El uso de herramientas CAPE-OPEN, COCO, Chemsep, en la enseñanza de estudiantes de pregrado en universidades del sur de África. Klaus Möller Grupo de Modelado y Optimización de Procesos contorno Docente en la Universidad de Ciudad del Cabo • Idea conceptual • Cambio curricular • Implementación • Curso de diseño acreditado por el Consejo de Ingeniería • Uso de TEA y ChemsepThermo Docente en la Universidad Eduardo Mondlane, Maputo, Mozambique Investigación • GTL: Termo personalizado, Scilab UO • Horno negro de carbón, termo, Scilab, Gibbs El futuro Grupo de Modelado y Optimización de Procesos Idea conceptual: 4 años de licenciatura en ingeniería química. ASPEN usado en 4 th año • licencias demasiado costosas • no es posible compartir en 4 años (más de 500 estudiantes) • desea retener ASPEN para el diseño del último año o problemas o tiempo de aplicación y comprensión insuficiente para convertirse en experto en laminado de flujo o competencia obstaculiza pesadilla estudiantil La solución, utilizando COCO para construir competencia en el plan de estudios • introducir láminas de flujo en 1 S t año, agregue práctica a la teoría • En 2 Dakota del Norte año, use herramientas de diagrama de flujo para agregar práctica a los fenómenos de bombeo, intercambio de calor, flash, termodinámica y destilación - competencia básica • en 3 rd año, combine las habilidades para desarrollar habilidades de laminado de flujo y estudie un proceso. Grupo de Modelado y Optimización de Procesos estructura del currículum de ingeniería química 8 semestres durante 4 años Semestre 1 Semestre 2 1 S t año 1 S t trimestre 4 4 th Solicitud de la hoja 3 rd trimestre 2 Dakota del Norte trimestre de flujo cuarto 2 Dakota del Norte año Bloque 1 Bloque 2 Bloque 3 Bloque 4 Bloque 5 Bloque 6 Proyecto 1 Bloque 7 Bloque 8 Proyecto 2 Teoría + tutorial Teoría + tutorial Práctica / Proyecto 3 rd año Bloque 1 Bloque 2 Bloque 3 Proyecto 1 Bloque 4 Bloque 5 Bloque 6 Bloque 7 Bloque 8 Proyecto 2: evaluación de ingeniería técnica 4 4 th año Preparación de diseño - ASPEN Grupo de Modelado y Optimización de Procesos Diseño de procesos Proyecto de laboratorio implementación - 1 S t año lo que enseñamos • Balances de masa, reacciones individuales, reciclaje. • mirando las temperaturas y los requerimientos de energía Cómo usamos COCO • Enseñando: o construir o Prueba un diagrama de flujo con reacción simple, divisores, reciclar de competencia sobre conceptos • Práctica: o proyecto... o rutas alternativas de conversión de metano o utilizando o Mira reactores de conversión fijos, divisores compuestos, reciclaje, calentadores la energía de cada proceso Grupo de Modelado y Optimización de Procesos implementación - 1 S t año Enseñar COCO a estudiantes de primer año • La audiencia o sin o sin antecedentes de programación (pobre en hojas de cálculo) antecedentes de proceso o operación de la unidad o poco conocimiento práctico de ingeniería • El reto o 150 estudiantes, práctica, sígueme demostración o evite plug and play y copie el diagrama de flujo sin pensar o para comprender y apreciar el valor • El plan o cada estudiante que ingresa a ingeniería DEBE tener una computadora portátil Grupo de Modelado y Optimización de Procesos implementación - 1 S t año Plantilla con Grupo de Modelado y Optimización de Procesos • paquete de propiedad • paquete de reacción implementación - 1 S t año Grupo de Modelado y Optimización de Procesos implementación - 1 S t año Grupo de Modelado y Optimización de Procesos implementación - 1 S t año Luego se les da un • Prueba • proyecto a realizar Grupo de Modelado y Optimización de Procesos implementación - 2 Dakota del Norte año lo que enseñamos • sistemas de flujo, sistemas de calor, termodinámica de procesos. • sistemas de reciclaje, balances energéticos, • sistemas de reacción simple, sistemas de separación Cómo usamos COCO / chemsep • aprender a construir un paquete de propiedades • aprender a construir un paquete de reacción • cálculos flash • Reactor Gibbs • reactor de conversión fija • calor de reacción • Destilación con chemsep, McCabe-Thiele, eficiencia escénica, ... Grupo de Modelado y Optimización de Procesos implementación - 2 Dakota del Norte año Proyecto de monómero de cloruro de vinilo Calor de reacción Calor deberes destilación Grupo de Modelado y Optimización de Procesos implementación - 3 rd año lo que enseñamos • sistemas de fluido sólido, transferencia de masa • reactores adiabáticos, termodinámica de fases, separaciones complejas • control de procesos, dinámica Cómo usamos COCO • Reacciones múltiples, caída de presión, material catalítico, adiabático • Reactores de etapas múltiples • Diagramas de flujo con mezclador de reciclaje y maquillaje • Diagramas de flujo con secuencias de destilación. Grupo de Modelado y Optimización de Procesos implementación - 3 rd año Planta de monómero de estireno Grupo de Modelado y Optimización de Procesos COCO / Chemsep un gran éxito Desarrollo estudiantil, preparación ASPEN 1 S t año: • explorar cálculos de ingeniería química • Estudiantes altamente motivados, • COCO se aplica fácilmente aunque falta la comprensión 2 Dakota del Norte año: • desarrollar su propio diagrama de flujo • mejor comprensión física de los sistemas de flujo, presión, temperatura, válvulas, bombas, 3 rd año: • diseño complejo de sistemas de reacción y separación • integración de reciclaje y calor • economía y "optimización" • conceptos y aplicaciones preparan a los estudiantes para ASPEN Grupo de Modelado y Optimización de Procesos COCO / Chemsep un gran éxito Desarrollo estudiantil, preparación ASPEN 4 4 th año: • sin necesidad de entrenamiento ASPEN • No es necesario desarrollar la unidad de operación. • transición, diseño y diseño de proyectos ya no están limitados por problemas de competencia ASPEN. ¡¡¡¡ÉXITO!!!! Grupo de Modelado y Optimización de Procesos 3 rd años en el trabajo Universidad de Eduardo Mondlane, Maputo, Mozambique, Programa de Maestría en Ingeniería Química, enseñanza Esto es parte de un programa de maestría patrocinado por SASOL en refinación del petróleo • El público: ingeniería química e ingeniería geológica. • El reto: o No están bien entrenados en el uso de la computadora o Tienen o El computadoras portátiles muy viejas y mal mantenidas idioma del hogar es el portugués o clases pequeñas - 10-15 (por suerte) o instalaciones o curso pobres corre completamente sin papel, wifi !!!!!! Como funciona • Programa intenso de 2 semanas (con mucha mano agitando) • aproximadamente 8 horas al día de conferencias y contacto individual • 1 prueba, 2 proyectos Grupo de Modelado y Optimización de Procesos Universidad de Eduardo Mondlane, Maputo, Mozambique, Programa de Maestría en Ingeniería Química, enseñanza Los proyectos Grupo de Modelado y Optimización de Procesos Universidad de Eduardo Mondlane, Maputo, Mozambique, Programa de Maestría en Ingeniería Química, enseñanza Ha funcionado • se ha ejecutado en 2017/2018 • El primer grupo pasó 1 mes en la planta secunda de SASOL • Están utilizando COCO / ASPEN para llevar a cabo parte del análisis. • Comentarios que tengo de los ingenieros sobre la planta o estudiantes muy competentes en cuanto a planta operaciones o Los estudiantes tienen buenas habilidades de simulación. Sí lo tiene Otras iniciativas que usan lo mismo modelo aún no exitoso • Universidades con ingeniería química en Kenia y Tanzania Grupo de Modelado y Optimización de Procesos Investigación Conversión de olefinas a destilados (PetroSA) • Modelo de proceso adiabático multifásico • H2, C1-C40, olefinas y parafinas, con especies lineales, mono-ramificadas, di-ramificadas y tri-ramificadas, miles de reacciones que incluyen reversibilidad • motor termo y VLE personalizado • segundos-pocos minutos en la computadora portátil • Necesita un contenedor para ASPEN Grupo de Modelado y Optimización de Procesos Investigación Modelo de horno negro de carbón Grupo de Modelado y Optimización de Procesos Investigación Modelo de horno negro de carbón Grupo de Modelado y Optimización de Procesos Observaciones resumidas Enseñanza con Cape Open / COCO / Chemsep • gran éxito • Los estudiantes también usan TEA, COPP, ScilabUO Investigación • En marcha • Mayores desafíos Futuro • Herramientas y conocimiento de gran valor para los países con recursos limitados • Se necesita más enseñanza, más uso y más soluciones de Cape Open. 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