НИОКР и лабораторные исследования
Исследование сырья, проверка технологических процессов, подбор рабочих режимов и подготовка решений для дальнейшего масштабирования и проектирования
Исследование технологии до промышленного внедрения
До разработки промышленной установки необходимо определить состав исходного материала, его поведение при обработке и возможность получения требуемых технологических потоков. Лабораторные исследования позволяют проверить отдельные стадии процесса и снизить неопределенность при выборе оборудования.
Состав работ определяется конкретной задачей и может включать исследование образцов, лабораторные эксперименты, сравнительные испытания, подбор рабочих режимов, пилотную проверку и подготовку рекомендаций для дальнейшего инжиниринга.
Объекты исследований
Основные задачи исследований
Определение свойств сырья
Получение исходных данных, значимых для выбора способа технологической обработки
Проверка технологической гипотезы
Оценка возможности применения выбранного процесса к конкретному материалу
Сравнение вариантов обработки
Сопоставление нескольких технологических подходов по результатам испытаний
Подбор рабочих режимов
Определение допустимых температурных, временных и других параметров процесса
Исследование разделения фаз
Оценка возможности получения отдельных жидких, твердых и газовых потоков
Оценка получаемых продуктов
Исследование характеристик образцов после выбранной технологической обработки
Подготовка данных для масштабирования
Формирование исходных параметров для перехода к пилотному или промышленному оборудованию
Снижение технологической неопределенности
Проверка критических стадий до принятия решения о проектировании установки
Преимущества предварительной проверки
Решение на основе фактического материала
Исследования выполняются на образце, характеристики которого соответствуют задаче заказчика
Проверка отдельных стадий
Критические процессы могут исследоваться до формирования полной технологической линии
Сравнение вариантов
Различные режимы и последовательности обработки оцениваются до выбора базового решения
Подбор оборудования по результатам испытаний
Функции будущих аппаратов определяются с учетом поведения реального продукта
Уточнение требований к автоматизации
Определяются параметры, которые необходимо измерять и контролировать в промышленной установке
Подготовка к пилотному этапу
Лабораторные данные используются для разработки программы испытаний увеличенного масштаба
Снижение риска неверного выбора
Предварительная проверка позволяет выявить ограничения технологии до изготовления оборудования
Документирование результатов
Ход работ, режимы и наблюдаемые результаты фиксируются в согласованном объеме
Варианты исследовательских работ
Состав исследований определяется типом материала, требуемым технологическим результатом, доступным объемом образца и стадией проработки проекта.
Этапы исследования
- Получение описания задачи
- Уточнение требуемого результата
- Получение доступных данных о материале
- Предварительная оценка возможности исследования
- Согласование объема и состояния образца
- Разработка программы испытаний
- Подготовка образца
- Проведение исходных измерений в доступном объеме
- Лабораторная обработка
- Изменение и сравнение рабочих режимов
- Отбор промежуточных и конечных образцов
- Оценка получаемых технологических потоков
- Фиксация результатов
- Формирование выводов
- Подготовка рекомендаций
- Определение необходимости пилотного этапа
- Передача данных для инжиниринга
Состав этапов зависит от исследуемого материала и поставленной задачи. Не все испытания требуют одинаковой последовательности и объема работ.
Получение и подготовка образцов
Результаты исследования зависят от того, насколько образец соответствует фактическому технологическому потоку. До начала работ необходимо определить происхождение материала, условия отбора, хранения и транспортирования.
При неоднородном составе может потребоваться несколько проб или объединенный образец. Требуемая масса или объем определяются программой испытаний и доступным лабораторным оборудованием.
Исходное исследование материала
Перед технологическими испытаниями определяются характеристики материала, которые могут влиять на выбранный процесс. Перечень показателей формируется индивидуально и зависит от типа сырья и требуемого результата.
Часть измерений может выполняться собственными средствами, а отдельные анализы при необходимости могут передаваться специализированным лабораториям.
Лабораторное моделирование процесса
Лабораторное моделирование воспроизводит отдельную технологическую стадию или их последовательность в уменьшенном масштабе. Целью является проверка принципиальной возможности процесса и определение факторов, влияющих на результат.
Испытания могут выполняться сериями с изменением температуры, времени, интенсивности перемешивания, количества стадий и других параметров. Набор изменяемых факторов определяется программой работ.
Исследование разделения фаз
Для многокомпонентных материалов исследуется возможность получения отдельных нефтяных, водных, твердых или газовых потоков. Оценивается устойчивость разделения и необходимость дополнительных стадий обработки.
Результаты используются для выбора отстаивания, фильтрации, сепарации, нагрева, реагентной обработки или других подтвержденных процессов.
Исследование тепловой обработки
Тепловые испытания позволяют определить поведение продукта при нагреве, возможность удаления воды и легколетучих компонентов, а также изменение физических свойств материала.
Температурный режим выбирается с учетом состава образца и требований безопасности. При необходимости исследование проводится в несколько этапов с постепенным изменением условий.
Исследование фильтрации и доочистки
Фильтрационные испытания применяются для оценки возможности удаления механических и взвешенных примесей из жидких потоков. Тип фильтрующего материала и количество стадий подбираются по результатам опытов.
При необходимости может исследоваться дополнительная сорбционная или комбинированная доочистка. Используемые материалы и рабочие режимы определяются отдельно для каждой задачи.
Исследование сушки твердых остатков
Для твердых и пастообразных материалов исследуется возможность удаления влаги и остаточных летучих компонентов. Определяются допустимые режимы нагрева, изменение физического состояния и характеристики получаемого остатка.
Испытания позволяют оценить необходимость перемешивания, способ подачи материала, возможность конденсации удаляемых компонентов и требования к будущему сушильному модулю.
Пилотные испытания
Пилотный этап применяется, когда лабораторных данных недостаточно для уверенного перехода к промышленной установке. Испытания выполняются на увеличенном объеме материала с использованием оборудования, приближенного по принципу работы к будущему комплексу.
Целью является проверка устойчивости процесса, уточнение производительности отдельных стадий, режимов управления и состава вспомогательного оборудования.
Масштабирование результатов
Переход от лабораторного опыта к промышленной установке требует учета тепло- и массообмена, времени пребывания, способа перемешивания, непрерывности подачи и других факторов, которые изменяются при увеличении масштаба.
Лабораторный результат используется как основа для инженерной проработки, но не должен механически переноситься на промышленное оборудование без расчетов и дополнительной проверки.
Результаты исследовательских работ
Описание исходного материала
Сводная информация о состоянии образца и характеристиках, значимых для технологической задачи
Программа испытаний
Перечень исследуемых процессов, режимов и последовательности выполнения работ
Результаты лабораторных опытов
Зафиксированные условия, наблюдения и данные, полученные в ходе согласованной программы
Сравнение вариантов
Сопоставление испытанных режимов и технологических последовательностей
Полученные образцы
Исходный, промежуточные и обработанные материалы в объеме, предусмотренном программой
Технологические выводы
Оценка возможности применения исследованного процесса к конкретному материалу
Рекомендованные режимы
Предварительные параметры для дальнейшей пилотной или инженерной проработки
Исходные данные для проектирования
Требования к основным аппаратам, вспомогательному оборудованию, контролю и автоматизации
Варианты исполнения и комплектации
Предварительная исследовательская оценка
Анализ задачи и доступных данных для определения целесообразности лабораторных работ
Исследование исходного материала
Подготовка образца и определение характеристик, значимых для выбранного процесса
Лабораторная проверка технологии
Проведение серии опытов с изменением рабочих режимов и последовательности обработки
Сравнительное исследование
Сопоставление нескольких способов обработки или вариантов технологической схемы
Пилотные испытания
Проверка выбранного процесса на увеличенном объеме материала и уточнение параметров оборудования
НИОКР с подготовкой к внедрению
Последовательное исследование, разработка технологических рекомендаций и формирование данных для инжиниринга
Как формируется программа исследований
- Описание исходной проблемы
- Определение требуемого результата
- Сбор доступных данных о материале
- Определение объема образца
- Выбор исследуемых технологических стадий
- Определение изменяемых параметров
- Определение контрольных точек
- Определение состава промежуточных образцов
- Выбор критериев сравнения
- Определение требований безопасности
- Определение необходимости сторонних анализов
- Согласование формы представления результатов
- Определение необходимости пилотного этапа
- Согласование сроков и последовательности работ
Программа составляется индивидуально. Универсальный набор испытаний не применяется ко всем видам сырья и технологическим задачам.
Проведение и сопровождение работ
Исследования и опытные разработки
Связанные решения
Инжиниринг и проектирование
Использование результатов исследований для разработки технологической схемы и подбора оборудования
Дистилляционные и сепарационные модули
Разработка лабораторных, пилотных и промышленных модулей нагрева, разделения и конденсации
Дистилляция, регенерация и осветление нефтепродуктов
Проверка режимов разделения, обезвоживания и восстановления нефтепродуктов
Переработка нефтешламов и загрязнённых грунтов
Исследование состава сырья и подбор режимов его подготовки, разделения и очистки
Проверим технологию на вашем материале до промышленного внедрения
Для предварительной оценки необходимы описание задачи, сведения о происхождении и составе материала, доступный объем образца, требуемый результат и информация о предполагаемом промышленном процессе.