Maksimerer etylen-profitten

  • Fagartikler

Noretyl har brukt avanserte reguleringsstrukturer og høyautomatisert drift i lang tid.

Likevel innså driftledelsen at det var mulig å forbedre driften ved å innføre siste generasjons sanntids optimalisering. Målet var å øke produksjonen av etylen med minimum 2,5 prosent.

Vanskelig prosess

Etylenprosessen består av enhetsoperasjoner med vidt forskjellig dynamikk.

Crackere og kompressorer er den ene ytterligheten, der en endring stabiliseres svært hurtig. Den andre ytterligheten er enkelte av destillasjonstårnene som har ekstremt trege responser.

Løsningen ble å utvikle modeller med tidskonstanter i området fra under ett minutt til over ett døgn. Styringsmodellen stabiliserer og optimaliserer prosessen økonomisk på en måte som ikke er mulig med tradisjonell regulering.

Hierarkisk struktur

Prosjektet ble sluttført i 2002, og er i dag blant verdens største modellbaserte multivariable reguleringssystemer i kontinuerlig operasjon.

Systemet manipulerer ca. 110 pådrag i prosessen og kontrollerer ca. 400 måleverdier. Totalt benyttes ca. 1500 dynamiske modeller (transferfunksjoner) for å beskrive prosessammenhengene.

Løsningen er bygget opp lagvis. Bunnivået er et sett med basis kontrollstrukturer som kan regulere prosessen sikkert etter lokale settpunkt. På nivået over er det 17 multivariable prediktive kontrollere (MPC), vanligvis en for hver hovedutstyrsenhet, som en cracker eller en gruppe destillasjonstårn. På dette nivået styres temperatur og omsetningsgrad i crackerovnene og produktspesifikasjoner i destillasjonstårnene.

På øverste nivå ligger anleggets totale optimalisering. Her knyttes alle underliggende modeller sammen i en totalmodell. Denne kjenner hele anleggets dynamikk og begrensninger fra råstoffet går inn i prosessen til produktene er på tank.

Grunnlagsdata for optimaliseringen er prisene på råstoff, produkter og energi. Modellen manipulerer alle tilgjengelige pådrag for å gi maksimal løpende fortjeneste samtidig som sikker drift opprettholdes.

God driftssikkerhet

Installasjonen har gitt de forventede produksjonsgevinster og har gitt vesentlige stabilitetsforbedringer av prosessen. Operatørene har fått et informativt brukergrensesnitt der de nå enkelt kan overvåke alle prosessens nøkkelparametere og lett se hvor anleggets aktive begrensninger ligger.

Selv om datasystemet har direkte kontroll over prosessen, og normalt regulerer uten operatørinngrep, kan operatøren når som helst overta kontroll over deler av prosessen. Ved svikt i kritiske måleparametere eller andre systemproblemer som umuliggjør videre optimalisering eller MPC-kontroll, får operatøren kontroll automatisk. Erfaringen hittil viser en svært høy servicefaktor, og det er kun unntaksvis at anlegget opereres uten MPC og optimalisering aktivert.