プロセスデザイン学生コンテストと化学プロセスの勉強

プロセスデザイン学生コンテストを知っていますか？文字通り、学生がプロセス設計の成果を競うコンテストです。

プロセスデザイン学生コンテストって何？

プロセスデザイン学生コンテストは、与えられた条件の中でプロセスシミュレータも活用しながらプロセス設計の成果を競うコンテストです。

元々、第8回までは「ソフトウェア・ツール学生コンテスト」という名称のコンテストでした。当時はモデリング・シミュレーション部門（一般ソフトウェア・ツール部門）もあり、独自で開発したソフトウェアや既存のソフトウェアの新しい使い方や工夫について発表されていました。

現在は、プロセス設計を競うコンテストとして「プロセスデザイン学生コンテスト」と名称を変更して行われています。

プロセス全体のBFD、PFD、マテリアルバランスなども提出物として必要なため、学生の大会ながらも実務に近い成果が求められており、参考に2024年の提出物を紹介します。

1. プロセス概要
   • 設計方針・特徴：設計方針、設計案の特徴を明示
   • ブロックフローダイアグラム (BFD)：ブロック名、主成分、温度、圧力、相 (気液)、流量を記載
   • 各セクション概要：BFD上の各ブロックの簡単な説明
   • プロセスフローダイアグラム：各機器には機器番号や名称、機器間のストリームにはストリーム番号や名称、主なストリームの圧力や温度を記載
   • 物質収支表：各セクションの物質・エネルギー収支、操作条件を表にまとめる
2. 各セクションの詳細
   • セクション概要：各セクションの設計方針、特徴を記載
   • 各プロセスユニット詳細：設計方針、代替案の検討過程を明確に記述
     • 反応器：タイプ、入口/出口条件、運転操作条件
     • 蒸留塔：段数、操作温度・圧力
     • 熱交換器：伝熱量、総括伝熱係数、入口/出口条件
     • 回転機：所要動力、電力・蒸気量、入口/出口条件
3. ユーティリティシステム
   • 使用量の内訳：プラント全体の使用ユーティリティ量、機器ごとの使用量、投入エネルギー量に換算
4. その他
   • 設計の妥当性・代替案の検討：設計の妥当性、未記述の事柄、特にアピールしたい内容を自由に記述
   • シミュレーションの工夫：物質収支・熱収支の精度向上、リサイクルポイントのストリーム情報

ここが勉強になる！

社会人になると当然参加はできないのですが、公開されている課題資料は相当な勉強材料です。

例えば第23回の「エチルベンゼンの脱水素によるスチレンモノマー製造プロセスの省エネルギー設計（別サイト）」を見てみます。

スチレンモノマーの需要に始まり、プロセスの背景、反応の詳細、プロセス条件、設計上の注意点、原単位算出法が19ページにわたり解説されています。

そして実は、一部の回では更に詳細の資料が公開済みです。

• 審査用資料（実際の提出課題）：第7回（別サイト）および第11回（別サイト）
• 原単位計算用エクセル：第13回（別サイト）
• プラント建設費推算方法と計算用エクセル：第18回（別サイト）

過去の開催テーマ

過去に行われたコンテストの課題テーマを紹介します。

第10回および第11回はプロセスシミュレーション部門とプロセス設計部門の2部門制で実施されています。

• プロセスシミュレーション部門：比較的細かな条件設定の下でのコンテスト
• プロセス設計部門：原料と製品を限定して、そのプロセスの概念設計を行う

第12回以降はプロセスシミュレーション部門のみとなっています。

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