Projeto de processo

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Na engenharia química , projeto de processo é a escolha e sequenciamento de unidades para transformação física e/ou química desejada de materiais. O projeto de processo é central para a engenharia química e pode ser considerado o ápice desse campo, reunindo todos os componentes do campo.

O projeto de processo pode ser o projeto de novas instalações ou pode ser a modificação ou expansão de instalações existentes. O projeto começa em um nível conceitual e, finalmente, termina na forma de planos de fabricação e construção.

O projeto do processo é distinto do projeto do equipamento, que está mais próximo em espírito do projeto das operações unitárias. Os processos geralmente incluem muitas operações unitárias .

Documentação

Os documentos de projeto de processo servem para definir o projeto e garantem que os componentes do projeto se encaixem. Eles são úteis para comunicar ideias e planos a outros engenheiros envolvidos no projeto, a agências reguladoras externas, a fornecedores de equipamentos e a empreiteiros de construção.

Em ordem crescente de detalhes, os documentos de projeto de processo incluem:

  • Diagramas de fluxo em bloco (BFD): Diagramas muito simples compostos de retângulos e linhas que indicam os principais fluxos de material ou energia.
  • Diagramas de fluxo de processo (PFD): Normalmente, diagramas mais complexos das principais operações unitárias, bem como linhas de fluxo. Eles geralmente incluem um balanço de material e, às vezes, um balanço de energia, mostrando vazões típicas ou projetadas, composições de fluxo e pressões e temperaturas de fluxo e equipamentos.
  • Diagramas de tubulação e instrumentação (P&ID): Diagramas mostrando cada tubulação com classe de tubulação (aço carbono ou aço inoxidável) e tamanho do tubo (diâmetro). Eles também mostram válvulas junto com as localizações dos instrumentos e esquemas de controle de processo .
  • Especificações : Requisitos de projeto por escrito de todos os principais itens de equipamento.

Os projetistas de processos geralmente escrevem manuais de operação sobre como iniciar, operar e encerrar o processo. Frequentemente, eles também desenvolvem planos de acidentes e projeções da operação do processo no ambiente.

Os documentos são mantidos após a construção da instalação de processo para o pessoal de operação consultar. Os documentos também são úteis quando são planejadas modificações na instalação.

Um método primário de desenvolver os documentos do processo é o fluxograma do processo .

Considerações de design

Há várias considerações que precisam ser feitas ao projetar qualquer unidade de processo químico. A conceituação e as considerações do projeto podem começar assim que as purezas, os rendimentos e as taxas de rendimento do produto estiverem todos definidos.

Objetivos que um design pode se esforçar para incluir:

As restrições incluem:

  • Custo de capital: o valor do orçamento ou investimento para construir o processo de ponta a ponta.
  • Espaço disponível: a área do terreno para construir a planta.
  • Preocupações de segurança : consideração para análise de risco em acidentes industriais ou produtos químicos perigosos.
  • Impacto ambiental e efluentes e emissões projetados
  • Produção/reciclagem de resíduos: gerenciar os resíduos produzidos como colateral do processo para não prejudicar o entorno.
  • Custos de operação e manutenção: representam o custo variável de operação da planta.

Outros fatores que os designers podem incluir são:

  • Confiabilidade
  • Redundância
  • Flexibilidade
  • Variabilidade prevista no estoque de alimentação e variabilidade permitida no produto.

Fontes de informação do projeto

Os designers geralmente não começam do zero, especialmente para projetos complexos. Muitas vezes, os engenheiros têm dados de plantas piloto disponíveis ou dados de instalações operacionais em grande escala. Outras fontes de informação incluem critérios de projeto proprietários fornecidos por licenciadores de processo, dados científicos publicados, experimentos de laboratório e fornecedores de matérias-primas e utilidades.

Processo de design

O design começa com a síntese do processo - a escolha da tecnologia e combinações de unidades industriais para atingir os objetivos. O projeto mais detalhado prossegue à medida que outros engenheiros e partes interessadas aprovam cada etapa: do projeto conceitual ao projeto detalhado.

O software de simulação é frequentemente usado por engenheiros de projeto. As simulações podem identificar pontos fracos nos projetos e permitir que os engenheiros escolham alternativas melhores. No entanto, os engenheiros ainda confiam na heurística, na intuição e na experiência ao projetar um processo. A criatividade humana é um elemento em projetos complexos.

Veja também

Livros de engenharia química recomendados

  • Sinnott e Towler (2009). Projeto de Engenharia Química: Princípios, Prática e Economia de Projeto de Planta e Processo (5ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0750685514.
  • Ullmann (2004). Engenharia Química e Projeto de Planta . Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-31111-8.
  • Moran, Sean (2015). Um Guia Aplicado ao Projeto de Processo e Planta (1ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0128002425.
  • Moran, Sean (2016). Layout da planta de processo (2ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 012803355X.
  • Pedro, Franco (2008). Projeto de planta de processo . Wiley. ISBN 9783527313136.
  • Kister, Henry Z. (1992). Projeto de destilação (1ª ed.). McGraw-Hill. ISBN 0-07-034909-6.
  • Perry, Robert H. & Green, Don W. (1984). Manual de Engenheiros Químicos de Perry (6ª ed.). McGraw-Hill. ISBN 0-07-049479-7.
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  • Chopey, Nicholas P. (2004). Manual de Cálculos de Engenharia Química (3ª Edição ed.). McGraw-Hill. ISBN 0-07-136262-2.
  • Himmelbau, David M. (1996). Princípios Básicos e Cálculos em Engenharia Química (6ª ed.). Prentice-Hall. ISBN 0-13-305798-4.
  • Editores: Jacqueline I. Kroschwitz e Arza Seidel (2004). Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology (5ª ed.). Hoboken, NJ: Wiley-Interscience. ISBN 0-471-48810-0. {{cite book}}: |author=tem nome genérico ( ajuda )
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  • Peters, MS & Timmerhaus KD (1991). Projeto de Planta e Economia para Engenheiros Químicos (4ª ed.). Monte McGraw. ISBN 0-07-100871-3.
  • JM Smith, HC Van Ness e MM Abott (2001). Introdução à Termodinâmica da Engenharia Química (6ª ed.). Monte McGraw. ISBN 0-07-240296-2.

Referências

Links externos