Prozesssimulation

Die Prozesssimulation ist heutzutage in der Prozess- und Verfahrenstechnik nicht mehr wegzudenken. Bei der Darstellung und Berechnung von komplexen Prozessen oder Prozessstufen spielt die Prozesssimulation voll ihre Stärken aus. In Prozessen bei denen es zu Reaktionen kommt, aber auch bei der thermischen Trennung von Stoffgemischen, wie die Destillation, um nur wenige Beispiele zu nennen, ist es kaum möglich ohne Zuhilfenahme eines Prozesssimulationstools diese effizient und relativ genau zu berechnen und auszulegen. Ist der Prozess mit seinen einzelnen Prozessstufen erst einmal aufgebaut, so werden als nächstes die Komponenten definiert, die dem Prozess zugeführt werden. Hierzu steht eine sehr umfangreiche Komponentendatenbank zur Verfügung, die eine große Anzahl an Stoffen mit ihren jeweiligen Stoffdaten beinhaltet. Aber auch noch nicht darin enthaltene Substanzen lassen sich im Nachhinein einpflegen.

Die einzelnen Stoffe werden dann z. B. einer Destillationskolonne zugewiesen, worin deren Trennung stattfinden soll. Die Kolonne wird dann mit ihren Dimensionen, Inneneinbauten und Betriebsparametern in einem ersten Schritt vorkonfiguriert. Hier ist vor allen Dingen die Erfahrung des Anwenders gefragt, der für den Start eine plausible Herangehensweise wählt. Hierzu kann er sich dann auch der graphischen Darstellung bedienen, welche Dampfdruckkurven aber auch Siedediagramme von Zweistoffgemischen zeigt, um ein erstes Gefühl für das Stoffverhalten zu bekommen.

Erzeugt die Simulation dann erste passable Ergebnisse, kann es an die weitere Optimierung gehen. Hierfür stehen einige Möglichkeiten zur Verfügung, u. a. auch die sogenannte Sensitivitätsanalyse, die anzeigt, wie sich ein schrittweises Verändern von ein oder auch zwei Parametern auf den Prozessschritt oder das Ergebnis auswirkt.

In der Prozesssimulation lassen sich dann beliebig viele Prozessschritte verbinden und ihre Abhängigkeiten untereinander darstellen. Ist ein Prozess erst einmal optimiert, so lassen sich auch viele Komponenten, gerade im Bereich der thermischen Prozesse, auslegen. Sei es eine Rektifikationskolonne oder die dazugehörigen Wärmetauscher wie Kondensator und Reboiler.

Die zuvor gezeigten Beispiele geben nur einen sehr kleinen Ausschnitt über den Umfang eines Prozesssimulationstools wieder. Grob lässt sich sagen, dass dort, wo in Prozessen mit Flüssigkeiten sowie Gasen und Dämpfen umgegangen wird, sich die Prozesssimulation hervorragend einsetzen lässt und durch keine Alternative zu ersetzen ist.

Leistungen

• Abbilden von Prozessstufen und ganzen Prozessen im Simulationsmodell
• Ermittlung aller relevanten Stoffdaten
• Berechnen aller Stoffströme und Parameter des Prozesses
• Vorhersagen der Ergebnisse von Umbaumaßnahmen und Optimierungen
• Auslegung / Berechnung der Prozessausrüstung im Bereich der Destillation (Rektifikation) und der Wärmeübertragung (Wärmetauscher)
• Erstellen der Energie- und Massenbilanzen
• Simulation von komplexen Rohrleitungsnetzwerken
• Verhaltensanalyse einer Prozessanlage bei geplanten Verfahrens- oder Produktänderungen