Polyethylenhersteller erhöht Produktion

Herausforderung: Maximierung von Produktion und Gewinn über den gesamten Fertigungslebenszyklus hinweg

Der Chemiekonzern ist in vielen Ländern tätig und eines der größten integrierten Energieunternehmen der Welt. Die Polyethylen-Geschäftseinheit ist ein führender Hersteller von Polyethylen mit einem vollständigen Sortiment an Produkten aus Niederdichte-Polyethylen (LDPE) und Linear-Niederdichte-Polyethylen (LLDPE) für die Verpackung, Landwirtschaft, Konsumgüter und Bauindustrie.

Im Gegensatz zu herkömmlichen, groß angelegten Herstellern in der petrochemischen Industrie, die sich auf ein einzelnes Produkt konzentrieren, produzieren Polymerhersteller viele Produkte unter einer Vielzahl von Bedingungen. Der Betrieb eines Polymerreaktors, um diese unterschiedlichen Spezifikationen zu erfüllen, ist ein komplexes, nichtlineares Steuerungsproblem. Daher müssen sich die Betriebe nicht nur darauf konzentrieren, die Produktqualität jedes Produkts während der „at-grade“-Bedingungen aufrechtzuerhalten, sondern auch darauf, den Übergang von einer Sorte zur nächsten so zeit- und kosteneffizient wie möglich zu gestalten. Um die Produktion und den Gewinn über den gesamten Produktionslebenszyklus zu maximieren, müssen die Hersteller die vielen Variablen, die die Produktqualität und die Produktionsrate beeinflussen, kontinuierlich steuern.

Die europäische Einheit des Kunden stellt eine breite Palette von Produktqualitäten her und produziert jährlich Hunderttausende Kilotonnen lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) unter Verwendung ihres proprietären Verfahrens zur Herstellung der Chemikalie. Der Kunde benötigte eine Möglichkeit, bestimmte Produktionsziele zu erreichen, darunter die Steigerung der LLDPE-Produktion, die Verringerung von Material außerhalb der Spezifikation und die Verringerung der Übergangszeiten zwischen den Qualitäten.

Lösung: Hervorragende Ergebnisse mit FactoryTalk® Analytics™ PavilionX™

Das Unternehmen erfuhr während eines technischen Austauschtreffens von den Advanced Process Control (APC)-Lösungen von Rockwell Automation und war von der nachgewiesenen Expertise des Unternehmens in der Polymerindustrie beeindruckt. Da das Unternehmen davon überzeugt war, dass die Lösungen von Rockwell Automation bei der Erreichung seiner Produktqualität- und Produktionsziele helfen könnten, implementierte es die Rockwell Automation FactoryTalk® Analytics™ PavilionX™-Lösung. FactoryTalk® Analytics™ PavilionX™

kombiniert stationäre Optimierung mit modellprädiktiver geschlossener Regelung, um die Produktvariabilität und Übergangszeiten zu reduzieren, die Reaktorstabilität zu verbessern und die Effizienz der Rohstoffe zu maximieren.  

Zu den spezifischen Anforderungen des Kunden an die Software gehörten die Steuerung der Gasphasen-Zusammensetzung im Reaktor sowie die Verwaltung und Steuerung der sofortigen Reaktor-Produktqualität und der Übergänge zwischen den Qualitäten. FactoryTalk® Analytics™ PavilionX™ erstellt Online-Vorhersagemodelle, die Hardware-Instrumente und Laboranalysen ergänzen, um Echtzeitschätzungen der Prozess- und Produktbedingungen bereitzustellen. Diese virtuellen Instrumente liefern die Rückmeldungen und prognostischen Prozessinformationen, die erforderlich sind, um die Produktion auf Kurs zu halten und Prozessstörungen zu verhindern, indem sie Probleme schnell erkennen und Lösungen bereitstellen – ohne den Zeit- und Kostenaufwand zusätzlicher Laboranalysen. Die spezifischen Anforderungen des Kunden waren die Überwachung der wichtigsten Qualitätsvariablen wie Schmelzflussindex (MFI) und Dichte anhand tatsächlicher Reaktordaten. Ergebnisse: Reale Vorteile, reale Einsparungen – innerhalb von Monaten

Die erste Rockwell Automation Lösung wurde innerhalb von 8 Monaten am Kundenstandort installiert, implementiert, getestet und in Betrieb genommen. Rockwell Automation stellte den Großteil des Engineering-Know-hows mit Unterstützung des Kundenpersonals bereit, das während der Projektausführung geschult wurde.

Die Vorteile von FactoryTalk® Analytics™ PavilionX™ – einschließlich erheblicher Verbesserungen der Produktionsniveaus, verringerter Störungen, verringerter Reaktorabweichungen und Einsparungen bei den Übergangszeiten – waren für den Kunden schnell erkennbar. Der Kunde verringerte auch die Variabilität der Produkteigenschaften um 50 Prozent durch die Implementierung der Rockwell Automation Software. „Dadurch konnten wir näher an unseren Hardwaregrenzen arbeiten, was zu einem höheren Durchsatz führte“, sagte ein Kundenvertreter. Die Software verringerte auch die Übergangszeiten um bis zu 50 Prozent (abhängig von der produzierten LLDPE-Qualität), erhöhte die Produktion um sieben Prozent und steigerte die Effizienz bei der Verwendung von Monomeren und Katalysatoren.