Как работает пилотная установка для масштабирования производства и сколько она будет стоить?

Front-end engineering design (FEED, FEE) — обширное и сложное понятие, которому в русском языке лучше всего соответствуют словосочетания «предпроектные изыскания», «предварительное проектирование», «эскизное проектирование».

Эксплуатация новой проектной установки всегда сопряжена с рисками, о которых заказчики могут даже не подозревать. Самые распространенные проблемы в реализации любых крупных технологических проектов, по мнению экспертов аналитической компании McKinsey, — перенос сроков или превышение бюджета.

Ключевая ошибка в общем случае заключается в отсутствии детализированных планов внедрения проекта и в несовершенных методах проектирования. Это приводит к недооценке сложности проекта, дорогостоящим или нереализуемым техническим и технологическим решениям, невозможности правильно определить, распознать и снизить риски.

Предпроектная подготовка (ПП, FEE) значительно снижает эти риски на ранних стадиях любого крупного технологического проекта.

Обычной является ситуация, когда заказчик не имеет четкого представления о сроках реализации проекта или стоимости оборудования. На стадии предпроектной подготовки он сможет найти все ответы на самые актуальные вопросы, что требуется для успешного завершения проекта.

Правильно реализованные мероприятия FEED позволяют и заказчику, и исполнителям с гораздо более высокой долей вероятности держаться оптимального пути. Временной график выполнения проекта (план-график работ по проекту, ПГРП), разрабатываемый на стадии предварительного проектирования, точно показывает, сколько времени займет проект, каковы его основные этапы. Front End Engineering также помогает подрядчику (проектной или строительной фирме) получить четкое знание о проекте до того, как будут инвестированы основные ресурсы.

Планирование стоимости, сроков и ожиданий обеих сторон устраняет проблемы со скоростью работы в будущем. Предпроектная подготовка — это первый важный шаг в процессе проектирования и создания любого проекта в области химических технологий и ключ к снижению рисков. Результирующий генеральный план работ отображает критерии успеха для каждого этапа и гарантирует, что все неизвестные составляющие проекта были изучены и учтены.

ИХТЦ — компания-интегратор, и мы умеем брать на себя ответственность за проект, начиная с этапа предварительного проектирования и заканчивая запуском и вводом в эксплуатацию пилотной установки, а также разработкой исходных данных на проектирование производства. Другими словами, берем на себя ответственность «под ключ», что позволяет нам обеспечить успех проекта благодаря координации каждого элемента технологической системы, включая закупку оборудования, изготовление реакторных модулей, отработку режимов и т.д.

При масштабировании нового процесса на карту поставлено многое. Даже если вы разработали процесс лабораторно, есть все данные о реакции и теоретические модели, описывающие каждый аспект процесса, перенос его из лабораторного масштаба непосредственно на коммерческие рельсы подвергает вас и ваших инвесторов риску.

Почти гарантировано придется вносить корректировки по сырью и режимам работы, настраивать технологическое оборудование на месте, контролировать еще кучу тонкостей. Все это необходимые мероприятия для безопасного и эффективного вывода технологии или продукта на рынок.

Мы много и подробно писали на тему пилотирования и масштабирования. Попробуем взглянуть на проблему под несколько другим углом и поговорим о той роли, которую играет в данных процессах пилотная установка. Она дает дополнительные преимущества даже после того, как ваш процесс или технология доказали свою эффективность.

Выделим четыре главных преимущества пилотной установки.

Пилотные установки обладают большим числом контрольно-измерительных приборов и точек отбора проб, которые помогут собрать точные данные в течение всего процесса. Эти данные можно использовать для уточнения и точного прогнозирования следующей информации для будущей производственной системы:

Ученые традиционно испытывают легкий шок от этикеток на бочках с описанием «чистоты» индустриальных продуктов, предназначенных для коммерческого использования. Для технологии, выходящей из стен лаборатории в жестокий промышленный мир, внезапно оказывается, что сырье высокой чистоты недоступно при массовой закупке.

При пилотировании, скорее всего, придется внести коррективы в требования к качеству используемого сырья и материалов, что может существенно повлиять на ваш процесс. Кроме того, оборудование коммерческого класса ведет себя по-разному и в большинстве случаев требует других материалов конструкции, чем оборудование в лаборатории.

Полное тестирование того, как эти изменения повлияют на пилотируемый процесс, имеет решающее значение для успеха проекта по масштабированию процесса. Тестируя эти изменения в экспериментальном масштабе, можно избежать дорогостоящих просчетов на уровне производства, сохраняя при этом разумный уровень производительности и разумный уровень масштабного перехода.

Спешите вывести свой продукт на рынок? Вы можете быть удивлены, узнав, что пилотная установка может предоставить вам достаточное количество продукта для тестирования и даже продаж. Вы можете использовать продукт, производимый на пилотной установке, чтобы определить жизнеспособность процесса и рентабельность инвестиций для инвесторов, поделиться образцами с потребителями, чтобы создать клиентскую базу или начать продавать свой продукт напрямую.

Как в конечном итоге использовать продукцию с пилотной установки, зависит от вас (мы, например, заправляли отработанной соляркой автомобили). Главное помнить о том, что опытная установка дает вам гибкие возможности для быстрого и безопасного вывода вашего продукта на рынок.

Мы знаем случаи, когда некоторые пилотные установки «утилизируют» после начала работы коммерческого процесса. И не одобряем этого. Некоторые (куда более прозорливые) партнеры используют свои пилотные установки в течение длительного времени для производства малых партий продукции, отработки сходных процессов и тому подобного. Пилотная установка может быть легко переориентирована для тестирования изменений в существующей «формуле» процесса или разработки новых продуктовых линеек по мере роста основного бизнеса.

Если вы планируете проектирование опытной пилотной установки, у вас, вероятно, много вопросов. Большинство из них касаются того, как определить технические рамки работ и их стоимость. Это часто требует обращения к профессиональной компании (да, это мы) или другим ресурсам. Прежде чем вы начнете общение с профи, какой информацией вы уже должны обладать?

Инжиниринговая компания захочет узнать как можно больше о вашем проекте, чтобы дать вам максимально точную оценку требуемых ресурсов. Три основных типа информации, которые вы должны иметь: коммерческая информация, рабочие параметры процесса и дополнительные опции процесса, который вы рассматриваете как кандидата на масштабирование. Ниже приведены некоторые примеры для каждого из них:

сроки, бюджет, желаемая рентабельность инвестиций, требования к материалам для изготовления (если известны), размеры доступного пространства, сейсмическая зона, ветровые нагрузки, отраслевые стандарты и т.д.

цель процесса, основные параметры работы, рабочие диапазоны — нагрев, дистилляция, сепарация, охлаждение, рабочее давление, состав сырья и т.д.

желаемый уровень автоматизации, специальные контрольно-измерительные приборы, требования к электропитанию, наличие/доступность энергетических и материальных ресурсов (пар, вода, азот и т.д.).

Обращаясь к подрядчику по поводу строительства пилотной установки, необходимо максимально детализировать базовую технологию. Это включает в себя наличие следующих данных:

Как только вы поняли, что вся эта информация есть в наличии — пришло время связаться с компанией — экспертом по масштабированию процесса. Что нужно учитывать при выборе правильного подрядчика:

Ответ на этот вопрос зависит от комбинации факторов капитальных затрат и внутренних возможностей производителя пилотной установки, выбранного для реализации проекта.

«Сколько будет стоить моя пилотная установка?» — самый первый вопрос, на который все хотят получить ответ (и на который нам часто приходится отвечать). Опыт подсказывает, что, хотя некоторые компании готовы предоставить быстрые заготовки в этой сложной и тонкой области, стоит быть осторожными с быстрыми оценками без особых усилий. Они часто основаны на общих предположениях, не относящихся к конкретному проекту, и часто не являются точным способом составления бюджета для окончательного проекта.

Оптимальным является найти подрядчика, готового выполнить предварительные инженерные разработки (то самое предпроектное проектирование, FEED, о котором мы говорили выше), чтобы определить окончательную и точную стоимость. Работы в области FEED обычно является частью стоимости всего пилотного модуля, и это инженерные работы, которые должны быть выполнены в любом случае.

Если материал оказался для вас полезным - поддержите проект и поделитесь записью!