Para ejemplificar cómo es que las soluciones de Rockwell Automation funcionan y logran resultados tangibles, le presentamos un caso de éxito de un gran fabricante de productos químicos, que opera en muchos países, y que es una de las empresas de energía integrada más grandes del mundo. Ellos tenían el desafío de maximizar la producción y las ganancias en todo el ciclo de vida de la fabricación.
La unidad de negocio de polietileno correspondía a un productor líder con una gama completa de productos de polietileno de baja densidad (LDPE, por sus siglas en inglés) y polietileno de baja densidad lineal (LLDPE, por sus siglas en inglés) 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.
Las operaciones se deben enfocar no solo en mantener la calidad de cada producto durante 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 de este cliente genera una amplia variedad de grados del producto y produce cientos de miles de kilotoneladas (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.
Solución a la medida del desafío: El lazo de control cerrado de Rockwell Automation
Fue en este contexto que la empresa conoció la solución de control avanzado de procesos (APC, por sus siglas en inglés) de Rockwell Automation durante una reunión de intercambio técnico y le impresionó la experiencia comprobada de la compañía en el sector de polímeros. Tras concluir que la solución podía 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 los tiempos de transición. De este modo, mejora la estabilidad en los reactores, maximiza la conversión de la materia prima, y disminuye el consumo de energía.
Lo que el cliente necesitaba era 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. Precisamente, 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 condiciones óptimas y evitar disturbios durante el proceso. Al identificar problemas, hace ajustes requeridos con rapidez sin la necesidad de análisis de laboratorio eliminando tiempos 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.
Ahorros significativos en solo meses como resultado
La primera solución se instaló, implementó, probó y comisionó en las instalaciones del cliente en 8 meses. Rockwell Automation brindó la mayor parte de la ingeniería con base en su experiencia, en conjunto con el personal del cliente, quien fue capacitado durante la ejecución del proyecto.
Los beneficios de la solución de Rockwell Automation se hicieron evidentes rápidamente para el cliente. Aquí se incluyen mejoras significativas en los niveles de producción, disminución de perturbaciones, reducción de variabilidad en el reactor y reducción en los tiempos de transición. 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.
Beneficios clave:
- Se redujo la variabilidad de las propiedades de los polímeros en un 50%.
- Se acortaron los tiempos de transición entre un 25 y 50%.
- Se aumentó la producción en un 7%.
- Se mejoró la eficacia en el uso de monómeros y catalizadores.
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. “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”, dijo.
Cabe indicar que, 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.
