617-3011/01 – Modelování chemicko-technologických procesů (MCHTP)

Garantující katedraKatedra chemieKredity2
Garant předmětudoc. Ing. Marek Večeř, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Marek Večeř, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2016/2017Rok zrušení2020/2021
Určeno pro fakultyUSPUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
OBA79 prof. Ing. Lucie Obalová, Ph.D.
VEC05 doc. Ing. Marek Večeř, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Klasifikovaný zápočet 2+3

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cíle předmětu: - používat základní znalosti z oblasti fyzikální chemie, procesního a reaktorového inženýrství při modelování technologických procesů v prostředí Aspen Engineering Suite, - ozřejmit principy základních modelů jednotkových operací a postupů při práci s nimi, - komentovat komplexní problematiku difuzně separačních pochodů, chemických reaktorů, (ale také jednodušších jednotkových operací), - ukázat základy online modelování. Získané znalosti: - schopnost rozpoznat technologický problém a navrhnout strategii jeho řešení - schopnost charakterizovat podmínky chemických reakcí a zvolit vhodný typ reaktoru k jejich provedení - schopnost zvolit vhodnou metodu pro výpočet fyzikálních vlastností zúčastněných složek na základě znalostí jejich chemické povahy Získané dovednosti: - schopnost navrhnout konstrukční parametry zařízení, - schopnost provést simulační a optimalizační výpočet na stávajícím zařízení s ohledem na proměnné parametry vstupních parametrů, - schopnost online monitoringu samostatných jednotkových operací nebo jednodušších procesů, - schopnost aplikovat získané teoretické poznatky na složitější technologické procesy.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Předmět svým zaměřením navazuje na předměty Procesní inženýrství a Fyzikální chemie. V jeho rámci budou probrány kontexty problémů sdílení tepla, hmoty i hybnosti a s nimi spojených jednotkových operací. Absolvent předmětu zvládne práci se složitým prostředím simulačního programu Aspen Engineering Suite, dokáže samostatně modelovat jednoduché technologické problémy a provádět optimalizační a parametrické studie.

Povinná literatura:

VEČEŘ Marek. Modelování chemicko-technologických procesů v prostředí Aspen. E-learningová opora pro rok 2013-2014.

Doporučená literatura:

DITL, Pavel. Chemické reaktory. Vyd. 2. přeprac. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2000. ISBN 80-01-02207-2. ŠNITA, Dalimil. Chemické inženýrství I. Praha: Vydavatelství VŠCHT, 2005. ISBN 80-7080-589-7. NEUŽIL, Lubomír a Vladimír MÍKA. Chemické inženýrství II. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická [Praha], 1993. ISBN 80-7080-170-0. HOLEČEK, Oldřich. Chemicko-inženýrské tabulky. Vyd. 2. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická [Praha], 2001. ISBN 80-7080-444-0.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Vypracování a prezentace semestrálního projektu.

Prerekvizity

Kód předmětuZkratkaNázevPovinnost
617-2029 ZPI Základy procesního inženýrství Doporučená
617-3022 PJ Přenosové jevy Povinná

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: 1. Úvod do modelování chemicko technologických celků, historický vývoj, členění modelů, dostupné komerční nástroje. 2. Aspen Plus – uživatelské rozhraní, základní vstupy, přehled dostupných modelů jednotkových operací. 3. Fyzikální vlastnosti složek, termodynamické modely, základní analýza vlastností složek. 4. Difuzně separační procesy, model RadFrac. 5. Chemické reaktory, přehled modelů s příklady použití. 6. Citlivostní analýza a konstrukční výpočet v simulaci procesu, sledování vztahů mezi procesními proměnnými. 7. Externí výpočty s využitím Fortranu nebo Excelu. 8. Výměníky tepla, konstrukční a simulační výpočet. 9. Kompresory, čerpadla a další modely pro změnu tlaku. 10. Modely manipulátorů, způsoby použití a dostupně informace. 11. Modely pro simulace procesů s pevnými složkami, třídiče, filtry, sušárny apod. 12. Složitější přístupy k modelování procesů, uživatelské modely a hierarchie. 13. Modelování a optimalizace procesu v reálném čase, Aspen on line. 14. Shrnutí učiva. Praktická cvičení: 1. Seznámení s uživatelským prostředím, vytváření bilančních schémat procesů, vyhledávání složek. 2. Vyhledávání fyzikálních vlastností čistých složek, binárních a ternárních směsí. 3. Základní bilanční výpočty, bilance s chemickou reakcí, energetické bilance, schéma výroby kuménu a cyklohexanu. 4. Dělení směsi metanol-voda, separace směsi nízkomolekulárních uhlovodíků, model RadFrac. 5. Stechiometrický reaktor, výtěžkový reaktor, rovnovážný reaktor, vsádkový reaktor, reaktor s pístovým tokem, kontinuálně míchaný průtočný reaktor, srovnání modelů pro výpočet esterifikace. 6. Citlivostní analýza a návrhový výpočet v procesu výroby kuménu a cyklohexanu. 7. Externí výpočty: výpočet tlakové ztráty v procesu výroby kuménu, výpočet poměru reaktantů při parní reformaci metanu. 8. Teplotní profily výměníků, srovnání postupů výpočtu s modely Heater a HeatX. 9. Model regulace tlaku při výrobě kuménu a cyklohexanu. Manipulátory a měřící uzly. 10. Průběžná kontrola práce na semestrálním projektu a diskuze problémů. 11. Fyzikální vlastnosti nekonvenčních pevných látek, výpočet sušárny, odlučování pevných částic ze směsi plynu, pyrolýza uhlí. 12. Složitější procesy, termická dehydratace kyseliny ftalové, výroba amoniaku 13. Dynamické analýza procesu výroby cyklohexanu. 14. Prezentace projektů.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2016/2017 zimní semestr, platnost do: 2020/2021 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Klasifikovaný zápočet Klasifikovaný zápočet 100  51 3
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2018/2019 (N3969) Technologie procesů v energetice (3907T013) Technologie procesů v energetice P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (N3969) Technologie procesů v energetice (3907T013) Technologie procesů v energetice P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (N3969) Technologie procesů v energetice (3907T013) Technologie procesů v energetice P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.