精细化工过程控制技术的发展分析

精细化工过程控制技术的发展分析

刘军政

身份证号：132322197809141551

摘要：目前，随着国家的经济和社会的飞速发展，科学技术的进步日益显著。在精细化工的过程控制方面，也要持续地依靠科学技术的发展，并与化学工业行业发展的实际状况相联系，将其优点充分地利用起来，在该工艺中，归纳并解决该工艺中发生的问题，持续地对其进行优化。只有如此，才可以促进精细化学品生产的成效，确保化学产品的质量，使国内的精细化学品产业得到真正的发展。

关键词：精细；化工；过程；控制技术；发展

1精细化工过程控制技术特点

1.1生产规模小，品种多，换代周期短

目前，精细化学技术已广泛运用于各行业领域。但是，由于其产品的尺寸偏小，限制了它的推广。此外，在精密化学工业中，由于其产品的更新速度很快，而且其使用年限普遍比较短，这就对精密化学工艺的水平提出了更高的要求。在进行精细化工研究开发过程中，必须要大量地采集生产过程信息数据，为生产研究提供更多的数据支撑，提高了产品测试的效率，减少了测试的时间。在此基础上，进一步完善资料收集程序，强化资料分析。

1.2精细化工产品具有间歇性和非连续性的特点

精密化工的生产需要来自于市场，但在当前的市场环境下，市场的需求经常会发生快速的改变，从而影响到整个生产过程的整个生命周期，从而导致其表现出阶段性和不连续性。目前，制造精密化学品的厂家大多都是小型的，许多还处于发展的起步阶段，他们采取的是一种不连续的生产方法，即对产品的品质进行检验和控制，以便在出现之后，可以适应市场的需要。这个过程是一个动态的，包含了生产的技术参数也要随著时间而改变，要将整个体系控制在一个可调整的区间，具有较高的调整能力，以便能够对市场进行调整。

1.3密集型技术、流程环节复杂、劳动强度相对较高

精细化学品属于密集型技术产品，其生产过程是间断的，包括非常复杂的流程、步骤和操作步骤，并且目前的自动化程度不高，更多地依赖人工进行作业，这无疑会加重工作人员的劳动强度。

2精细化工过程控制技术分析

2.1集成控制技术

目前，以PLC为核心的微型控制器已被广泛地用于精细化学工业。该控制系统以显示屏作为人机交互接口，采用可编程控制器作为控制系统。在此基础上，可以很好地完成对复杂化学品生产的控制。并在此基础上，对其进行了改进，实现了对精细化学品的全过程的管理与控制。

2.2自动批量生产

目前，精细化工产品通常具有间歇生产的特征，即一次投入一次，得到一次产出，这种大规模的生产模式是一个周而复始的过程，每一次生产结束，都要重复投入一次，才能得到更多的产量。通过这种方法，使装置能够反复进行开、关的运行，并针对不同的产品要求，制订出相应的处方。在工业过程中，由于加工过程中所涉及到的复杂化学品种类繁多，因此对其制造灵活性提出了巨大的挑战，因此，迫切需要通过控制系统来根据生产需求来自动配置生产配方，从而达到自动化、批量生产的目标。因此，本项目拟将序列控制函数图谱（SFC）、结合结构化程序设计语言（SCL）等方法引入到控制系统中，从而达到对配料的自动调控，从而提高精细化工生产过程的控制效能。

2.3优化控制

为了达到精细化学品的要求，必须预先制定工艺方案和工艺参数，只有这样才能保证工艺的可重现性，才能保证各批产品的工艺保持一致。在化学产品的制造过程中，通常都是非常繁琐的，并且目前的自动化水平并不高，许多情况下都是由手工来完成的，所以对工人的需求也非常大。此外，由于精细化学品的制造属于动态制造工艺，每次增加或减少材料，都会对工艺的连续性产生一定的影响。因此，需要对每个阶段的成果加以归纳并加以运用，从而建立起一种有效的反馈机制，并采用迭代式学习控制对制造工艺中产生的错误进行持续的校正，从而对间歇式的控制流程进行最优的改进，使得被控系统的真实输出曲线最大程度的接近于预期。

2.4综合性统计过程控制

精细化工过程的监控是贯穿于开始阶段、中间阶段和终点阶段等全流程，通过对这些环节的检测和分析，用数学统计的方法对流程的控制进行统计，实现对生产的监控。通过这种方法，通过对生产流程进行分析与评估，可以更好地把握各类反馈信息，其中也包含了某些异常因素，就可以采取有针对性的措施，对其进行有效的处理，实现对整个精细化工的流程控制。在发展与运用统计学方法时，必须考虑到其具有的自适应、多元、稳定等特性，即不能对一些重要的资料如均值、协方差矩阵进行修改。但在实践中，由于使用的时间长了，设备会出现损耗、老化等问题，因此，某些工艺参数也会发生变化，但这个变化通常比较慢，并且也会出现错误。这时，就可以将刚才获得的资料，用主成分分析的方法，用递推方法将刚获得的资料添加到资料矩阵中，这样就可以提高对均值和方差变化的适应能力。

3精细化工过程控制技术的发展方向研究

3.1过程安全仿真

工艺安全模拟技术，就是对一个化工企业的生产工艺进行实时的模拟，利用计算机仿真、物理模拟仿真等手段，对所使用的各种信息进行集成分析，最终形成一个完整的安全仿真系统。利用工艺安全模拟技术，强化整个生产过程的动力学仿真，并制订相应的运行程序及监测执行计划，并对其进行安全性检验，并对有关作业人员进行训练，使其在精细化工生产中发挥更大作用。在该系统的硬件架构上，采用了一种分布式的方式，将多台电脑、高级服务器等设备相结合，形成一个完整的系统。该系统由作业控制系统、资讯资料收集站、野外讯号撷取站等组成，其中以微软作业系统为核心。在精细化工生产中，有多种模拟程序，这些模拟程序既有对某一问题的记载，也有对某一种情况的触发，对某一种危害进行辨识。同时，对各系统进行的处理，能够达到实时转换的作用。

3.2微化工技术

微型化学工艺具有较高的换热效率，而对液体的要求较低。目前，微化学过程的研究与开发尚处于起步阶段，而对其进行深入的研究则是其研究的重点。它的核心是利用微细加工工艺及相关精密设备，来实现在化学化学反应全流程中进行立体结构的基础制造。对于具有立体构型的反应器，需要对其传热、混合和分离等各方面的工艺运行规律进行研究。此外，该微反应器还可以通过改变筛选模式，实现对催化剂的高效选择，并根据提高的反应速率，持续地优化过程工艺，实现对精细化学品生产的高效运行。

3.3绿色催化技术

所谓的“绿色催化”，就是将催化剂添加到化学工业中，通过对化学反应的催化作用，提高化学品的生产效率，减少污染物的排放，满足环境的需求。例如，相转移催化剂具有非常温和、能耗低、工作效率高、可重复使用等优点。此外，还存在一种利用酶的特性调控产量的酶促反应技术。近年来，由于不对称催化反应可以实现单手性化合物的不对称合成，因此被广泛应用于精细化学品的制备。

结语：

总之，要发展精细的生产工艺，必须以高科技为基础，以社会主义市场经济的发展为导向，以高附加值、系列化、多类型、特殊功能为特征的产品。目前，在化工行业，越来越多地使用精细流程。但目前，国内精细化工过程的精确调控手段尚不完善，严重制约了精细化学品的推广和生产效率。因此，我们通过对精细化工流程控制技术的特征进行剖析，剖析其技术状况和发展动向，可以使整个精细化工流程的控制整体自动化程度得到更好的提升，这应该是有关部门的考虑和关注。

参考文献：

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