化學(xué)工程科學(xué)發(fā)展的回顧與思考

彭雨竹

【摘 ?要】當(dāng)前的化學(xué)工程與工藝的自動(dòng)化發(fā)展將朝著創(chuàng)新化、現(xiàn)代化和綠色化的方向繼續(xù)前行和創(chuàng)新發(fā)展?；ば袠I(yè)的發(fā)展在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步與發(fā)展的同時(shí)，還應(yīng)該更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化發(fā)展，這是當(dāng)前化學(xué)工程與工藝發(fā)展必須要重視和問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)工程技術(shù);熱點(diǎn)分析;發(fā)展趨勢(shì)

1引言

化學(xué)工程與工藝自動(dòng)化中涵蓋了數(shù)學(xué)、物理等多學(xué)科特點(diǎn)，其中還涉及到很多工業(yè)發(fā)展的法則。自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)在化學(xué)工程與工藝中較為明顯，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以極大促進(jìn)化學(xué)工程與工藝的發(fā)展。所以化工企業(yè)還需掌握扎實(shí)的計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)與專(zhuān)業(yè)技術(shù)，為化學(xué)工程與工藝的自動(dòng)化發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2化學(xué)工程技術(shù)的新熱點(diǎn)

2.1化學(xué)超臨界反應(yīng)技術(shù)

化學(xué)超臨界反應(yīng)技術(shù)是指在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中將溫度和壓力都置于臨界點(diǎn)之上，出現(xiàn)這樣的狀態(tài)往往是介于液體和氣體之間的。如此介質(zhì)的存在已經(jīng)被越來(lái)越多的應(yīng)用到我國(guó)的生物化工、醫(yī)藥制造以及食品行業(yè)。但是目前我國(guó)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的研究仍然處于較為低級(jí)的階段，未來(lái)還需要進(jìn)一步深入探究該技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用。

2.2綠色化學(xué)研究技術(shù)

近些年來(lái)國(guó)家大力倡導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的科學(xué)，綠色化學(xué)研究技術(shù)可以在這樣的大背景之下進(jìn)行有效研究的。綠色化學(xué)在一定程度上可以避免對(duì)環(huán)境的污染，這是適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展要求而出現(xiàn)的新技術(shù)。綠色化學(xué)主要利用化學(xué)反應(yīng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)資源的充分利用，以減少污染物對(duì)環(huán)境的再次影響。

2.3分離技術(shù)的新研究

分離技術(shù)一方面強(qiáng)調(diào)對(duì)相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的強(qiáng)化，另一方面強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)技術(shù)的提高。在應(yīng)用的過(guò)程中主要是通過(guò)對(duì)設(shè)備的不斷更新來(lái)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。傳統(tǒng)的分離技術(shù)方法主要是通過(guò)各種材料沸點(diǎn)都不同，然后通過(guò)溫度的控制來(lái)進(jìn)行分離，然后從事相關(guān)研究。近些年來(lái)我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平不斷提升分離技術(shù)也得到了更進(jìn)一步的發(fā)展。尤其是力學(xué)水平的研究深入和電子信息技術(shù)的有效應(yīng)用也在很大程度上提高了預(yù)測(cè)熱力學(xué)平衡的水平，加速了分子的有效分離，進(jìn)一步促進(jìn)了分離技術(shù)的有效提高。

3化學(xué)工程與工藝自動(dòng)化發(fā)展的具體表現(xiàn)

3.1MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)的應(yīng)用

MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過(guò)程中的包裝自動(dòng)化，大幅提高了生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，同時(shí)還可以對(duì)整個(gè)包裝系統(tǒng)和自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備的安全和效率進(jìn)行控制，進(jìn)而更好地提高了化工企業(yè)生產(chǎn)的信息化管理水平，同時(shí)還可以減少一定的人力管理。MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)是當(dāng)前化學(xué)工程與工程自動(dòng)化的重要表現(xiàn)，它可以提高人工的封包效率提高產(chǎn)能，更好地保證生產(chǎn)的安全與質(zhì)量。信息網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)對(duì)生產(chǎn)的設(shè)備以及管理系統(tǒng)的障礙進(jìn)行自動(dòng)化的檢測(cè)和修復(fù)，最大效率地保證生產(chǎn)質(zhì)量和安全。一旦發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量安全問(wèn)題，系統(tǒng)都會(huì)發(fā)生警報(bào)，通過(guò)及時(shí)處理可以更好、更全面、更科學(xué)、更快速地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。

3.2DCS技術(shù)的應(yīng)用

DCS技術(shù)是基于智能控制技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的高效生產(chǎn)管理系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)化工生產(chǎn)的DCS控制，可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析以及傳輸，并根據(jù)實(shí)時(shí)生產(chǎn)要求進(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到基本的生產(chǎn)需求。在實(shí)際的化工工藝生產(chǎn)中，可以在生產(chǎn)之前設(shè)置特定的溫度、壓力等系數(shù)，系統(tǒng)中會(huì)設(shè)置專(zhuān)門(mén)的自動(dòng)報(bào)警裝置，那么生產(chǎn)過(guò)程中如果出現(xiàn)問(wèn)題，報(bào)警裝置就會(huì)發(fā)生報(bào)警信息，相關(guān)人員就會(huì)及時(shí)進(jìn)行處理。在當(dāng)前綠色經(jīng)濟(jì)的大背景下，化學(xué)工程與工藝發(fā)展面臨著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，在這種背景下除了要?jiǎng)?chuàng)新化工技術(shù)，還應(yīng)加強(qiáng)信息化管理系統(tǒng)的應(yīng)用，提高管理上的質(zhì)量安全和效率。

4化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1將化工過(guò)程與技術(shù)系統(tǒng)過(guò)程研究相結(jié)合

化學(xué)變化較為復(fù)雜，這種復(fù)雜性主要是有相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)決定的?；瘜W(xué)工程的復(fù)雜性和不平衡性在一定程度上改變了人們傳統(tǒng)的思維方式，出現(xiàn)了更多的影響因素，結(jié)構(gòu)尺度也發(fā)生了較大的改變。過(guò)程工程研究主要是通過(guò)技術(shù)手段的應(yīng)用來(lái)簡(jiǎn)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使復(fù)雜的結(jié)構(gòu)變得更為簡(jiǎn)單更有利用價(jià)值。通過(guò)對(duì)相關(guān)問(wèn)題的進(jìn)一步研究促進(jìn)結(jié)構(gòu)問(wèn)題的終有效解決。在問(wèn)題解決的過(guò)程中相關(guān)專(zhuān)業(yè)人士采用了整體法和還原法來(lái)對(duì)復(fù)雜的內(nèi)部系統(tǒng)進(jìn)行有效研究，促進(jìn)復(fù)雜問(wèn)題的有效解決，對(duì)化學(xué)工程復(fù)雜結(jié)構(gòu)的研究起到了促進(jìn)作用。

4.2將化學(xué)工程與材料學(xué)研究相結(jié)合

現(xiàn)代科學(xué)在發(fā)展的過(guò)程中新的技術(shù)和新問(wèn)題也層出不窮，尤其是化學(xué)新技術(shù)在更為廣闊的領(lǐng)域進(jìn)一步應(yīng)用直接促進(jìn)了我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。將化學(xué)工程和材料科學(xué)研究相結(jié)合可以有效地促進(jìn)化學(xué)工程研究的深入，進(jìn)一步解決發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的新問(wèn)題，有利于促進(jìn)化學(xué)工程產(chǎn)業(yè)的形成。該項(xiàng)研究不僅涉及到信息和化學(xué)的結(jié)合，還涉及到了生物、能源、環(huán)境、與化學(xué)的相結(jié)合。這些不同學(xué)科之間的融合都可以為化學(xué)工程的發(fā)展提供新的發(fā)展方向。

4.3將化學(xué)工程與信息工程研究相結(jié)合

近些年來(lái)信息技術(shù)得到了較大的發(fā)展，各行各業(yè)在發(fā)展過(guò)程中大都增加了現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用。將化學(xué)工程和信息工程相結(jié)合是未來(lái)發(fā)展的方向之一，可以有效實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提高和生產(chǎn)效益的增強(qiáng)。

4.4新的研究發(fā)展方向

細(xì)微尺度的研究目前已經(jīng)成為熱學(xué)研究的一個(gè)新領(lǐng)域，具有較為廣闊的發(fā)展前景。當(dāng)物體的尺寸遠(yuǎn)大于載體粒子平均尺寸的時(shí)候，由于尺度的問(wèn)題原來(lái)的假設(shè)影響因素也會(huì)發(fā)生一定的改變，這就容易導(dǎo)致流動(dòng)和傳播規(guī)律也發(fā)生變化。尤其是近些年來(lái)微米和納米科學(xué)已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，越來(lái)越多的專(zhuān)業(yè)人士開(kāi)始關(guān)注這項(xiàng)科學(xué)的進(jìn)一步應(yīng)用。與微細(xì)尺度傳熱學(xué)相關(guān)的一些技術(shù)和研究都取得了較為豐碩的研究成果。

4.5創(chuàng)新化

創(chuàng)新是一個(gè)企業(yè)發(fā)展的不竭動(dòng)力，也是化工工程這個(gè)行業(yè)不斷發(fā)展的重要方向。在未來(lái)化學(xué)工程與工藝自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中，必須要重視科技方面的創(chuàng)新，通過(guò)創(chuàng)新來(lái)滿足市場(chǎng)的需求，通過(guò)創(chuàng)新促進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)創(chuàng)新促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和企業(yè)的進(jìn)步。如當(dāng)前化工技術(shù)生產(chǎn)中最常見(jiàn)的蒸餾法，它是化工生產(chǎn)中必不可少的重要部分，通過(guò)運(yùn)用一定的自動(dòng)化設(shè)備和管理系統(tǒng)，加大對(duì)蒸餾過(guò)程的控制和管理，提高蒸餾的效率和轉(zhuǎn)化率。

4.6現(xiàn)代化

化學(xué)工程是一門(mén)專(zhuān)業(yè)性和綜合性比較強(qiáng)的學(xué)科，是物質(zhì)社會(huì)進(jìn)行全面分解和能量傳遞的一個(gè)過(guò)程，是當(dāng)前生產(chǎn)工藝中具有重要地位的一項(xiàng)科學(xué)技術(shù)。通過(guò)加強(qiáng)化學(xué)工程與工藝的自動(dòng)化水平，可以提升化工行業(yè)的發(fā)展水平，這也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所需要的。在新形勢(shì)下的新背景下，工業(yè)化程度不斷提升，工業(yè)化的需求不斷增強(qiáng)，現(xiàn)代化成為了化學(xué)工程與工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的重要方向，與現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的方向不謀而合，更好地促進(jìn)化工行業(yè)與其他行業(yè)的聯(lián)系程度，更好地促進(jìn)各行各業(yè)的共同發(fā)展與提升。

4.7綠色化

過(guò)去化學(xué)工程與工藝的發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是粗放型，在化學(xué)工程與工藝發(fā)展的過(guò)程中給生態(tài)環(huán)境造成了一定的破壞，化工企業(yè)的廢棄物排放也一直是當(dāng)前節(jié)能減排的重要工作之一。因此新時(shí)期的化學(xué)工程與工藝在自動(dòng)化的發(fā)展中必須要堅(jiān)持綠色環(huán)保的基本理念，這是貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的重要表現(xiàn)，在化工生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中注重節(jié)能減排，節(jié)約能源資源，更好地提升化工工程與工藝的轉(zhuǎn)化效率，最大限度地合理利用能源資源，減少?gòu)U棄物的排放，這些都是未來(lái)化學(xué)工程與工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展中必須要重視和不斷應(yīng)對(duì)的問(wèn)題。

5結(jié)束語(yǔ)

目前雖然很多自動(dòng)化設(shè)備、自動(dòng)化管理系統(tǒng)已經(jīng)在化學(xué)工程中得到了應(yīng)用和推廣，但是當(dāng)前我國(guó)化學(xué)工程和工藝的自動(dòng)化水平還處于一個(gè)較低的層次，還需要各級(jí)管理部門(mén)和化工企業(yè)的共同努力，需要加大化工行業(yè)的自動(dòng)化投入，還需要廣大化工生產(chǎn)人員的辛苦付出。

參考文獻(xiàn)：

[1]王淼.淺析化學(xué)工程工藝中的綠色化工技術(shù)要點(diǎn)[J].民營(yíng)科技，2018，（4）：44.