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T27:boiler Waste Solvent Incineration P47:natural gas P48:incineration air P49:flue gas T31 T33 T36 T38 T39:660-B-97 T40:1900-B-95 T41:1900-B-97 T43:192-B-97 T44:1910-B-95 T45:1910-B-97 T46:1260-B-95 T47:1260-B-97 T48:1260-B-50 T49:280-B-97 T50:1420 P50 P51 P52 P53 P54 P55 P56 P57 P73:DRAIN P91 P92 T32 T51:1320 T53:external incineration T42:192-B-95 T34 T35 T37 T52:methanol recovery unit boiler external incineration methanol recovery unit drain Einsparungen beim Energieeinsatz Dampferzeuger ca. 40 % ! T27:boiler P47:natural gas P48:incineration air P49:flue gas T31 T33 T36 T38 T39:660-B-97 T40:1900-B-95 T41:1900-B-97 T43:192-B-97 T44:1910-B-95 T45:1910-B-97 T46:1260-B-95 T47:1260-B-97 T48:1260-B-50 T49:280-B-97 T50:1420 P50 P51 P52 P53 P54 P55 P56 P57 P73:DRAIN P91 P92 T32 T51:1320 T53:external incineration T42:192-B-95 T34 T35 T37 T52:methanol recovery unit boiler external incineration methanol recovery unit drain Einsparungen bei LM-Entsorgung ca. 80 % ! Nebeneffekt: 35 t/Jahr Produkt- verlust über das Lösemittel identifiziert und auf 12 t/Jahr reduziert! 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 ERFOLGREICHER EINSATZ VON UMBERTO IN DER CHEMISCHEN INDUSTRIE SUCCESS STORY | CIBA SPECIALTY CHEMICALS 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 Beginn T27:boiler P47:natural gas P48:incineration air P49:flue gas T31 T33 T36 T38 T39:660-B-97 T40:1900-B-95 T41:1900-B-97 T43:192-B-97 T44:1910-B-95 T45:1910-B-97 T46:1260-B-95 T47:1260-B-97 T48:1260-B-50 T49:280-B-97 T50:1420 P50 P51 P52 P53 P54 P55 P56 P57 P73:DRAIN P91 P92 T32 T51:1320 T53:external incineration T42:192-B-95 T34 T35 T37 T52:methanol recovery unit boiler external incineration methanol recovery unit drain Produktion Lager Entsorgung Externe Verbrennung Existierender Dampferzeuger

umberto - ifu.com · umberto wird in Kooperation mit ifeu (Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg) entwickelt. Fotos mit freundlicher Unterstützung der Ciba Specialty

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Waste Solvent Incineration

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EinsparungenbeimEnergieeinsatzDampferzeugerca. 40 % !

T27:boiler

Waste Solvent Incineration

P47:natural gas

P48:incineration air

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T39:660-B-97

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T51:1320 T53:external incinerationT42:192-B-95

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T37

T52:methanol recovery unit

boiler

externalincineration

methanolrecoveryunit

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

P48:incineration air P49:flue gas

T31

T33

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T38

T39:660-B-97

T40:1900-B-95

T41:1900-B-97

T43:192-B-97

T44:1910-B-95

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T46:1260-B-95

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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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le In

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