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T27:boiler
Waste Solvent Incineration
P47:natural gas
P48:incineration air
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T48:1260-B-50
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T52:methanol recovery unit
boiler
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EinsparungenbeimEnergieeinsatzDampferzeugerca. 40 % !
T27:boiler
Waste Solvent Incineration
P47:natural gas
P48:incineration air
P49:flue gas
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T33
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T40:1900-B-95
T41:1900-B-97
T43:192-B-97
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boiler
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drain
Einsparungen beiLM-Entsorgungca. 80 % !
Nebeneffekt:35 t/JahrProdukt-verlust überdas Lösemittelidentifiziert undauf 12 t/Jahrreduziert!
ifu hamburg umberto®
umberto®
know the flow.
DER KUNDE
Prozessoptimierung in der chemischen Industrie.
Weltweit gelten immer strengere Emissions-
grenzwerte für Produktionsstandorte. Gleich-
zeitig verzeichnet das Unternehmen intern hohe
Energie- und Rohstoffverbräuche. Damit sind
hohe Energie- und Entsorgungskosten verbun-
den. Die Aufgabe ist die Analyse, Bewertung
und Optimierung von Stoffströmen und Emissio-
nen in chemischen Produktionsprozessen unter
Einsatz von Umberto.
DIE AUFGABE
E R FO LG R E IC H E R E INSAT Z VON U M B E R TO IN DE R C H E M ISC H EN IN DUSTR IE
S U C C E S S S T O RY | C I BA S P E C I A LT Y C H E M I C A L S
Die Ciba Spezialitäten-
chemie (SWX: CIBN,
NYSE: CSB) ist ein füh-
rendes globales Unter-
nehmen, ausgerichtet
auf hochwertige Effekte
für die Produkte seiner
Kunden. Als bevorzugter
Partner bietet Ciba sei-
nen Kunden innovative
Produkte und Service-
leistungen aus einer
Hand. Das Unternehmen
schafft Effekte für eine
bessere Lebensqualität:
Leistung, Schutz, Farbe
und Langlebigkeit für
Textilien, Kunststoff,
Papier, Autos, Bauwerke,
Haushalts- und Körper-
pflegemittel und vieles
mehr. Mit dem Ziel der
Marktführerschaft ist
die Ciba Spezialitäten-
chemie weltweit in
über 120 Ländern tätig.
In 2005 investierte das
Unternehmen über 300
Millionen Schweizer
Franken in Forschung
und Entwicklung.
STRATEGIE UND UMSETZUNG
ECO Engineering – Eine Methode zur nachhal-
tigen Prozessoptimierung in der chemischen und
pharmazeutischen Industrie. Hierbei werden die
zu bewertenden Daten nach einem eindeutig
definierten Verfahren erfasst, analysiert und be-
wertet. Die Fragestellung: Wo sind Potenziale
für Systemoptimierungen und Einsparungen? Das
Optimierungsverfahren erfolgt in sechs Schritten:
1. Problemdefinition (Wo geschieht was, wieviel
wird warum umgesetzt?)
2. Fluss-Analyse (Systembeschreibung durch
Messungen, Situationsanalyse, Massen- und
Energiefluss-Analyse, Kostenanalyse)
3. Datenbewertung (Wo sind Potenziale für Ein-
sparungen und Systemoptimierungen?)
4. Szenario-Variation (Systemmodellierung
mittels Massen- und Energiebilanzen)
5. Entwicklung optimierter Prozessabläufe
6. Maßnahmen
Abfalllösemittel-
verbrennung
im Dampferzeuger...
... und dadurch
Energierückgewinnung
Lösemittelströme
zu BeginnT27:boiler
P47:natural gas
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T46:1260-B-95
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T50:1420
P50
P51
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P73:DRAIN
P91
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T32
T51:1320 T53:external incinerationT42:192-B-95
T34
T35
T37
T52:methanol recovery unit
boiler
externalincineration
methanolrecoveryunit
drain
Total approx.7700 to/y
LiquidWaste Solvent:
Methanol,Toluene,
Acetic Acid,Water,
Ammonia,HalogenatedCompounds
Produktion Lager Entsorgung
ExterneVerbrennung
ExistierenderDampferzeuger
Rückgewinnung von Lösemitteln
In einem der Ciba Standorte wurden Szenario-
Analysen für die Lösungsmittel-Emissionen
eines ausgewählten Reaktors durchgeführt.
Diese Berechnung sollte sicherstellen, dass ein
eingesetztes Abluftsystem nicht überlastet wird.
Modelliert wurde hierbei das Verhalten von Teil-
abscheidungen mit Kondensator-Temperaturen
von 5 °C und -10 °C. Bei niedrigeren Tempera-
turen erfolgte ein optimales Lösemittel-Recycling
und damit eine Abgasentlastung um mehr
als 60 %.
Energetische Nutzung von Abfalllösemitteln
In einem englischen Ciba Werk wurden aus acht
Produktionslinien Lösemittelabfälle lediglich
zum geringen Teil wiederverwertet und zum
Großteil bei einem externen Entsorgungsunter-
nehmen verbrannt. Mit Hilfe eines Umberto Mo-
dells wurde eine Alternative herausgearbeitet,
nach der die Lösemittelabfälle im werkseigenen
Dampferzeuger verbrannt werden können. So
kann die Abfallmenge reduziert werden, die
Umwelt wird entlastet und Entsorgungskosten
werden eingespart. Die gewonnene Energie
wird nun dem Dampferzeuger zugeführt und
senkt damit die Kosten beim Energieeinsatz
um ca. 40 %.
ANWENDUNGSBE ISP IELE
WICHTIGE UMBERTO-
FUNKTIONEN IN
DIESEM KONTEXT
Komfortable grafische
Modellierung der
Prozesssysteme
Visualisierung der
Mengenströme
(Sankey-Diagramme)
Szenario-Analysen
Detaillierte
Kostenrechnung
umberto.de
Vielfältige Kostensenkung durch optimierte
Prozessabläufe. Beispielsweise konnte eine Ein-
sparung der Kosten für die Abgasbehandlung
innerhalb eines Unternehmens um 75 % initi-
iert werden. Über einen Fünf-Jahres-Zeitraum
entspricht das einer Einsparung von insgesamt
1.500.000 CHF.
MESSBARES ERGEBNIS
umbe
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c.
Mit Fokus auf eine verbesserte Materialeffizienz
werden die definierten Maßnahmen einer per-
manenten Zielerreichungskontrolle unterzogen.
Die gewonnenen Daten fließen umgehend in
die Aktualisierung des Modells ein.
Umberto ist hierbei das zentrale Element für
die Schritte 2 bis 4 (Fluss-Analyse bis Szenario
Variationen). Ciba setzt Umberto ein, um für ver-
schiedene Szenarien komfortabel die Massenbi-
lanzen zu berechnen und zu modellieren.
Anhand dieser Modelle wird die Wirtschaftlich-
keit der betrachteten Prozesse überprüft; opti-
mierbare Stellen werden herausgearbeitet. Auf
Basis der ermittelten Werte und den hieraus
gewonnenen Erfahrungen bei der Umsetzung
technischer und organisatorischer Maßnahmen
werden Prozesse und Produktionsabläufe ge-
ändert. Die neuen Daten fließen fortlaufend in
das ECO Engineering ein, werden dort verifiziert
und – wo möglich – weiter optimiert.
Diese Vorgehensweise führt zu Einsparungen in
den Bereichen:
Produktion
Utilities
Abfall-, Abluft- und Abwasserbehandlungs-
und -entsorgungskosten
Rohmaterialkosten (verschwendete Materia-
lien müssen zunächst erworben werden)
Abwicklung, Verwaltung, Lagerung
Umweltbelastungen
Z ITAT
„Umberto hat uns dabei
unterstützt, das Instru-
ment der Material- und
Energieflussanalyse in
unserer Beratungstä-
tigkeit zu etablieren.
Heute legen unsere
internen und externen
Kunden großen Wert
auf die aussagekräftige
Visualisierung der er-
arbeiteten technischen
Lösungen, die wir ihnen
mit Umberto liefern
können.“
Dr. Nikolaus Thissen,
Ciba Specialty Chemicals
Schweizerhalle Inc.
ifu hamburg . Max-Brauer-Allee 50 . 22765 Hamburg . Germany . fon +49 40 - 480 009-0 . fax +49 40 - 480 009-22 . [email protected] . www.ifu.com