プロセス商品開発

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Proprietary Equipment

Proprietary Equipmentの定義

Proprietaryとは所有者、所有権を意味する名詞あるいは形容詞で、化学プロセスにおけるProprietary Equipmentはそのプロセス専用の機器を意味しています。例えば、エチレンプラントにおけるナフサ分解炉やアンモニアプラントにおけるアンモニア合成管などが、これに相当します。
つまり、そのプラントやプロセスの性能を大きく左右する機器で、Licensed Process(ライセンスを受けたプロセス)ではライセンスの対象になっている機器を指しています。しばしばProprietary Equipmentの開発には多大な時間と経費が必要となります。

化学プロセスの商品開発とProprietary Equipment

Proprietary Equipmentの重要性からわかるように、化学プロセスの商品開発はProprietary Equipmentの開発と同じ意味合いを持っていおり、プロセス商品開発のスケジュールや経営資源の投入もProprietary Equipmentの開発に沿って計画されます。

具体的には過去に経験したプロセス商品開発(水素・メタノール・アンモニアプロセス)を参考にして話を進めることにします。また、Proprietary Equipmentとしてメタノールやアンモニアの合成反応器を例に取ることにします。

この例における商品開発での手順は以下の通りです。

  1. プロセスの最適化
  2. 合成反応器の最適化
  3. 合成反応器の基本設計
  4. 合成反応器の詳細設計
  5. 合成反応器の商業運転とその解析
  6. 合成反応器へのfeed back

プロセスの最適化

プロセスの最適化はどのようにして行うのか?

ツールとしては物質熱収支計算を行うProcess Simulatorを使用します。市販されているPROIIやAspen Plusなどがこれに相当しますが、導入時や毎年のメンテナンスに費用がかかることが欠点です。ただし、Licensed ProcessではライセンサーがProcess Simulatorを提供していることが多く、このようなケースでは基本的には不要ですが、Case Study(温度圧力などのプロセスパラメータを変えて行う)に不向きなこと、あるいは詳細なエンタルピ計算を行うためには市販のProcess Simulatorを使用することになります。
商品開発ではライセンサーは開発の当事者になりますので、最初にProcess Simulatorの開発からスタートすることも多いようです。

プロセスの最適化は経済性評価と同じ手順をたどることになり、前回の”商品開発の目的と目標”で説明した原単位の計算と、Proprietary Equipmentを含めたハードのコスト算出を何ケースも行うことで最適なプロセスを決めていくことになります。

メタノールやアンモニアプロセスは”原料のガス化”、”合成ガスの圧縮”、”合成反応”そして”製品への精製”の4つのステップから構成されています。その中で、メタノールプロセスの場合には、4つの工程に対して下記に示す工程が対応しています。

  1. 原料のガス化:脱硫工程と水蒸気改質工程
  2. 合成ガスの圧縮:合成ガス圧縮工程
  3. 合成反応:メタノール合成工程
  4. 製品への精製:メタノール蒸留工程

この中で、どの工程が最適化の対象となるのでしょうか? 
それともすべての工程を考慮しなければならないのでしょうか?
また、Proprietary Equipmentに対してどのような関連づけを行えば良いのでしょうか?

次回は、上記の質問に対する回答も含め、最適化の具体例についてお話しします。