focused on process simulation Seite 1 von 13 CHEMCAD hilft Produktwechselzeiten zu verkürzen Einleitung Verschiedene Produkte mit nur einer Produktionsanlage herzustellen ist nicht erst seit dem wachsenden Fokus auf Rohstoffwandel und Energiewende für Anlagenbetreiber attraktiv. Die flexible Produktion ist ein wichtiger Bestandteil zur Umsetzung. Während sich an den Anlagenlebenszyklen von 20 bis 40 Jahren nichts geändert hat, verkürzen sich die Produktlebenszyklen. Zudem ändern sich Art, Qualität, Preis und Verfügbarkeit der zur Produktion benötigten Ressourcen in der globalisierten Welt immer schneller. Es ist also von wirtschaftlichem Vorteil wenn die Produktion flexibel auf solche Änderungen reagieren kann, gegebenenfalls auch mit veränderten oder mit neuen Produkten. Die rigorose computergestützte Simulation der Produktionsprozesse hilft, verschiedene Rohstoff- Produkt-Szenarien in kurzer Zeit zu analysieren und zu bewerten. Hierbei werden thermodynamische und apparative Beschränkungen konsequent berücksichtigt. Ohne die Simulation wären zahlreiche kosten- und zeitaufwändige Versuche an den Produktionsanlagen notwendig um die neuen Szenarien zu verifizieren. Während dieser Versuche können die Anlagen in der Regel nicht zur Produktion genutzt werden. Sind die verschiedenen, im Idealfall optimierten, einzelnen Betriebsparameter einer Produktionsanlage für die einzelnen Szenarien bekannt, so kommt es nur noch während der Umstellung von einer Produkt-Rohstoff-Kombination zu einer anderen zu Produktionsausfällen. Die Minimierung der durch die Produktwechselzeit bedingten Produktionsausfälle mit Hilfe des Prozesssimulators CHEMCAD ist Gegenstand dieses Beitrages. Anhand eines konkreten Beispiels aus der Oleochemie wird gezeigt, wie mit CHEMCAD optimale stationäre Betriebspunkte ermittelt, fehlende Anlagenparameter geschätzt und Trajektorien der abhängigen Zustandsgrößen, wie z.B. der Produktkonzentration, berechnet, analysiert und optimiert werden können. Fallbeispiel Oleochemie Die oleochemische Industrie hat es als Verwerter von Naturprodukten und Recyclestoffen traditionell mit schwankenden Zusammensetzungen in den Ausgangstoffen ihrer Prozesse zu tun. Um für nachgeschaltete Prozesse weitgehend gleichbleibende Feed-Bedingungen zu schaffen, kann eine Destillationsanlage vorgeschaltet werden, in der die starken Schwankungen in der Zusammensetzung der Rohstoff-Öle auf ein vorgegebenes Maß reduziert werden. Eine solche Destillationsanlage ist Gegenstand dieser Fallstudie. Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzung verschiedener Rohstoff-Öle. Man erkennt, dass selbst die reinen Rohstoff-Öle ein breites Spektrum an chemischen Zusammensetzungen bieten. Bei der Verwendung von Ölgemischen und der Verwertung von recycelten Ölen kommt es zu weiteren Kombinationsmöglichkeiten.
13
Embed
CHEMCAD hilft Produktwechselzeiten zu verkürzen€¦ · focused on process simulation Seite 1 von 13 CHEMCAD hilft Produktwechselzeiten zu verkürzen Einleitung Verschiedene Produkte
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
focused on process simulation Seite 1 von 13
CHEMCAD hilft Produktwechselzeiten zu verkürzen
Einleitung
Verschiedene Produkte mit nur einer Produktionsanlage herzustellen ist nicht erst seit dem
wachsenden Fokus auf Rohstoffwandel und Energiewende für Anlagenbetreiber attraktiv. Die flexible
Produktion ist ein wichtiger Bestandteil zur Umsetzung. Während sich an den Anlagenlebenszyklen
von 20 bis 40 Jahren nichts geändert hat, verkürzen sich die Produktlebenszyklen. Zudem ändern sich
Art, Qualität, Preis und Verfügbarkeit der zur Produktion benötigten Ressourcen in der globalisierten
Welt immer schneller. Es ist also von wirtschaftlichem Vorteil wenn die Produktion flexibel auf solche
Änderungen reagieren kann, gegebenenfalls auch mit veränderten oder mit neuen Produkten.
Die rigorose computergestützte Simulation der Produktionsprozesse hilft, verschiedene Rohstoff-
Produkt-Szenarien in kurzer Zeit zu analysieren und zu bewerten. Hierbei werden thermodynamische
und apparative Beschränkungen konsequent berücksichtigt. Ohne die Simulation wären zahlreiche
kosten- und zeitaufwändige Versuche an den Produktionsanlagen notwendig um die neuen Szenarien
zu verifizieren. Während dieser Versuche können die Anlagen in der Regel nicht zur Produktion
genutzt werden.
Sind die verschiedenen, im Idealfall optimierten, einzelnen Betriebsparameter einer
Produktionsanlage für die einzelnen Szenarien bekannt, so kommt es nur noch während der
Umstellung von einer Produkt-Rohstoff-Kombination zu einer anderen zu Produktionsausfällen. Die
Minimierung der durch die Produktwechselzeit bedingten Produktionsausfälle mit Hilfe des
Prozesssimulators CHEMCAD ist Gegenstand dieses Beitrages.
Anhand eines konkreten Beispiels aus der Oleochemie wird gezeigt, wie mit CHEMCAD optimale
stationäre Betriebspunkte ermittelt, fehlende Anlagenparameter geschätzt und Trajektorien der
abhängigen Zustandsgrößen, wie z.B. der Produktkonzentration, berechnet, analysiert und optimiert
werden können.
Fallbeispiel Oleochemie
Die oleochemische Industrie hat es als Verwerter von Naturprodukten und Recyclestoffen traditionell
mit schwankenden Zusammensetzungen in den Ausgangstoffen ihrer Prozesse zu tun. Um für
nachgeschaltete Prozesse weitgehend gleichbleibende Feed-Bedingungen zu schaffen, kann eine
Destillationsanlage vorgeschaltet werden, in der die starken Schwankungen in der Zusammensetzung
der Rohstoff-Öle auf ein vorgegebenes Maß reduziert werden.
Eine solche Destillationsanlage ist Gegenstand dieser Fallstudie. Tabelle 1 zeigt die
Zusammensetzung verschiedener Rohstoff-Öle. Man erkennt, dass selbst die reinen Rohstoff-Öle ein
breites Spektrum an chemischen Zusammensetzungen bieten. Bei der Verwendung von Ölgemischen
und der Verwertung von recycelten Ölen kommt es zu weiteren Kombinationsmöglichkeiten.
focused on process simulation Seite 2 von 13
Tabelle 1: Zusammensetzung verschiedener Öle aus nachwachsenden Rohstoffen
herangezogen. Basierend auf diesen neuen Umschaltkriterien werden optimale Fahrschemata für die
Anlagenfahrer erstellt.
Für die beschriebene Umsetzung bietet die Infraserv GmbH & Co. Knapsack KG in Zusammenarbeit
mit Chemstations entsprechende Dienstleistungen an. So wurden beispielsweise für einen Kunden
aus der Oleochemie die Produktwechselzeiten für 12 Rohstoff-Produkt-Szenarien minimiert und über
die zusätzlich gewonnene Produktionszeit noch der Rohstoff- und Energieeinsatz reduziert.
Fazit
CHEMCAD bringt in einem Paket alle benötigten Werkzeuge für die stationäre und für die dynamische
Simulation und Optimierung von Prozessen mit. Durch die vollständige Integration der Tools zur
Prozessoptimierung (Process Optimizer), zur Apparatedimensionierung (Sizing Tool) und zur
dynamischen Simulation (CC-DYNAMICS) können schnell und einfach Szenarien durchgerechnet und
Verbesserungsvorschläge erarbeitet werden. Anlagenbesitzer und Betreiber können in allen Phasen
Unterstützung und Beratung bei Infraserv GmbH & Co. Knapsack KG einholen, die bereits zahlreichen
Kunden geholfen haben die Betriebskosten in der Produktion deutlich zu reduzieren.
Interessieren Sie sich für weitere Veröffentlichungen, Tutorials, Seminare oder andere Lösungen mit CHEMCAD? Dann nehmen Sie mit uns Kontakt auf: Mail: [email protected] Tel. : +49 (0)30 20 200 600 www.chemstations.eu Autoren: