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日本にはAI関連企業が300社以上あると言われています。その中でもマーケティングや業務管理、あるいは教育や医療分野に多く採用されているようです。

工業分野では電力などのエネルギー関連にAIの導入が見られ、化学工業分野でも素材開発の効率化を目指してAIが導入されています。また化学プラントの運転管理に使用しているDCS(分散制御システム)には膨大なデーターが蓄積されており、このデーターを用いて生産管理や製品に品質管理を効率的に行う上で、AIは極めて大きな貢献をすると思われます。

しかし、プロセス設計の分野ではAIを使った例は余り見かけることが出来ません。そこで「プロセス性能の予測にAIを使ったらどうなるのか」と考えてみました。その具体例については次回の更新で紹介します。

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”Separation Process Principle”はバイオを含むケミカルでの分離プロセスの基礎を説明した書籍です。2010年にJohn Wiley & Sons社から出版され、ネットで入手可能です。

プロセス商品開発

コムテック・クウェストではプロセス商品開発に関するコンサルタント、プロセス設計や基本設計などのエンジニアリングを行っています。
プロセス開発や商品開発に関する右欄のような悩みをお持ちのかたは、お問い合わせフォームに記入の上、ご相談下さい。

商品化における疑問

  1. 技術開発から商業化までのプロセスがわからない。
  2. 研究開発で得た情報からスケールアップする方法がわからない。
  3. 商業化後のプラント設備のイメージがわからない。
  4. その場合の設備コストはどれだけになるのだろうか、そして必要な敷地広さはどれくらいか?
  5. 商業化するに当たって将来解決しなければならない課題や問題点はあるのだろうか?
  6. 以上のような悩みを相談できる人がいない。

教育研修

化学プロセスの商品開発にはプロセス設計を主体的に進めるプロセスエンジニアを必要とします。
プロセス設計で行う作業は原料から製品を製造する過程や手順を考え出すことで、原料が持つ成分や濃度から規定された製品仕様を作る一種の「情報プロセス」です。
そのためにプロセスエンジニアを育てるためには、基礎となるエンジニアリング全般に対する知識習得とプロセス設計がもたらすプラントの具体的なイメージを獲得すること、そしてあらゆるトラブルに対応できる応用力と問題可決に至る道筋への洞察力が必要です。

2020年の公開
2020.09.27NEW

  • 「プロセス性能予測」の4回目”メタン濃度とプロセス変数”を追加しました。メタン濃度への変数感度と、重回帰分析とPredictionenによるメタン濃度のシミュレーション結果を比較して示していますので、是非ご覧ください。

2020.08.28

  • 「プロセス性能予測」の3回目”プロセスシミュレーション”を追加しました。水素プロセスの説明とCOCO/CHemSepで行ったシミュレーション結果を示しています。
  • 日本工業出版株式会社のセミナー(日工セミナー)として”プロセス設計と推進力(driving force)”をオンラインで行います。日時は本年9月29日火曜日13:30~15:30です。内容は、
  • 化学工学には設計に共通するキーワードが幾つかありますが、その一つがdriving force(推進力)です。プラント設計では蒸留やガス吸収あるいは反応などの単位操作を組み合わせてプロセスを構築します。単位操作では質量や温度あるいは圧力が重要なパラメータですが、単位操作の性能に影響する要因は単位操作内部に生じる濃度や温度あるいは圧力の差分です。この差分は操作点(不安定な状態)と平衡状態(安定な状態)との隔たりに相当し、それがdriving forceとなって質量・熱量・運動量の変化量と速度を決定します。
     もし外部から単位操作へのインプット(物質やエネルギー)が中断あるいは減少すると、内部の変化は停滞します。そこで変化を止めないためにあえて不安定な状態を作ること、つまりdriving forceを確保あるいは増加させる必要があります。ただし、driving forceの増加は経済性に対し負の影響を与えることもあるのでdriving forceの最適化が必要です。
     このセミナーでは単位操作におけるdriving forceを切り口に化学反応を含むプロセス設計を説明します。

2020.08.19

  • 「プロセス性能予測」の2回目”プロセス性能予測例題”を追加しました。例題として水素プラントの水蒸気改質炉出口のメタン濃度に着目して、温度圧力が変化した際の傾向について説明しています。ここではプロセス性能の予測にAIを導入する背景を説明しています。

2020.08.07

  • プロセスの性能予測」を追加しました。1回目は”プロセス性能予測”と”AIとPredectionOne”について説明しました。

2020.07.19

  • この「化学プロセスプラント設計のためのウェブサイト」をスタートしてから丸12年が経過しました。そこでホームページ全般の見直しを開始しました。最終的には”コムテック・クウェスト”から”コムテック・クウェスト+エデュケーション”へと衣替えします。今年9月の予定です。
  • 次回の更新では「AIを使ったプロセス性能の予測」を紹介します。

2019.01.16 

現在の日本では化学工学として独立した学科を置いてている大学はごく少なくなっています。しかし、グローバル経済体制が敷かれている今日、“経済性評価”を科目の一つとして収めている化学工学の重要性は色あせることはありません。そこで“物質収支”と“エネルギー収支”という概念と設計作業をより簡素化する“単位操作”という考え方も含め、多くの方に化学工学を学習していただきたいと考えています。

本教材の内容を以下に紹介します。

1. 化学工学の基礎知識
 1.1 化学工学の位置づけ
 1.2 化学工学の特徴
 1.3 化学工学の基本科目
 1.4 化学工学の応用科目
2. 化学プラントと化学工学
 2.1 化学プラントの概要
 2.2 化学プラントの構成
 2.3 プロセス設計
 2.4 物質収支
 2.5 エネルギー収支
 2.6 経済性評価
3. 発電プラントと化学工学
 3.1 発電プラントの概要
 3.2 発電プラントと化学プラント
 3.3 化学反応による発電プラント

2018年の公開

2018.10.29 

  • 11月28日と29日の両日、日本工業出版株式会社の主催により、「プラントプロセス設計入門」セミナーを開催いたしました。セミナーの内容は、
プロセス設計は化学プラント設計のスタートに合わせて行われる業務で、その良し悪しがプラント全体の品質やスケジュールに大きく影響します。そのためにプロセス設計の担当者だけでなく、設備設計や装置設計の担当者の方々にもプロセス設計について理解していただくことが必要です。
本講座ではプロセス設計を行う上で押さえておくポイントや、プロセス設計図書(図面やデーターシート)では言及されていない、あるいは埋もれている設備設計や装置設計への要求事項について説明し、プラントに品質向上と安全設計の立場から、設計条件(設計温度と設計圧力)の重要性と設計条件の決め方に言及します。また、プロセスと密接な関係を持つスチームシステムとフレアーシステムについて詳細に説明致します。

2018.10.23 

  • トップページに文献「第2世代のサトウキビからのエネルギーとバイオケミカル」へのリンクを追加しました。また、「バイオマスエネルギー」の一部追加と修正を行いました。

2018.10.17 

  • バイオマスエネルギー」を追加致しました。
  • バイオマスエネルギーとは太陽エネルギーを蓄えたバイオマスから得られるエネルギーのことで、木や木炭などの木質系バイオマス、後述するバイオエタノールやバイオディーゼル、あるいはバイオガスなどの再生可能なエネルギーの一つです。

2018.06.27 

  • バイオガス化学プロセス」をスタートします。
  • バイオマスは植物や動物に由来する有機物質で、再生可能なエネルギー源です。このバイオマスをガス化処理して得られるバイオガスの主成分はメタンと二酸化炭素、微量の窒素や酸素などを含んでいます。
  • バイオガス化学プラントでは、このメタンと二酸化炭素からアルコールなどのケミカルを製造します。
  • バイオマスとバイオガスに興味を持ったのは、ここ数年、バイオガスを原料にする化学プラントの企業化計画に参加したことがきっかけでした。この「バイオガス化学プラント」では、バイオマスからのバイオガス製造、それを原料にする化学プロセスについてお話しします。

2018.06.23

  • Excelなどで使用できる蒸気表(Steam97.DLL)を再度ダウンロードし、使用できることを確認しました。
  • ダウンロード先はフリーソフト紹介サイトの窓の杜です。ダウンロード後に解凍するとSteam.DLL本体以外に説明書などが含まれています。
  • 使用にあたってはSteam.DLLを「C:\Windows」などの適切な場所にコピーをインストールします。

2018.06.13

2018.06.09

  • 今月20日に、コムテック・クウェストでは日本工業出版株式会社殿の依頼を受けて以下の内容を含む「化学プラントプロセス設計中級編」を講演致しました。
  • プロセス設計を遂行するポイント
    化学プラントにおけるプロセス設計をプロジェクトの進捗状況に沿って、プロセス設計が中心となる概念設計、プロセス設計から装置設計に移行する基本設計、装置設計から再びプロセス設計に重点を移す運転制御システムの確立までの要点を説明します。
  • プロセス設計における品質確保とトラブル対策
    プロセス設計の品質を改めて定義し、プロセス設計から装置設計(機器設計・配管設計・計装設計など)へ伝達される情報とデータを“設計品質の確保”と“トラブル対策”に注目して説明します。その中でプロセス設計を行う上で必要な資質と能力について説明します。
  • 品質向上・コストアップ・リスクテイキングに対する正しい知識
    プロセス設計の品質向上と設備のコストアップ、それとリスクテイキングは三極構造になっています。ここではそれら三極の関係を正の相関と負の相関の面から説明し、最適解を得るための方法をプロセス設計に基づいて説明します。その中で“プロセスエンジニアになるということ”についても説明します。

2018.05.25

  • 全面的に見直しました。詳細は各ページにアクセスしていただいてご確認ください。
  • また、不首尾なところもあると思いますが、徐々に改善して行きますのでご容赦くださいますようお願いいたします。

コムテックのブログです。ブログ名をクリックするとオリジナルブログへジャンプします。

「化学プラントはどうやって設計するの?」、「設計において注意しなければならない点は?」などについて、「【北海道木古内町】 【ふるさと納税】あきやまさん家のじゃがいも3種食べ比べ 計5kg 【野菜・セット・詰合せ・イモ・じゃがいも・ジャガイモ・きたあかり・レッドムーン・メークイン】 お届け:2021年9月下旬~2021年11月中旬まで」、「化学工学」、「プロセス設計の実務」、「プロセス設計の応用」、「安全設計」、「用役設備」、「ガス化とガス精製」に掲載しました。

プラントビジネス情報を掲載。化学プラント(水素プロセスメタノールプロセスアンモニア)のプロセス説明やProcess Flow Diagram(PFD)を掲載しています。
また、エチレンプラントやエタノールプラントに関しては外部リンクを張っています。


プロセスエンジニアリング関連のWebを紹介します。
ここには国内機械メーカのホームページの紹介(直接リンクはしていません)、海外エンジニアリング会社へのリンク、そして国内外のエンジニアリング関連団体協会へのリンクを紹介しています。


プロセスエンジニアリング関連の図書を紹介します。和書と比べますと洋書の数が多く内容が充実しており、しかも安価ですのでお奨めします。



プロセスエンジニアリングを行う上で、役に立つアイデアやヒントを紹介していきます。主な内容は、「水素、ガス化技術、圧損計算、原子バランス物質収支、燃料エタノール、回転機の軸馬力」などですが、それ以外にも色々なヒントが隠れていますので、目的のものが下のコーナーにありましたらクリックしてみて下さい。

業務紹介コーナ

プラントの定義 プラントの種類 化学系プラント 素材系プラント 食品系プラント 医薬系プラント エネルギー系プラント 鉱山系プラント アグリ系プラント 環境プラント

プロセスプラントとは ライセンサーとエンジニアリング会社 工程とは 原単位とは

プロジェクト 調査検討 研究開発 エンジニアリングと工学 教育研修とビジネスIT セフティエンジニアリング

プロセス設計の基礎コーナ

分子科学 日本の化学工業 化学プロセスの三種の神器 化学工学に使用する単位 化学プロセス開発における主要テスト 発酵化学 減価償却費と純利益

物質とMass 液体密度と温度変化 断熱圧縮による気体の温度上昇と設計温度 モルとモル質量 グルコースとブドウ糖 制御システムとプロセス制御 単位操作 拡散

フィージビリティ・スタディー コストカーブとコストファクター 投資とは 化学プラントの稼働日数 プロジェクトマネージメント 材料データベース

プロセス設計の実務コーナ

天然ガス組成と物質収支 ゼロ割と物質収支計算 CO転化反応と物質収支計算 近似式と有効数字の桁数 S/Gと物質収支 PSAと膜分離 S/Cとカーボン析出 

熱収支とエネルギー収支 熱損失係数 NG中の不純物と触媒 熱量の単位換算 予熱空気温度設定における注意事項 スチーム発生システム 熱交換器のネットワーク構築 

コーンルーフタンクの安全対策 横型分離ドラムの大きさ

プロセス設計の実務コーナ

圧縮機・ブロワー・ファンの違い ポンプは何故水を吸い上げる 気泡ポンプとは 回転機の余裕の持ち方
遠心ポンプの選定と選定図 ポンプの選定と比速度 ポンプとモーター ポンプに関する技術情報

耐熱合金 バーナー燃焼方式とリフォーマーチューブ温度分布 総括伝熱係数の計算式 水蒸気改質炉スタートに要する時間
チューブ(改質管)の伸び 

熱交換器の種類と名称 熱交換器の許容圧損 エンタルピー計算の基礎
レイノルズ数とプラントル数 膜状凝縮と滴状凝縮 不凝縮ガスとイナートガス ブライン
グラスライニング 熱交換器における振動問題 二重管式熱交換器 TEMA R,C,B

流量計 圧力制御 圧力と液高さ ベルヌーイの定理 ガスの放出
Closed Outletの考え方

化学プラントの安全設計コーナ

設計余裕 安全弁とAPI 空気冷却器と蒸留塔凝縮器 ポンプの締切圧
熱交換器のsimulation 

サージングとストーンウォール 遠心圧縮機の回転数制御 制御弁のCv値とサイジング 遠心圧縮機の軸馬力および揚程の計算式 
スチームシステムとスチームバランス スチームタービン形式 ランキンサイクルとスチームタービン 水とスチーム系のフラッシュ計算 蒸気表計算ツール

シャープ スチーム オーブンレンジ ヘルシオ 18L 1段調理 レッド AX-CA400-R 水力発電と世界各国の発電供給量割合 非常用発電機ーガスタービン

用役設備のコーナ

冷却塔の型式 海水腐食と材料選定

ガス化とガス精製のコーナ

標準発熱量 Infinite (Korea) インフィニット / 1集 Repackage: Paradise 【CD】 空気分離装置 カーボン分離
ガス精製のロケーション

ケミカルエンジニアリングに関する動画を紹介します!

蒸留塔内部の流れ Distillation Tower

今回紹介する動画は蒸留塔内部の流れを可視化したアニメーションで、クオリティーが非常に高いYouTube動画です。
Distillation Tower

プロセス設計と
エンジニアリング






設計に役立つ計算表を集めました!

圧力損失計算

気体と液体の圧力損失の計算です。

プロセス計算

水・スチーム系のフラッシュ計算と縦型容器の容量計算です。

気体放出と液流出

気体および液体が外部に流出に要する時間を計算します。

軸馬力計算

遠心圧縮機と遠心ポンプの軸馬力などを計算します。

蒸気表

水・スチームのエンタルピー計算を行う「公開されている蒸気表
エクセルなどでスチームの物性が必要になったとき、「ネットでいちいち調べて入力するのは面倒だ。エクセルに組み込みたい」という人は、Vectorなどのソフトライブラリーにアクセスしてみてください。

ポンプに関する情報サイト

"LIGHT MY PUMP" はポンプやポンプシステムに関する情報サイト(英語)で、カナダ在住の Mr.Jacquers Chaurette氏が個人で運営しています。FREE BOOKやON-LINE CALCULATORなど、豊富な情報が満載しておりますので、是非アクセスしてみて下さい。

メタンからの水素製造物質収支計算(Version0.93)

内容を見直ししていますので、現在、ダウンロードを中止させていただいております。

プロセスドラムのサイジング

縦型のプロセスドラム(気液分離槽・セパレータ)のサイジングをExcelを使って行います。ダウンロード

反応平衡定数近似式

プロセス設計の実務で紹介した反応平衡定数の計算とその近似式をExcelファイルにまとめました。ダウンロード

酸性ガス除去プロセスの改善

天然ガス中の酸性ガス除去プロセス比較資料((Molecular Gate CO2、Morphysorb Process、Kvaerner Membrane)とアミンプロセスの比較)。 ダウンロード

摩擦係数の簡易計算法

円滑管を対象とした乱流領域における摩擦係数の新しい推算方法(HYDROCARBON PROCESSING June 2005に掲載)。ダウンロード

設計条件決定(簡便法)

設計圧力や設計温度の簡便的設定方法。ダウンロード

遠心式圧縮機の性能推定計算のためのWeb Calculatorです。更新しました!

往復動式圧縮機の性能推定計算のためのWeb Calculatorです。追加しました!

塔の性能推定、KG TOWER をクリックしてsimulatorをダウンロード

簡便なコスト積算(FOB Gulf Coast U.S.A)が可能!

同じように簡便なコスト推算が可能で、元は米国の出版社McGrawHillのWeb service。

各種反応器についてシミュレーションが可能!

プレート式熱交換器の設計およびコスト推算が可能!

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もう一度英会話にチャレンジして、今度こそはモノにしたいあなたに紹介する。

バイオケミカルに興味がある人のために下記の二冊をご紹介します。

  • バイオエタノールに関する技術内容や動向について詳細に説明されています。入門書としても本格的な専門書としてもお奨めできる一冊です。バイオマスを原料とするリファイナリープラントに関する基礎知識から技術開発までを紹介。”バイオリファイナリーの「光と影」”では、食料との競合などの負の側面についても解説されている。
  • "バイオエタノール製造技術"
  • "バイオリファイナリー最前線"

ケミカルエンジニアリングを勉強したい人のために、幾つかの技術専門書を紹介します。

  • "化学工学概論 新版"
  • 昭和19年に初版発行され昭和50年代まで出版された息の長い教科書。現在は絶版ですが、古本として幾つか市場に出回っている。
  • "excelで気軽に化学工学"
  • 化学工学会機関誌「化学工学」で連載された化工計算の実際を集大成したもの。Excelで作成された計算例があり即戦力になる。
  • "化学工学―解説と演習"
  • 最近の化学工学の理論と実践を整理したもので、例題も多く掲載されている。多少、化学工学の知識がある人向け。

科学技術振興機構 JST

化学工学だけではなく、機械・情報通信・安全・環境など広範囲の分野を対象とした情報サイトです。以前、エンジニア向け学習システムがありましたが、現在は閉鎖中です。

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