Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Procesna sistemska tehnika

Obdobja
Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.02.00  Tehnika  Kemijsko inženirstvo   

Koda Veda Področje
T350  Tehnološke vede  Kemijska tehnologija in inženirstvo 
T120  Tehnološke vede  Sistemsko inženirstvo, računalniška tehnologija 
Ključne besede
modeliranje, simuliranje, optimiranje, integracija procesov, minimiranje odpadkov, uščipna tehnika, sinteya procesov, MINLP, integrirni sistem
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (15)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  03009  dr. Branko Butinar  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2001 - 2003  141 
2.  01347  dr. Peter Glavič  Kemijsko inženirstvo  Vodja  2001 - 2003  1.122 
3.  06008  dr. Andreja Goršek  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2001 - 2003  541 
4.  20036  dr. Nataša Iršič Bedenik  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2001 - 2003  46 
5.  10878  dr. Anita Kovač-Kralj  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2001 - 2003  336 
6.  03466  dr. Majda Krajnc  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2001 - 2003  231 
7.  06005  dr. Zdravko Kravanja  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2001 - 2003  905 
8.  11369  dr. Zorka Novak Pintarič  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2001 - 2003  477 
9.  04009  dr. Severina Oreški  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2001 - 2003  83 
10.  12681  dr. Bojan Pahor  Varstvo okolja  Raziskovalec  2001 - 2003  167 
11.  13447  dr. Janez Petek  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2001 - 2003  414 
12.  03032  mag. Franc Purkeljc  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2001 - 2003  26 
13.  17865  dr. Gorazd Sobočan  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2001 - 2003  50 
14.  17867  dr. Aleksander Soršak  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2001 - 2003  46 
15.  19040  mag. Lea Žbontar Zver  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2001 - 2002  71 
Organizacije (1)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0794  Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo  Maribor  5089638012  13.196 
Povzetek
Raziskali smo metode naertovanja energijsko zahtevnih osnovnih operacij, zlasti reakcij in separacij, hkratne snovne in energetske integracije, raeunalniškega optimiranja kontinuirnih in šaržnih kemijskih procesov. Poleg zniževanja porabe energentov (pare, goriva, hladiv) skušamo z raziskavami sistematieno znižati porabo vode in kemikalij v kemijskih in petrokemijskih procesih. Tudi v drugih procesnih industrijah s sodobnimi metodami znižujemo nastajanje odpadkov v samem procesu.Razvoj strategij, postopkov in programske opreme za celovito sintezo procesnih podsistemov (reakcijskega, separacijs- kega, pogonskega) oz. celotnih procesnih shem na osnovi mešano-celoštevilskega nelinearnega programiranja (MINLP). Pristop omogoea hkratno strukturno (izbor alternativnih procesnih enot ali njihovih povezav) in parametrieno (tempera-ture, pretoki, tlaki, velikost opreme) optimiranje. Razvoj je usmerjen k obvladovanju kompleksnih industrijskih proble-mov. Gre za razširitev metodologije sinteze procesov tudi na optimalni izbor reakcijskih poti, s eemer bi bilo mogoee inovirati obstojeee procese. Osnovna strategija je razvoj osrednjega dela integriranega sistema (skupaj s CAPEC-DTU, Danska in CMU, ZDA) za:a) identifikacijo kemijskih komponent (molekularno modeliranje) in izbor izvedljivih procesnih alternativ (termodinam- ska analiza),b) MINLP optimiranje sistema alternativ inc) rigorozna analiza dobljene procesne sheme (procesni stacionarni in dinamieni simulatorji, itd.) s poudarkom na vo-dljivost procesa (fleksibilnost, regulabilnost, varnost, ekologija).Raziskave bi potekale na treh nivojih:- izboljšava optimizacijskih postopkov s posebnim poudarkom na avtomatiziranju uporabe tehnik globalnega optimiranja in izboljšavi robustnosti optimizacijskih postopkov za nelinearno (NLP) in mešano celoštevilsko programiranje (MILP) in s tem posredno tudi MINLP,- razvoj integrirne metodologije za MINLP optimiranja in sinteze procesov na vee nivojih zahtevnosti, od enostavnega NLP optimiranja do hkratnega MINLP optimiranja strukture in parametrov, do hkratne toplotne integracije, do hkratne fleksibilnosti za operabilnost procesa pri razlienih kombinacijah nedoloeenih parametrov, do hkratnega upoštevanja okoljevarstvenih zahtev,- razvoj uporabniku prijazne programske opreme (PROSYN-MINLP, integrirni sistem) za analizo in inoviranje obstoje-eih in novih industrijskih procesov.
Pomen za razvoj znanosti
Program pomeni prispevek k svetovni znanosti na področju procesne sistemske tehnike. Izsledki so bili zato predstavljeni na evropskih in svetovnih konferencah ter objavljeni v vrhunskih znanstvenih revijah. V preteklih letih smo skupaj z graško univerzo (A) sodelovali v projektu EUREKA. Trenutno sodelujemo v dveh evropskih projektih DG III in DG XII.Po oceni strokovnjakov laboratorija za procesno sistemsko tehniko na Imperial College, London, bo optimiranje, načrto-vanja, sinteze, planiranja in obratovanja procesov najpomembnejša tehnologija na začetku prihodnjega stoletja za pove-čanje profita, zmanjšanje porabe energije in emisije polutantov. Naš prispevek je ndaljni razvoj tehnologije MINLP za optimalno sintezo in optimiranje procesov in navezava te tehnologije v integrirni sistem. Gre za vrhunske postopke MINLP optimiranja za kontinuirne in šaržne procese ter druge tehniške strukture (npr. strukture v mehaniki). S povečan-jem robustnosti postopkov in z računalniško implementacijo bi tehnologijo primarno približali industrijski praksi. Ome-niti velja, da smo na osnovi MINLP tehnologije že razvili v svetu edinstveno prototipsko verzijo procesnega sintetizerja PROSYN-MINLP (s prof. I.E. Grossmannom, ZDA) in jo nadgradili v integrirni sistem (s prof. R. Ganni, CAPEC, DTU Danska), ki je prav tako novost na področju računalniško podprte procesne tehnike (CAPE) za inoviranje procesov od sinteze molekul do integriranih procesov.
Pomen za razvoj Slovenije
Program je pomemben za Slovenijo. Izsledki našega dela so uporabni za rekonstruiranje in optimiranje obstojeeih proce-sov. Z njimi je mogoee znižati porabo pare, hladiv in drugih vrst energije. Kot testne primere naših raziskav smo jemali procese slovenske kemijske in petrokemijske industrije (žveplove kistline, metanola, formaldehida) in pri tem ugotovili možnosti prihrankov, skupno v višini nad 5 milijonov dolarjev letno.Pomen v širšem smislu velja tudi za Slovenijo, še posebej, ker bi uporaba omenjenih pristopov pomenila bližnjico k ino-viranju obstojeeih in novih procesov v Sloveniji. Izkušnje pri izdelavi nekaterih komparativnih študij kažejo, da je mogo-ee z optimiranjem doseei znaten porast dodane vrednosti, ne le zaradi zmanjšanja stroškov energije in surovin, ampak tudi zaradi optimalnega prilagajanja proizvodnje dinamiki tržišea ob procesnih rešitvah, ki okolje manj obremenjujejo. Predlagani program zato predstavlja srce za prenos in razvoj te vrhunske tehnologije v domaeem prostoru. Predvidevamo tudi usposobitev profesionalne ekspertne skupine, ki bi skrbela za prenos tega znanja v industrijo. Raeunalniško podprto naertovanje, sinteza in optimiranje ter raeunalniško vodenje (in-line optimiranje) potrebujejo sorazmerno majhna vlagan-ja in veliko znanja, rezultati pa kažejo bistveno konkureneno prednost. Zato predlagan program pomeni inicializacijo tistega dela kritienih tehnologij, ki je za Slovenijo prednostnega pomena in dolgoroeno obvladljiv.Poseben poudarek in naporti bodo usmerjeni v razvoj prijaznega uporabniškega okolja za uporabo sicer matematieno in raeunalniško zelo zahtevnih tehnik. S tem prieakujemo množienost uporabe naših rezultatov in hkrati dvig znanja tehniškega osebja.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Zaključno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno