化学过程强化(CPI)和工厂模块化的出现, along with their beneficial synergies, 是否为许多化学制造商提供了逐步发展的独特机会. However, 该行业需要进行经济案例研究，以提高人们对CPI机会的认识，并减轻对其技术或商业风险的过度或不必要的担忧. 这项与RAPID研究所共同资助的研究试图向工业界展示这种可能性.
本研究的主要目的是提高对模块化化学过程强化(MCPI)的优缺点的认识。. 为了做到这一点，研究人员进行了4个案例研究，将MCPI案例研究的商业案例经济学与以相同产能生产相同化学产品的可比较的传统棒建(CSB)工厂的经济学进行了对比. 本研究的第二个目标是确定哪些好处和缺点被认为对项目的比较经济影响最大.
在分析人员能够比较MCPI和CSB方法之前，工厂项目战略决策, 他们需要彻底理解和建模范围基础的差异和相似性:模块化vs. stick-built scope, inside battery limits vs. outside battery limits scope, brownfield vs. greenfield conditions, plant spatial volume differences, the need for module numbering-up, manufacturing mode, availability of process intensification (PI) equipment, controls strategy differences, impacts on operator staffing, and differences in project pre-startup durations, among other basis variable parameters.
案例研究帮助研究人员确定了以下具体发现:
- 在工艺设计中采用连续流MCPI方法，大大减少了设备的使用，从而降低了资本支出.
- MCPI工厂空间体积(或占地面积)的大幅减少与互连系统工作范围的减少和资本支出的减少有关.
- 在评估采用MCPI方法的业务和技术风险时，需要考虑的设备的成熟度应该是一个关键因素:
- For one case study, the overall PI equipment was not only smaller, 而且很容易获得，而且比CSB设备便宜得多.
- 相反，在另一个案例研究中，新型PI设备正处于开发的初期阶段. 因此，与CSB相比，它太昂贵，消耗了太多的能源.
- 由于从劳动密集型的批量作业模式转换为连续作业模式时，减少了作业人员的配备，MCPI方法大幅降低了运营成本, or due to the reduced number of operating steps. MCPI的能源和消费效率也可以提高运营成本经济学.
- 在四个案例研究中，有三个案例的传统项目投资经济指标强烈支持MCPI, 然而，MCPI的经济优势在通过数字来扩大产量时可能会有局限性. 对于编号情况，更大规模的CSB解决方案可能仍然是可取的.
Finally, 团队确定了一些关键的MCPI实施障碍，必须克服:缺乏关于强化实践的机构知识, 设计工程师和实验室/中试工厂员工缺乏MCPI经验, 以及业务部门的技术和运营管理对变革的高阻力.
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Arvind, S. R., Haapala, K. R., O'Connor, J. T., and Paul, B. K. (2021). “利用模块化化学过程强化技术获取分布式能源资源的经济风险分析.” Journal of Advanced Manufacturing and Processing: e10096.
O’Connor, J., Kowall, C., Haapala, K., Agrawal, N. V., and Paul, B. (2021). 特种化学品生产案例研究:模块化化工过程强化的经济分析. Conventional Stick-Built Approaches.” Journal of Advanced Manufacturing and Processing (accepted for publication).
Alhamouri, K., O’Connor, J., Haapala, K., Paul, B. (2021). 天然气加工案例研究:模块化化工工艺强化vs. conventional stick-built approaches.” Journal of Advanced Manufacturing and Processing (to be submitted).
