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CASO PRÁCTICO | ANÁLISIS INDUSTRIAL / QUÍMICA / FACTORYTALK ANALYTICS
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Reducción del tiempo de transición de polímeros y aumento de la producción.
Este fabricante de productos químicos, que opera en muchos países, es una de las empresas de energía integrada más grandes del mundo. La unidad de negocio de polietileno es un productor líder con una gama completa de productos de polietileno de baja densidad (LDPE) y polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) en los sectores de empaquetado, agricultura, bienes de consumo y construcción.
A diferencia de los fabricantes de petroquímicos tradicionales a gran escala que se enfocan en un solo producto, los fabricantes de polímeros elaboran muchos productos en una amplia variedad de condiciones. Operar un reactor de polimerización para que cumpla con diferentes especificaciones es un problema de control complejo no lineal. Como resultado, las operaciones se deben enfocar no solo en mantener la calidad de cada producto durante las condiciones “del mismo grado”, sino también en cambiar de un grado al siguiente de la manera más eficiente en cuanto al costo y el tiempo. Para maximizar la producción y las ganancias en todo el ciclo de vida de la producción, los fabricantes deben controlar de forma continua las diferentes variables que influyen en la calidad del producto y la tasa de producción.
La unidad europea del cliente genera una amplia variedad de grados del producto y produce cientos de miles de kilotoneladas de polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) por año y utiliza su proceso patentado para producir este polímero. El cliente requería cumplir específicamente con sus objetivos de producción, incluyendo el aumento en la producción de LLDPE y la reducción de los materiales que no cumplen con las especificaciones durante los tiempos de transición entre los grados.
La empresa conoció la solución de control avanzado de procesos (APC) de Rockwell Automation durante una reunión de intercambio técnico y le impresionó la experiencia comprobada de Rockwell en el sector de los polímeros. Concluyendo que la solución de Rockwell Automation podían ayudarla a lograr sus objetivos de producción y calidad, la empresa implementó el MPC de FactoryTalk Analytics de Rockwell Automation.
FactoryTalk Analytics combina la optimización de un estado estable con un modelo de control predictivo para reducir la variabilidad de los productos y en los tiempos de transición, mejorando la estabilidad en los reactores y maximizando la conversión de la materia prima.
El cliente necesitaba un software que se encargara del control de la composición en la fase gaseosa en el reactor, así como el manejo y control instantáneos de la calidad del producto en el reactor y durante las transacciones entre los grados. FactoryTalk Analytics crea modelos predictivos en línea que usando los análisis de laboratorio e instrumentos de medición en campo proporcionan estimaciones en tiempo real de las condiciones del proceso y los productos. Estos instrumentos virtuales proporcionan información predictiva y de retroalimentación de los procesos, que es necesaria para mantener la producción en condicionas optimas y evitar disturbios durante el proceso, ya que identifica los problemas, hace los ajustes requeridos con rapidez sin la necesidad de realizar análisis de laboratorio eliminando los tiempo y costos adicionales. Los requisitos específicos del cliente consistían en monitorear en tiempo real las principales variables de calidad, como es el índice de flujo de fusión (MFI) y la densidad en el reactor.
La primera solución que Rockwell Automation instaló, implementó, probó y comisionó en las instalaciones del cliente fue en 8 meses. Rockwell Automation brindó la mayor parte de la ingeniería con base a su experiencia, suportado por el personal del cliente, quien fue capacitado durante la ejecución del proyecto.
Los beneficios de la solución de Rockwell Automation, incluidas las mejoras significativas en los niveles de producción, la disminución de las perturbaciones, la reducción de la variabilidad en el reactor y la reducción en los tiempos de transición, se hicieron evidentes rápidamente para el cliente. Además, el cliente redujo la variabilidad de las propiedades de los productos en un 50% debido a la implementación del software de Rockwell Automation. “Gracias a esto, pudimos operar con mayor proximidad a nuestras restricciones del hardware, lo que dio como resultado un mayor rendimiento”, dijo un representante del cliente. El software también redujo los tiempos de transición en un 50% (según el nivel de LLDPE que se produjo), y aumentó la producción en un 7% y la eficacia en el uso de monómeros y catalizadores.
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Según el representante del cliente, el proyecto fue un éxito y brindó beneficios adicionales, lo que mejoró la rentabilidad de la planta al aumentar el rango de opciones.
“Obtuvimos mejoras no relacionadas con el APC debido a que encontramos una nueva forma de entender las restricciones de los sistemas. A mi parecer, una de las mejoras más notables es la capacidad de ejecutar transiciones a nuevos grados que no eran posibles con el uso del esquema de control anterior. Esto nos brinda una mayor flexibilidad a la hora de reaccionar ante las necesidades de nuestros clientes.”
- Representante del cliente
En función del éxito del proyecto, Rockwell Automation y el cliente formaron una alianza estratégica para implementar soluciones de control avanzado de procesos de Rockwell Automation en las instalaciones de fabricación de polietileno del cliente, sus organizaciones conjuntas y sus licencias en todo el mundo. Durante los primeros dos años de la alianza, el cliente y sus organizaciones afiliadas implementaron con éxito catorce proyectos con Rockwell Automation.
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