Publications Repository - Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Zur Unterstützung des Bedienungspersonals bei der Prozessführung komplexer heterogener Hydrierprozesse in Batch-Reaktoren (Rührkesselreaktoren) wurde ein Online-Monitoring-System (MoSys) entwickelt. Die Industrieerprobung erfolgte im Rahmen eines entwickelten Batch-Informations-Management-Systems (BIMS), das in einem separaten Industrie-PC implementiert und über den Terminalbus in die vorhandene Automatisierungstechnik einer Mehrzweckanlage der Degussa AG eingebunden wurde. Neben den Online-Konzentrationsprofilen für das Edukt, das Endprodukt und ein summarisches Zwischenprodukt lieferte MoSys Informationen zur Umsatzgeschwindigkeit und zur verbleibenden Restdauer bis zum Ende der Hauptreaktion, ohne dass eine chemische Online-Prozessanalytik zwingend notwendig ist. Die Betriebserfahrungen von zwei Produktionskampagnen zeigten, dass das BIMS/MoSys stabil und zuverlässig arbeitete und die Konzentrationsprofile gut mit den erwarteten Konzentrationsverläufen übereinstimmten.
Ferner bietet BIMS/MoSys dem Prozessexperten die Möglichkeit, betrieblichen Nutzen zu ziehen, z. B. durch

• Einsparung einer chemischen Online-Prozessanalytik,
• Erweiterung und Archivierung des bestehenden Prozesswissens,
• bessere Reproduzierbarkeit der Produktqualität bei komplexen Batch-Prozessen,
• verbesserte Prozessführung durch die genauere Ermittlung anlagen- und prozessspezifischer Kenngrößen (H2-Verbrauch, Energieverbrauch, Produktausbeute, unerwünschte Zwischen- oder Nebenprodukte),
• Fehler- und Ursachenanalyse anhand der archivierten Batches,
• Rückverfolgbarkeit von Batches bei Problemen (z. B. Qualitätsbeanstandungen),
• Aufbau eines automatisierten Batch-Reports.

Darüber hinaus können unerwünschte Betriebszustände mit erhöhter Zwischenproduktakkumulation und verringerter Raum-Zeit-Ausbeute frühzeitig erkannt und dadurch rechtzeitig Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, um größere Verluste zu vermeiden. Das auf adaptiven Stoff- und Wärmebilanzen basierende Online-Monitoring-System ist bei allen ausreichend exothermen Semibatch-Prozessen einsetzbar, wenn geeignete Informationen in den Stoff- und Wärmebilanzen enthalten sind.