project

Maximale grip op de processen met nieuw Yokogawa DCS

Publicatie

10 feb 2020

Categorie

Petrochem

Soort

project

Tags

procesautomatisering

(branded content)

Een goed werkend distributed control system (DCS), waarmee een proces kan worden gevolgd, gestuurd en gecontroleerd, is voor een chemische fabriek een absolute must om optimaal te kunnen draaien. Emerald Kalama in Botlek Rotterdam is in drie jaar tijd overgestapt van een verouderd DCS-systeem naar een Yokogawa CENTUM VP DCS. De migratie is opgedeeld in 39 deelprojecten en het grootste deel is uitgevoerd in een draaiende plant.

Maarten Post werkt al bijna twaalf jaar bij Emerald Kalama, inclusief de tijd bij de voorganger DSM Special Products. ‘Ik ben begonnen als operator en werk nu als proces control engineer. Ik ken de fabriek als mijn broekzak.’ In 2015 werd hij door Tes Wells, die vijf jaar geleden speciaal voor de migratie is binnengekomen bij Emerald Kalama, uitgenodigd om input te leveren aan de migratie van het besturingssysteem. ‘Dat was ook nodig want het vorige systeem kon niet worden uitgebreid en het werd niet meer ondersteund door de toenmalige leverancier. Het was een obsoleet DCS-systeem met een zeer verouderde interface. Hoogste tijd voor een nieuw systeem, maar dat is natuurlijk niet van de ene op de andere dag geregeld.’

Intensief DCS selectietraject

Tes Wells, teamleider Process Control afdeling vertelt: ‘Er lagen drie aanbiedingen voor de inrichting van een nieuw DCS. Omdat je een dergelijk systeem kiest met het doel om hier decennialang mee te werken en natuurlijk om je processen te verbeteren, hebben we de drie aanbieders persoonlijk bezocht.’ Yokogawa viel positief op vanwege de prijs/kwaliteit-verhouding, hun oprechtheid, klantvriendelijkheid en professionaliteit. ‘Tijdens de presentatie werd duidelijk dat onze case zeer serieus werd genomen. Ze waren voorbereid op onze vragen en wisten wat voor ons belangrijk was. Op het gebied van instrumentatie wist Yokogawa goed wat er speelde.’

Tijdens de uitvoering bleek al snel dat de keus voor Yokogawa de juiste was. Wells: ‘De migratie is in goede samenwerking uitgevoerd. De technische ondersteuning was zeer goed. De korte lijnen waren prettig.’ Een voor Emerald Kalama leuke en praktische bijkomstigheid was de beslissing van Davy Oosterbaan om te reageren op een vacature van Emerald. Oosterbaan: ‘Na mijn opleiding chemical engineering heb ik via Yokogawa voor dit project mede de engineering verzorgd. Tijdens de testfase heb ik drie maanden bij Emerald gewerkt als engineer.’ Ongeveer anderhalf jaar geleden trad Oosterbaan bij Emerald in dienst. ‘Ik werk heel fijn samen met Maarten en Tes en we vullen elkaar goed aan. Het DCS heeft geen geheimen voor ons.’

Over Emerald Kalama

De vestiging van Emerald Kalama in Botlek Rotterdam is een van de vier productielocaties wereldwijd van Emerald Kalama Chemical, een Amerikaanse producent van speciale chemicaliën. De vestiging is de grootste producent in Europa van onder andere benzoëzuur, dat als conserveringsmiddel in bijvoorbeeld light frisdranken, shampoo en kit wordt gebruikt. Daarnaast worden onder andere aromatische (benz)aldehyde, natriumbenzoaat en benzylalcohol geproduceerd. Post: ‘De productie is zeer klantgestuurd en dat betekent dat de kwaliteit en de samenstelling te allen tijde moet zijn gewaarborgd. Er worden verschillende technieken gebruikt – zoals oxidatie en destillatie – om tot onze eindproducten te komen, die worden gebruikt voor een zeer brede verscheidenheid: van tandpasta tot pannenkoekmeel en van hoestdrank tot speciaal varkensvoer om de ammoniakuitstoot te reduceren. De samenstelling is dus continu anders. Dit betekent een andere geur, smaak, textuur en ook de verschijningsvorm kan anders zijn.’ Deze verscheidenheid brengt met zich mee dat er doorlopend procesoptimalisaties moeten worden doorgevoerd. ‘We hebben nog nooit zoveel changes in het DCS-systeem doorgevoerd, waardoor we efficiënter zijn gaan produceren en tevens kosten hebben bespaard.’

Gebruiksvriendelijke en intuïtieve bediening

Vanwege de complexiteit en de voorwaarde om de productie zo min mogelijk te storen, was de migratie bepaald geen sinecure. Oosterbaan: ‘Gelukkig wisten we dat we er een gebruiksvriendelijk en intuïtief systeem met dito interface voor terugkregen.’ Daarnaast werd – geheel vanzelfsprekend – ook het waarborgen van de veiligheid meegenomen in het plan van aanpak.

De migratie is uiteindelijk in een tijdsbestek van drie jaar uitgevoerd in 39 deelprojecten waarbij de proces units afzonderlijk werden omgezet. Aan elk deelproject ging een zogenoemde factory acceptance test vooraf, afgestemd op de door de klant gestelde functional design specifications. Deze vonden plaats op het kantoor van Yokogawa, in aanwezigheid van het testteam van Emerald Kalama. Wells: ‘In alle deelprojecten zaten maar liefst 4.100 IO-punten. Bij 27 projecten was de uitdaging extra groot omdat dit live migraties waren. De fabriek bleef draaien en een klep moest nog gewoon open en dicht kunnen. Voor de overige twaalf projecten konden we een tijdelijke stop organiseren. Dat had voor- en nadelen.’

Voorkeur voor live migraties

Post: ‘Bij een live migratie is het eenvoudiger om de vinger aan de pols te houden. Je ziet de huidige waarden en na de migratie zouden deze waarden overeen moeten komen. Als je tijdens een stop waarden overzet en deze zijn onverwacht anders, waar ligt dat dan aan? Dit kan een verkeerde afstelling zijn tijdens het opstarten.’ Deze onzekerheid zorgde voor extra stress in de opstartfase. ‘Daarom hadden we een voorkeur voor live migraties, hoewel dit natuurlijk weer andere risico’s met zich meebrengt.’

Bij het overzetten van een klep was het bijvoorbeeld de uitdaging om deze op een exact percentage open te houden, terwijl tijdelijk geen aansturing van de klep mogelijk was. Post: ‘We hebben samen bepaald hoe we dit konden blijven bewaken en vast konden houden aan deze waarde. Dat hebben we geregeld met de hot cut over tool. Hiermee konden we voorkomen dat een klep zich afsloot wanneer we de bedrading loskoppelden.’

Ook werden de safety integrity level (SIL) 1, 2 en 3 scenario’s hertest om zeker te zijn dat de SIL loops functioneerde volgens ontwerp.’ Deze testen maakten deel uit van de site acceptancy test. ‘Je simuleert dan een failure om te zien hoe het systeem hierop reageert.’

Nieuwe controlekamer

Inmiddels wordt al een tijdje gewerkt met het nieuwe DCS, tot volle tevredenheid van de gebruikers. Operator Gertjan van der Knaap geeft toe dat het wel even wennen was, maar dat het een fijn systeem is om mee te werken. ‘Ik ben positief over de opbouw. Je kunt heel makkelijk doorschakelen tussen systemen.’ Iedere operator heeft een eigen voorkeur voor een indeling van de schermen, en dat is allemaal mogelijk. ‘Er is een grote video wall waarop een eventueel alarm direct goed zichtbaar is. Op de kleinere schermen hou ik het proces in de gaten waar ik verantwoordelijk voor ben; de reactoren en het oxidatieproces. Mijn collega doet datzelfde voor het destillatieproces en de utilities.’ Ook de operator keyboards zijn een verbetering. ‘Je kunt er bij wijze van spreken een kopje koffie overheen morsen. Behoorlijk robuust dus’, zegt Van der Knaap lachend.

Wanneer bij de operators toch vragen of problemen naar boven komen, nemen ze contact op met Post en Oosterbaan. Omdat Post de fabriek uit zijn hoofd kent en alle facetten van de migratie heeft begeleid, is het voor hem eenvoudig om dit te vertalen in het systeem en zelf wijzigingen door te voeren. ‘Voorheen gebeurde dit extern, maar het DCS-systeem is zo flexibel dat we dit zelf kunnen wijzigen en dat is prettig. We staan nu dichterbij de fabriek, waardoor we meer grip hebben op het productieproces en dat is precies wat je wilt. We zijn dus zeer tevreden met het DCS van Yokogawa.’