Modellbasiertes Online-Zustandserkennungssystem für exotherme chemische Prozesse


Modellbasiertes Online-Zustandserkennungssystem für exotherme chemische Prozesse

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

Bei stark exothermen Batch- und Semibatch-Prozessen ist die Identifikation des aktuellen Prozesszustandes und die frühzeitige Erkennung von unerwünschten Betriebszuständen sowohl unter dem Aspekt der Anlagen- und Umweltsicherheit als auch aus Gründen der Sicherung einer gleichbleibend hohen Ausbeute und Produktqualität von besonderer Bedeutung. Zur Unterstützung des Bedienungspersonals hinsichtlich einer optimalen Anlagenfahrweise wurde ein auf adaptiven Energie- und Stoffbilanzen basierendes Online-Monitoring-System (MoSys) konzipiert. Die Systementwicklung erfolgte anwendungsorientiert für heterogen katalysierte Hydrierprozesse von Nitroaromaten in Rührkesselreaktoren. Für den Einsatz des Systems im Industriemaßstab wurde MoSys in ein komplexes Batch-Informations-Management-System (BIMS) eingebunden. Somit ist die Anzeige der MoSys-Ergebnisse, wie Umsatz- und Konzentrationsverläufe, simultan zu den primären Prozesssignalen und den chargenorientierten Informationen an den verschiedenen Operatorstationen in der Chemieanlage möglich. Der Test des Zustandserkennungssystems erfolgte an einer Mehrzweckanlage der DEGUSSA AG im Werk Radebeul.
Gezeigt werden der prinzipielle Aufbau des Monitoring-Systems (Berechnungsalgorithmus), die Einbindung und Funktion von MoSys innerhalb des Batch-Informations-Management-Systems sowie die Visualisierung der MoSys-Ergebnisse an den Operatorstationen am Beispiel von einzelnen Screenshots. Die Validierung des Systems an der Industrieanlage ist am Beispiel von Konzentrations- und Umsatzverläufen sowie der Zustandsklassifikation für die Zwischenproduktakkumulation dargestellt. Eine Zusammenfassung, in der die Bedeutung des Einsatzes von BIMS/MoSys für die industrielle Praxis aufgezeigt wird, beschließt den Artikel.

  • Technische Überwachung Bd. 44, Nr. 5 (2003) 43-47

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