에 필요한 공정 반응기를 통한 계획된 대량 처리가 가능한지 입증하는 것을 포함하는 제1 선택 단계를 수행하는 것을 포함한다. 만일 공정 반응기를 통한 계획된 대량 처리가 달성될 수 없다면 공정 반응기를 통한 가능한 대량 처리에 대해 반응기-특이적 파라미터 범위의 대량 처리를 달성하기 위한 계획된 대량 처리의 적은 조정이 가능한지를 입증하는 것이 가능하다. 단계(20)의 결과는 허용되는 대량 처리를 나타내는 공정 반응기의 선택이다.
단계(30)는 단계(20)에서 얻어진 공정 반응기의 선택의 각 공정 반응기에 대해, 모델 방정식을 사용하여 특정 반응기 부피의 형태로 본 공정 반응기에 할당된 반응기-특이적 기술적 파라미터로부터 및 허용되는 체류 시간 및 계획된 부피 유동에 대한 파라미터 범위 형태의 공정-특이적 기술적 파라미터로부터 유도되고 특정 공정 반응기에 대한 체류 시간의 형태인 공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값이 공정-특이적 기술적 기준을 충족하는지, 즉 체류 시간이 허용되는 체류 시간에 대한 파라미터 범위인지 입증하는 것을 포함하는 추가의 선택 단계를 수행하는 것을 포함한다. 만일 공정 반응기의 체류 시간이 허용되는 체류 시간에 대한 파라미터 범위에 있지 않다면, 허용되는 체류 시간에 대한 파라미터 범위를 달성하기 위한 계획된 대량 처리의 적은 조정이 가능한지 입증하는 것이 가능하다. 단계(30)의 결과는 허용되는 체류 시간을 나타내는 공정 반응기의 추가의 선택이다.
단계(40)는 단계(30)에서 얻어진 공정 반응기의 선택의 각 공정 반응기에 대해, 공정 반응기 내에서 가능한 작동 압력의 형태로 본 공정 반응기에 할당된 반응기-특이적 기술적 파라미터가 공정-특이적 기술적 기준을 충족하는지, 즉 그것으로부터 유도된 공정 반응기 작동 압력 및/또는 압력 강하가 특정 화학 반응을 수행하는 데에 허용되는지 입증하는 것을 포함하는 추가의 선택 단계를 수행하는 것을 포함한다. 단계(40)의 결과는 허용되는 작동 압력/허용되는 압력 강하를 나타내는 공정 반응기의 추가의 선택이다.
단계(50)는 단계(40)에서 얻어진 공정 반응기의 선택의 각 공정 반응기에 대해, 계획된 대량 처리의 형태의 하나 이상의 공정-특이적 기술적 파라미터로부터 및 공정 반응기의 기하학적 특성의 형태로 본 공정 반응기에 할당된 반응기-특이적 기술적 파라미터로부터 유도된 공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값이 공정-특이적 기술적 기준을 충족하는지, 즉 공정 반응기의 유동 조건이 바람직한 화학 반응을 수행하는 데에 적절한지 입증하는 것을 포함하는 추가의 선택 단계를 수행하는 것을 포함한다. 이것은 상이한 기하학적 특성을 가진 공정 반응기들을 비교하는 것을 가능하게 한다. 단계(50)의 결과는 적절한 유동 조건을 나타내는 공정 반응기의 추가의 선택이다.
단계(60)는 단계(50)에서 얻어진 공정 반응기의 선택의 각 공정 반응기에 대해, 본 공정 반응기에 할당된 하나 이상의 반응기-특이적 기술적 파라미터로부터 및 하나 이상의 공정-특이적 기술적 파라미터로부터 유도되고 공정 반응기의 가능한 전열 성능의 형태의 공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값이 공정-특이적 기술적 기준을 충족하는지, 즉 공정 반응기의 전열 성능이 특정 화학 반응을 수행하는 데에 허용되는지 입증하는 것을 포함하는 추가의 선택 단계를 수행하는 것을 포함한다. 단계(60)의 결과는 적절한 전열 성능을 나타내는 공정 반응기의 추가의 선택이다.
단계(70)는 단계(60)에서 얻어진 공정 반응기의 선택의 각 공정 반응기에 대해, 본 공정 반응기에 할당된 하나 이상의 반응기-특이적 기술적 파라미터로부터 및 하나 이상의 공정-특이적 기술적 파라미터로부터 유도되고 특정 화학 반응의 수행 동안 공정 반응기에서의 혼합 및 반응 동역학의 형태의 공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값이 공정-특이적 기술적 기준을 충족하는지, 즉 적절한 반응 및 혼합 동역학이 특정 화학 반응의 수행 동안 반응기에 존재하는지 입증하는 것을 포함하는 추가의 선택 단계를 수행하는 것을 포함한다. 이것은 또한 특정 화학 반응의 수행 동안 공정 반응기에 의해 반응물의 충분히 철저한 초기 혼합이 달성될 수 있는지 입증할 수 있다. 단계(70)의 결과는 특정 화학 반응의 수행 동안 반응기에서 적절한 반응 및 혼합 동역학을 나타내는 공정 반응기의 추가의 선택이다.
단계(80)는 단계(70)에서 얻어진 공정 반응기의 선택의 각 공정 반응기에 대해, 본 공정 반응기에 할당된 하나 이상의 반응기-특이적 기술적 파라미터로부터 및 하나 이상의 공정-특이적 기술적 파라미터로부터 유도된 공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값이 공정-특이적 기술적 기준을 충족하는지, 즉 특정 화학 반응의 수행 동안 공정 반응기의 열적으로 안전한 작동이 보장되는지 입증하는 것을 포함하는 추가의 선택 단계를 수행하는 것을 포함한다. 이것은 또한 특정 화학 반응을 수행하는 특정 공정 반응기의 핫스팟에서의 온도가 허용되는지 입증할 수 있다. 단계(80)의 결과는 특정 화학 반응의 수행 동안 공정 반응기의 열적으로 안전한 작동을 보장하는 공정 반응기의 추가의 선택이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법에 대한 예시적인 절차의 개략도를 보여주며, 본 실시양태는 다수의 공정 반응기의 공정 반응기에 할당되고 데이터베이스에 기록된 반응기-특이적 기술적 파라미터 및 사전정의된 공정-특이적 기술적 기준을 고려하여, 적어도 부분적으로 자동화된 방식으로 다수의 공정 반응기로부터 혼합 장치의 형태로 바람직한 생산 공장을 형성하는 데에 최적의 기술적 및 경제적 적합성을 가진 공정 반응기를 선택하는 단계를 포함한다. 적어도 부분적으로 자동화된 선택 작업은 2 개의 연속적인 선택 단계를 포함하며, 여기서 상기 선택 단계는 서로 비교했을 때 적어도 각 공정-특이적 기술적 기준 및 반응기-특이적 기술적 파라미터/공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값에 대해 서로 다르다.
공정 반응기의 선택을 위해 리소스가 만들어지는 데이터베이스의 유지보수가 상류 단계(110)에서 수행된다. 이 유지보수는 적어도 반응기-특이적 기술적 파라미터를 데이터베이스로 수동 또는 자동화된 방식으로 입력하는 것을 포함한다.
단계(120)는 다수의 공정 반응기의 각 공정 반응기에 대해, 공정 반응기 내에서 가능한 작동 압력의 형태로 본 공정 반응기에 할당된 반응기-특이적 기술적 파라미터가 공정-특이적 기술적 기준을 충족하는지, 즉 그것으로부터 유도된 공정 반응기 작동 압력 및/또는 압력 강하가 특정 화학 반응을 수행하는 데에 허용되는지 입증하는 것을 포함하는 선택 단계를 수행하는 것을 포함한다. 단계(120)의 결과는 허용되는 작동 압력/허용되는 압력 강하를 나타내는 공정 반응기의 추가의 선택이다.
단계(130)는 이들의 하류에 배치된 체류 시간 섹터를 갖지 않는 별도의 공정 반응기를 선택하는 것을 포함한다.
도 3은 본 발명에 따른 방법에 대한 예시적인 절차의 개략도를 보여주며, 본 실시양태는 다수의 공정 반응기의 공정 반응기에 할당되고 데이터베이스에 기록된 반응기-특이적 기술적 파라미터 및 사전정의된 공정-특이적 기술적 기준을 고려하여, 적어도 부분적으로 자동화된 방식으로 다수의 공정 반응기로부터 연속 교반 탱크 반응기의 형태로 바람직한 생산 공장을 형성하는 데에 최적의 기술적 및 경제적 적합성을 가진 공정 반응기를 선택하는 단계를 포함한다. 적어도 부분적으로 자동화된 선택 작업은 4 개의 연속적인 선택 단계를 포함하며, 여기서 상기 선택 단계는 서로 비교했을 때 적어도 각 공정-특이적 기술적 기준 및 반응기-특이적 기술적 파라미터/공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값에 대해 서로 다르다.
공정 반응기의 선택을 위해 리소스가 만들어지는 데이터베이스의 유지보수가 상류 단계(210)에서 수행된다. 이 유지보수는 적어도 반응기-특이적 기술적 파라미터를 데이터베이스로 수동 또는 자동화된 방식으로 입력하는 것을 포함한다.
단계(220)는 다수의 공정 반응기의 각 공정 반응기에 대해, 공정 반응기 내에서 가능한 작동 압력의 형태로 본 공정 반응기에 할당된 반응기-특이적 기술적 파라미터가 공정-특이적 기술적 기준을 충족하는지, 즉 그것으로부터 유도된 공정 반응기 작동 압력 및/또는 압력 강하가 특정 화학 반응을 수행하는 데에 허용되는지 입증하는 것을 포함하는 선택 단계를 수행하는 것을 포함한다. 단계(220)의 결과는 허용되는 작동 압력/허용되는 압력 강하를 나타내는 공정 반응기의 추가의 선택이다.
단계(230)는 단계(220)에서 얻어진 공정 반응기의 선택의 각 공정 반응기에 대해, 모델 방정식을 사용하여 특정 반응기 부피의 형태로 본 공정 반응기에 할당된 반응기-특이적 기술적 파라미터로부터 및 허용되는 체류 시간 및 계획된 부피 유동에 대한 파라미터 범위 형태의 공정-특이적 기술적 파라미터로부터 유도되고 특정 공정 반응기에 대한 체류 시간의 형태인 공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값이 공정-특이적 기술적 기준을 충족하는지, 즉 체류 시간이 허용되는 체류 시간에 대한 파라미터 범위 내인지 입증하는 것을 포함하는 추가의 선택 단계를 수행하는 것을 포함한다. 만일 공정 반응기의 체류 시간이 허용되는 체류 시간에 대한 파라미터 범위에 있지 않다면, 허용되는 체류 시간에 대한 파라미터 범위를 달성하기 위한 계획된 대량 처리의 적은 조정이 가능한지 입증하는 것이 가능하다. 단계(230)의 결과는 허용되는 체류 시간을 나타내는 공정 반응기의 추가의 선택이다.
단계(240)는 단계(230)에서 얻어진 공정 반응기의 선택의 각 공정 반응기에 대해, 본 공정 반응기에 할당된 하나 이상의 반응기-특이적 기술적 파라미터로부터 및 하나 이상의 공정-특이적 기술적 파라미터로부터 유도되고 공정 반응기의 가능한 전열 성능의 형태의 공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값이 공정-특이적 기술적 기준을 충족하는지, 즉 공정 반응기의 전열 성능이 특정 화학 반응을 수행하는 데에 허용되는지 입증하는 것을 포함하는 추가의 선택 단계를 수행하는 것을 포함한다. 단계(240)의 결과는 적절한 전열 성능을 나타내는 공정 반응기의 추가의 선택이다.
단계(250)는 단계(240)에서 얻어진 공정 반응기의 선택의 각 공정 반응기에 대해, 계획된 대량 처리의 형태의 하나 이상의 공정-특이적 기술적 파라미터로부터 및 공정 반응기의 기하학적 특성의 형태로 본 공정 반응기에 할당된 반응기-특이적 기술적 파라미터로부터 유도된 공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값이 공정-특이적 기술적 기준을 충족하는지, 즉 공정 반응기의 유동 조건이 바람직한 화학 반응을 수행하는 데에 적절한지 입증하는 것을 포함하는 추가의 선택 단계를 수행하는 것을 포함한다. 이것은 상이한 기하학적 특성을 가진 공정 반응기들을 비교하는 것을 가능하게 한다. 단계(250)의 결과는 적절한 유동 조건을 나타내는 공정 반응기의 추가의 선택이다.

Claims (8)

  1. 생산 공장을 형성하는 데에 최적의 기술적 및 경제적 적합성을 가진 공정 반응기를 제공하는 단계를 포함하며, 이 제공 작업이, 공정 반응기에 할당된 하나 이상의 반응기-특이적 기술적 파라미터로부터 및 하나 이상의 공정-특이적 기술적 파라미터로부터 유도된 하나 이상의 공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값 및/또는 공정 반응기에 할당된 하나 이상의 반응기-특이적 기술적 파라미터가 하나 이상의 공정-특이적 기술적 기준을 충족하는지 입증하는 것을 포함하는 다수의 공정 반응기의 각 공정 반응기에 대한 하나 이상의 선택 단계를 수행하는 것에 의하여 사전정의된 공정-특이적 기술적 기준 및 다수의 공정 반응기의 공정 반응기에 할당되고 데이터베이스에 기록된 반응기-특이적 기술적 파라미터를 고려하여, 적어도 부분적으로 자동화된 방식으로 다수의 공정 반응기로부터 생산 공장을 형성하는 데에 최적의 기술적 및 경제적 적합성을 가진 공정 반응기를 선택하는 것을 포함하는, 하나 이상의 화학 반응을 수행하기 위한 공장 설비를 작동시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 부분적으로 자동화된 선택 작업이 2 개 이상의 연속적인 선택 단계를 포함하고, 상기 선택 단계가 서로 비교했을 때 적어도 각 공정-특이적 기술적 기준 및 반응기-특이적 기술적 파라미터/공정-특이적 및 반응기-특이적 기술적 타겟 값에 대해 서로 다른 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 부분적으로 자동화된, 생산 공장을 형성하는 데에 최적의 기술적 및 경제적 적합성을 가진 공정 반응기를 다수의 공정 반응기로부터 선택하는 것이 공정 반응기의 가능한 직렬 및/또는 병렬 배치에 관한 데이터베이스에 저장된 기술적 정보를 고려하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 공정-특이적 기술적 기준이, 초과되거나 미만일 때 공정 엔지니어링 기준이 만족되는 공정-특이적 임계 파라미터에 의해, 또는 준수될 때 공정 엔지니어링 기준이 만족되는 공정-특이적 파라미터 범위에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 공정-특이적 기술적 기준이
    - 특정 화학 반응을 수행하는 데에 필요한 공정 반응기를 통한 대량 처리가 가능한지,
    - 특정 화학 반응을 수행하는 공정 반응기에 대한 체류 시간이 허용되는지,
    - 특정 화학 반응을 수행하는 공정 반응기에 대한 작동 압력 및/또는 압력 강하가 허용되는지,
    - 특정 화학 반응을 수행하는 공정 반응기에 대한 열 전달 성능이 허용되는지,
    - 특정 화학 반응의 수행 동안 반응 및 혼합의 적절한 동역학이 반응기 내에 존재하는지,
    - 특정 화학 반응의 수행 동안 공정 반응기의 열적으로 안전한 작동이 보장되는지,
    - 특정 화학 반응을 수행하는 공정 반응기의 핫스팟에서의 온도가 허용되는지, 또는
    - 특정 화학 반응의 수행 동안 공정 반응기에 의해 반응물의 충분히 철저한 초기 혼합이 달성될 수 있는지
    를 고려하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법을, 이들이 컴퓨터/적절한 처리 장치에서 실행될 때 수행하도록 컴퓨터 또는 적절한 처리 장치를 촉발하는, 컴퓨터-판독가능 데이터 저장 매체에 저장된 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
  7. 제6항에 따른 컴퓨터 프로그램을 포함하는 데이터 저장 매체.
  8. 제6항에 따른 컴퓨터 프로그램이 로드된 컴퓨터 시스템.
KR1020167015458A 2013-11-15 2014-11-11 하나 이상의 화학 반응을 수행하는 공장 설비를 작동시키는 방법 KR101944165B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13193132.1 2013-11-15
EP20130193132 EP2874029A1 (de) 2013-11-15 2013-11-15 Verfahren zum Betreiben einer zur Durchführung von wenigstens einer chemischen Reaktion eingerichteten Anlage
PCT/EP2014/074268 WO2015071259A1 (de) 2013-11-15 2014-11-11 Verfahren zum betreiben einer zur durchführung von wenigstens einer chemischen reaktion eingerichteten anlage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160085846A true KR20160085846A (ko) 2016-07-18
KR101944165B1 KR101944165B1 (ko) 2019-01-30

Family

ID=49582665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167015458A KR101944165B1 (ko) 2013-11-15 2014-11-11 하나 이상의 화학 반응을 수행하는 공장 설비를 작동시키는 방법

Country Status (11)

Country Link
US (2) US10261479B2 (ko)
EP (2) EP2874029A1 (ko)
JP (2) JP6779783B2 (ko)
KR (1) KR101944165B1 (ko)
CN (2) CN112230619B (ko)
BR (1) BR112016010785B1 (ko)
CA (1) CA2930477C (ko)
DK (1) DK3069201T3 (ko)
ES (1) ES2661829T3 (ko)
PL (1) PL3069201T3 (ko)
WO (1) WO2015071259A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014116239A1 (de) * 2014-11-07 2016-05-12 Uts Biogastechnik Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Rühreinrichtung und eines Fermenters
WO2016079138A1 (de) * 2014-11-20 2016-05-26 Covestro Deutschland Ag Verfahren zur kontinuierlichen herstellung eines produkts über zumindest zwei miteinander gekoppelte chemische reaktionen
JP2018503170A (ja) * 2014-11-24 2018-02-01 バイエル、アクチエンゲゼルシャフトＢａｙｅｒ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ 少なくとも１つの化学反応を行うように設計された生産プラントを構成する方法
US20220244171A1 (en) * 2019-05-22 2022-08-04 bioMérieux Methods and systems for manufacturing a production assay reactor
CN115274004B (zh) * 2022-07-26 2023-06-09 江南大学 一种基于知识复用的发酵过程菌体浓度预测方法及***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0117418A1 (en) * 1983-02-24 1984-09-05 Gray Tool Company Fire resistant connections and dovetail-like sealing means therefor
JP2006185120A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Daicel Chem Ind Ltd プラント制御監視装置
JP2007018083A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 Nippon Steel Corp 輸送車の運行計画作成方法
KR20090063245A (ko) * 2006-09-07 2009-06-17 유니베이션 테크놀로지즈, 엘엘씨 용융개시온도 저하 모델을 사용하여 수지 점착도를 온-라인으로 결정하는 방법

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5441716A (en) * 1989-03-08 1995-08-15 Rocky Research Method and apparatus for achieving high reaction rates
JPH0778809B2 (ja) * 1992-03-18 1995-08-23 株式会社日立製作所 設計支援方法およびその装置
DE4338219C1 (de) * 1993-11-09 1995-03-30 Marantec Antrieb Steuerung Antriebseinrichtung für einen hin- und hergehend anzutreibenden Gegenstand, insbeondere Torblatt
US5518700A (en) 1994-06-25 1996-05-21 Shell Oil Company Cyclonic reactor
BE1009406A3 (fr) * 1995-06-09 1997-03-04 Solvay Methode de regulation de procedes de synthese de produits chimiques.
US7435392B2 (en) * 2000-02-03 2008-10-14 Acclavis, Llc Scalable continuous production system
US7056477B1 (en) * 2000-02-03 2006-06-06 Cellular Process Chemistry, Inc. Modular chemical production system incorporating a microreactor
JP2002251414A (ja) * 2001-02-21 2002-09-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 脱硝装置増設計画支援方法、脱硝装置増設計画支援装置、プログラム、記録媒体
US7118917B2 (en) * 2001-03-07 2006-10-10 Symyx Technologies, Inc. Parallel flow reactor having improved thermal control
JP2003015728A (ja) * 2001-04-03 2003-01-17 Nippon Steel Corp 原料の最適混合演算方法、装置、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
US7337099B2 (en) 2002-12-23 2008-02-26 Global Nuclear Fuel - Americas, Llc Method, arrangement and computer program for generating database of fuel bundle designs for nuclear reactors
DE10323090B4 (de) * 2003-05-16 2005-07-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Modulares chemisches Mikroreaktionssystem sowie Verfahren hierfür
FR2859033B1 (fr) * 2003-08-20 2006-03-03 Total France Procede et dispositif pour le pilotage en continu d'un processus de cristallisation dans un milieu reactionnel
DE10359970A1 (de) * 2003-12-18 2006-01-12 Abb Research Ltd. System und Verfahren zur optimierenden Evaluation und Planung von Prozessabläufen
US7534378B2 (en) * 2004-03-03 2009-05-19 Rexam Prescription Products Inc. Plastic forming process monitoring and control
JP2006195735A (ja) 2005-01-13 2006-07-27 Chiyoda Corp プラント設計支援システム及び方法
FR2880967A1 (fr) * 2005-01-14 2006-07-21 Alfa Laval Vicarb Sa Optimisation d'une reaction chimique dans un reacteur ouvert du type a plaques
US7343225B2 (en) * 2005-06-03 2008-03-11 Univation Technologies, Llc Method for reducing off-grade product production during reaction transitions
US7461038B2 (en) * 2005-12-21 2008-12-02 General Electric Company Method and apparatus for evaluating robustness of proposed solution to constraint problem and considering robustness in developing a constraint problem solution
DE102007045123A1 (de) * 2007-09-20 2009-04-02 Bayer Technology Services Gmbh Reaktor und Verfahren zu dessen Herstellung
US8160730B2 (en) * 2008-03-03 2012-04-17 Xinsheng Lou Fuzzy logic control and optimization system
US20100290975A1 (en) * 2009-03-31 2010-11-18 Alstom Technology Ltd Hot solids process selectively operable for combustion purposes and gasification purposes
DE102009034464A1 (de) * 2009-07-22 2011-08-18 Uhde GmbH, 44141 Verfahren und Vorrichtung zur Dehydrierung von Alkanen mit einer Vergleichmäßigung der Produktzusammensetzung
DE102009059310A1 (de) * 2009-12-23 2011-06-30 Solar Fuel GmbH, 70565 Hocheffizientes Verfahren zur katalytischen Methanisierung von Kohlendioxid und Wasserstoff enthaltenden Gasgemischen
CN101807069B (zh) * 2010-03-12 2012-04-18 西北化工研究院 一种湿法气流床煤气化工艺过程的控制***
CN103279108A (zh) * 2013-06-05 2013-09-04 苏州市金翔钛设备有限公司 多釜串联反应器的控制***

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0117418A1 (en) * 1983-02-24 1984-09-05 Gray Tool Company Fire resistant connections and dovetail-like sealing means therefor
JP2006185120A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Daicel Chem Ind Ltd プラント制御監視装置
JP2007018083A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 Nippon Steel Corp 輸送車の運行計画作成方法
KR20090063245A (ko) * 2006-09-07 2009-06-17 유니베이션 테크놀로지즈, 엘엘씨 용융개시온도 저하 모델을 사용하여 수지 점착도를 온-라인으로 결정하는 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP3069201A1 (de) 2016-09-21
EP2874029A1 (de) 2015-05-20
JP2017503234A (ja) 2017-01-26
ES2661829T3 (es) 2018-04-04
CN105849654A (zh) 2016-08-10
BR112016010785B1 (pt) 2021-12-21
JP6779783B2 (ja) 2020-11-04
CN112230619A (zh) 2021-01-15
JP2019145147A (ja) 2019-08-29
PL3069201T3 (pl) 2018-05-30
EP3069201B1 (de) 2017-12-20
US20190196418A1 (en) 2019-06-27
US10261479B2 (en) 2019-04-16
WO2015071259A1 (de) 2015-05-21
KR101944165B1 (ko) 2019-01-30
CN112230619B (zh) 2024-07-19
CA2930477A1 (en) 2015-05-21
CA2930477C (en) 2018-08-14
US20160299477A1 (en) 2016-10-13
DK3069201T3 (en) 2018-03-26
BR112016010785A2 (pt) 2017-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101944165B1 (ko) 하나 이상의 화학 반응을 수행하는 공장 설비를 작동시키는 방법
CN113077037B (zh) 考虑多约束的车间双行智能布局的两阶段方法
Maußner et al. Systematic model‐based design of tolerant chemical reactors
Moon et al. Scheduling of the batch annealing process—deterministic case
Rodríguez et al. A systematic and integral hazards analysis technique applied to the process industry
Bahakim et al. Optimal design of large‐scale chemical processes under uncertainty: A ranking‐based approach
Anderson et al. Analysis of the hot gas flow in the outlet plenum of the very high temperature reactor using coupled RELAP5-3D system code and a CFD code
CN111797511B (zh) 一种核电站高精度高保真实时仿真和行为预测方法及装置
Kumar et al. On optimal sensing and actuation design for an industrial scale steam methane reformer furnace
CN104021499B (zh) 半导体制造控制方法
Rodríguez et al. System theory based hazard analysis applied to the process industry
US10998086B2 (en) Method for configuring a production plant designed for performing at least one chemical reaction
US20110251708A1 (en) Method for planning production schedule of equipment and associated computer readable medium
Kim et al. Influence of data size on the reliability assessment of creep life of grade 91 steel
S Sahay et al. Analytics, Modeling, and Optimization of Industrial Heat Treating Processes
Yoo et al. Deep deterministic policy gradient algorithm for batch process control
Valentin et al. Control verification of a chemical automated process by mixed Petri nets
JP7169755B2 (ja) Ｒｆ装置の推奨触媒を提案する装置、方法、プログラム、非一時的コンピュータ可読記録媒体
Castaño Arranz et al. On Guided and Automatic Control Configuration Selection: Application on a Secondary Heating System
CN102344999B (zh) 一种确定回火温度的方法
Sunnevik Comparison of MAAP and MELCOR: and evaluation of MELCOR as a deterministic tool within RASTEP
Dutta A Brief Discussion on Optimization
Klemeš et al. The Role of Mobile Devices in Computer Aided Process Engineering
JP3952436B2 (ja) バッチプラント運転システム
CN118311864A (zh) 一种裂解控制方法、装置、电子设备及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant