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Die weltweit größte GTL-Anlage setzt auf LIMS

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09.07.2014 An Weltrekorden fehlt es nicht: Am 80 km nördlich von Doha, Katar, gelegenen Standort Pearl GTL befindet sich die weltweit größte GTL-Anlage und eines der größten Instrumenten- und Kontrollsysteme auf dem Planeten. Mit der GTL-Technologie konnte Katar – in Partnerschaft mit Shell – neue Märkte erschließen und seine Erdgasressourcen durch die Produktion exportfreundlicher Flüssigbrennstoffe monetarisieren.

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Entscheider-Facts Für Betreiber

  • Shell und Qatar Petroleum nutzen ein LIMS zur Unterstützung ihres Ziels, ein besonders anspruchsvolles Probennahmeprogramm zu realisieren.
  • Die Applikation ermöglicht auch die Integration im Feld, wo das LIMS die Datenübermittlung über Handgeräte automatisiert.
  • Das Testprogramm ermöglicht einen effizienten und sicheren Betrieb der Anlage bei gleichzeitigem Einhalten der Vorschriften und Erhalten der Profitabilität.

Die seit dem Jahr 2012 voll betriebsbereite Anlage verarbeitet täglich 1,6 Mrd. ft3 Gas, entfernt Verunreinigungen und raffiniert Erdgasflüssigkeiten. Mithilfe des Shell-eigenen Mitteldestillat-Syntheseverfahrens wandelt die Anlage das Fördergut aus dem weltweit größten Erdgasfeld in Kraft- und Schmierstoffe sowie weitere Produkte um, die das Unternehmen an Märkte in der ganzen Welt liefert. Der als integrierte Upstream-/Downstream-Anlage konzipierte Standort umfasst die komplette Wertschöpfungskette der Gasextraktion und -verarbeitung von der Offshore-Erschließung bis zur Onshore-Raffinierung.

Die Herausforderung
Aufgrund von Maßstab und Vielfalt handelt es sich bei Pearl GTL um einen komplexen Betrieb. Allein für die Bauphase musste das Petrounternehmen einen Verlade-Kai in Ras Laffan City errichten, um damit 2 Mio. t Frachtgut mit erforderlichen Materialien und Geräten importieren zu  können. Mehr als 100.000 Visa wurden für Arbeiter ausgestellt, die in fünf Jahren für 40 Eiffeltürme ausreichenden Stahl verbauten. Von Anfang an war klar, dass Pearl GTL zur Verwaltung der Daten, die von einem Qualitätskontrollsystem geliefert werden, das kontinuierlich 34.000 übermittelte Messwerte empfängt, eine äußerst anspruchsvolle Softwarelösung brauchen würde.  Bei Tests werden Gehalt, Volumen, Emissionen, Ausrüstungszustand und Hunderte von weiteren, den Betrieb der Anlage betreffenden Problemen beurteilt. Über das Erfassen und Speichern hinaus muss das System die Daten zur Sicherung der Produktqualität, der Anlagen- und Kundensicherheit, des Umweltschutzes und der Produktionsleistung auch organisieren, integrieren und analysieren. „Die Datenverwaltung besaß angesichts der Milliarden Dollars von Investoren und zehntausender auf dem Spiel stehender Arbeitsplätze die höchste Priorität. Für eine maximale Produktion mit schnellen Entscheidungen müssen jederzeit kurz gefasste, präzise Informationen zur Verfügung stehen“, erklärt Ajith Kumar, Senior Business Analyst für Qatar Shell GTL. Außerdem brauchten Shell und Katar eine Lösung, die es ermöglichen würde, dass die Laboratorien die Standardvorgaben wie ISO 17025 erfüllen. Mit dem ISO-Standard wird ein internationaler Richtwert für den Betrieb eines Testlabors, das Anlegen von Qualifikationen für Anbieter, Schulungen, Dokumentation, Gerätekalibrierung und vieles mehr festgelegt. Der Standort musste jederzeit den Anforderungen dieser Standards entsprechen und Daten abrufen können, die im Fall einer Prüfung die Regelkonformität nachweisen.

LIMS als Hilfe
Bei so vielen Erfolgsvoraussetzungen brauchte der Betreiber eine bewährte Lösung in Form eines LIMS (Labor-Informations- und Management-System). Damit sind präzise, unverfälschte Informationen verfügbar, mit denen das Unternehmen ohne finanzielle Einbußen die Sicherheitsstandards, Regelüberwachung und Engagement für den Umweltschutz einhalten kann. Nur irgendeine LIMS-Lösung könnte dies angesichts der Komplexität des Betriebs nicht leisten. Nicht nur müssen Probenergebnisse organisiert werden, sondern das LIMS auch vollständig in zahlreiche weitere Systeme, unter anderem solche zur Betriebsführung und Chargenverfolgung sowie ERP-Systeme, integriert sein und mit diesen kommunizieren. Ohne eine komplette Integration in bestehende Systeme des Unternehmens wäre ein erfolgreiches Projekt dieser Größe und diesen Ausmaßes nahezu unmöglich. Shell wählte Sample-Manager für seine Testlaboratorien und standardisierte damit die Lösung übergreifend für alle Systeme,  seien es Laborgeräte oder Produktion. „Trotz komplexer Anforderungen an Qualität, Vorschriften und Schnittstellen war die Einführung von Sample-Manager bei Pearl GTL eine problemlose Implementierung“, erinnert sich Kumar. „Einige Schnittstellen wurden erstmals in dieser Art bei einer Shell-Anlage implementiert. Die Lösung ist ein sehr flexibles System, das leicht an die unterschiedlichen Anforderungen eines Unternehmens anzupassen ist.“

Automation und Fehlervermeidung
Eines der Hauptkriterien für Shell war, dass die letztendlich eingesetzte Applikation mit anderen Systemen zusammenarbeiten kann. Bei diesem Projekt ist das LIMS in ein Betriebsführungssystem (als Otter bekannt), ein Prozessarchivierungssystem (PI), Systeme zum Öltransport und zur Chargenverfolgung, Systeme für Laborgeräte sowie weitere Produktionssysteme implementiert. „Die Integration erfolgt völlig nahtlos und bidirektional“, erklärt Mansoor Al-Shamri, Laborleiter für Qatar Shell GTL. „Das System erleichtert meine Arbeit wesentlich, weil gewährleistet ist, dass für das Arbeiten mit Daten aus den jeweils anderen Systemen kein manuelles Umwandeln erforderlich ist. Dadurch gibt es weniger Fehler, und es können schnellere, pragmatischere Entscheidungen getroffen werden.“ Die Art der Integration eröffnet den Projektpartnern ein zusätzliches Plus an Effizienz: Die Ergebnisse bei Pearl GTL stehen allen zuständigen Parteien innerhalb des PI-Systems sofort nach ihrer Autorisierung zur Verfügung. Das heißt, dass Mitarbeiter, deren Arbeit von Probennahmen zur Qualitätsprüfung abhängt, Informationen in Echtzeit erhalten.

Schnelle Produktion und Berichterstattung
Ein weiterer kritischer Abnehmer von Labordaten am Standort ist das System zum Öltransport und zum Verfolgen der Chargen. Auch hier ermöglicht das LIMS durch Vermeiden von Wartezeiten eine erhöhte Effizienz. Will ein Anwender Öl in Tanks zur Vorbereitung für die Verschiffung transportieren, muss er nicht auf eine Benachrichtigung über die Testergebnisse warten. Dadurch werden Liegegebühren für Verzögerungen beim Verladen, die 35.000 Dollar pro Tag betragen können, minimiert. Sofort nach Ausgabe der Laborergebnisse erhält das Personal eine entsprechende Benachrichtigung. Dadurch sind seit Eröffnung der Anlage zu keinem Zeitpunkt Liegegebühren angefallen. Das LIMS ermöglicht auch eine papierlose Umgebung, wodurch viele menschliche, in herkömmlichen Laboratorien auftretende Fehler, nicht vorkommen. Im Durchschnitt machen Menschen bei jeweils 1.000 abgeschriebenen Labormesswerten drei bis sechs Fehler. Bei einem Probennahmeprogramm in der Größe von Pearl GTL würde das täglich zu Dutzenden, wenn nicht sogar Hunderten von Fehlern führen. Die Integration in Laborgeräte, welche die Daten unmittelbar nach Erstellen der Endergebnisse an das LIMS übermitteln, löst dieses Problem. Alle diese Daten fasst das System zusammen und kombiniert sie mit Informationen, die von anderen Probennahmesystemen und Technikern vor Ort erfasst wurden. Dadurch kann der Betreiber die Datenmenge zur Analyse zusammentragen und darstellen.

Feld ins Labor integriert
Das LIMS unterstützt Anwender auch beim effizienteren Erfassen von Daten aus dem Gasfeld für die Analyse im Labor. Das Otter-System markiert alle Messpunkte im Feld mit Tags zur Radiofrequenzidentifikation. Bei Rundgängen zur Probenerfassung vor Ort führt ein Handcomputer die Anwender zum jeweiligen Messpunkt und zeichnet die erforderliche Information dort automatisch auf. Unabhängig davon, ob es sich um eine regelmäßig oder unregelmäßig anfallende Aufgabe zur Probennahme handelt. „Es ist beeindruckend, wie viele Betriebskosten wir mit dem System einsparen können“, kommentiert Al-Shamri. „Seit das Personal die Messwerte nicht mehr manuell vor Ort aufzeichnet, kann es Aufgaben schneller und genauer erledigen.“ Da das LIMS vollständig in Otter integriert ist, werden die erfassten Daten sofort vom Feld zur Analyse durch Manager oder Techniker in das Labor übermittelt, wodurch der Standort jährlich schätzungsweise 2.400 Arbeitsstunden einspart.

Regelkonformität und Sicherheit
Schließlich ermöglicht das System dem Betreiber, eine zunehmend wichtigere Anforderung an Öl- und Gaslaboratorien zu erfüllen: Regelüberwachung. ISO 17025 legt einen Standard dafür fest, wie Laboratorien die Datenerfassung, Sicherheit, Geräte, Rückverfolgbarkeit, Mitarbeiter und mehr verwalten. Durch Erfassen kompletter Datensätze ermöglicht das LIMS, dass Pearl GTL diesem und weiteren Standards entspricht. Außerdem ermöglicht die Lösung, dass die Regelkonformität im Fall einer Überprüfung leicht nachzuweisen ist. Die Applikation ermöglicht Managern das Verfolgen des Ausrüstungszustands, des Inhalts und vieler weiterer Probleme, die zu Sicherheitsbedenken in jeder GTL-Anlage führen könnten, Echtzeit-Entscheidungen zum Schutz von Mitarbeitern und Umgebung. Das hat zu einem Sicherheitsrekord geführt: Trotz ihrer Größe erreichte die Anlage im Jahr 2010 rund 77 Mio. Arbeitsstunden ohne einen einzigen unfallbedingten Arbeitsausfall.

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Einen Link zum Hersteller finden Sie hier.

Weitere Informationen über Pearl GTL finden Sie hier.

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Heftausgabe: Juli 2014

Über den Autor

Colin Thurston, Project Director, Informatics, Thermo Fisher Scientific
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