Betriebserfahrungen beim Batch-Monitoring mit adaptiven Stoff- und Wärmebilanzen


Betriebserfahrungen beim Batch-Monitoring mit adaptiven Stoff- und Wärmebilanzen

Hessel, G.; Heidrich, J.; Hilpert, R.; Roth, M.; Schmitt, W.; Seiler, T.; Weiß, F.-P.

In der Feinchemie- und Pharmaindustrie werden Chemikalien kleinerer Menge meistens durch diskontinuierlich geführte Batch-Prozesse hergestellt. Zur Unterstützung des Bedienungspersonals bei der schwierigen Prozessführung von Batch-Reaktoren (Rührkesselreaktoren) wurde ein Online-Monitoring-System (MoSys) entwickelt, das auf adaptiven Stoff- und Wärmebilanzen basiert. 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. Die Betriebserfahrungen von zwei Produktionskampagnen zeigten, dass das BIMS/MoSys stabil und zuverlässig arbeitete und die Konzentrationsprofile gut mit den erwarteten Konzentrationsverläufen übereinstimmten.

Mit BIMS/MoSys sind folgende praktische Nutzanwendungen möglich:

  • Einsparung einer chemischen Online-Prozessanalytik,
  • Erweiterung und Archivierung des bestehenden Prozesswissens,
  • Verbesserung der Produktqualität bei komplexen Batch-Prozessen,
  • Optimierung der Prozessführung durch die genauere Ermittlung von Anlagen- und Prozess- Kenngrößen,
  • 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 ( oder endothermen) Semibatch-Prozessen einsetzbar, wenn geeignete Informationen in den Stoff- und Wärmebilanzen enthalten sind.

  • Abstract in refereed journal
    Chemie Ingenieur Technik, (75), 8 (2003) 1141

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-5277
Publ.-Id: 5277