化學(xué)工程工藝的自動化發(fā)展趨勢展望

摘 要：目前，化學(xué)工程工藝已經(jīng)基本實現(xiàn)了自動化，使得化工生產(chǎn)的效率與安全性得到極大提升。但從其自動化的實際水平看，卻仍尚顯不足，自動化技術(shù)與生產(chǎn)仍存在諸多問題。對此，就需要我們對化學(xué)工程工藝的自動化發(fā)展展開研究，展望其未來發(fā)展趨勢，從而為其未來發(fā)展指明方向。

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程;自動化;化工生產(chǎn)

化學(xué)工程在現(xiàn)代社會發(fā)展中也占據(jù)著重要位置，與社會

生產(chǎn)生活多領(lǐng)域都存在緊密聯(lián)系。而化學(xué)工程工藝則又進一步影響著化學(xué)工程的技術(shù)水平、生產(chǎn)效率。所以現(xiàn)代化學(xué)工程工藝的研究與發(fā)展在一定程度上決定了國家化學(xué)工業(yè)的未來發(fā)展。近年來，化學(xué)工程工藝在工藝技術(shù)上不斷進行創(chuàng)新，結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域先進技術(shù)和計算機、通信等現(xiàn)代科技進行大力改革，使得化學(xué)工程工藝實現(xiàn)了自動化，從而進一步提升了現(xiàn)代化學(xué)工程領(lǐng)域的生產(chǎn)效率。然而，當(dāng)前化學(xué)工程工藝在自動化水平上還存在欠缺，相關(guān)技術(shù)性人才也較為匱乏，其未來仍有較大發(fā)展空間。因此，對化學(xué)工程工藝自動化發(fā)展進行研究，更有助于我們找到其未來發(fā)展趨勢，進而將其推向另一個更高層次的發(fā)展階段。

1 化學(xué)工程工藝自動化及其發(fā)展概述

化學(xué)工程工藝可以說是一項新興產(chǎn)業(yè)，其對國家經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了較大效益，提升了我國國民經(jīng)濟發(fā)展的整體水平。在化學(xué)工程工藝的長期研究探索下，其依托現(xiàn)代科技逐漸實現(xiàn)了自動化，并由此將化學(xué)工程工藝推向了一個嶄新的發(fā)展階段?；瘜W(xué)工程工藝的自動化實際上是基于現(xiàn)代科技所打造的自動化系統(tǒng)來實現(xiàn)的，其中整合的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的多項技術(shù)，運用信號采集元件、信號傳輸線、邏輯運算器以及執(zhí)行元件等構(gòu)建出一套可以實現(xiàn)自動化化工生產(chǎn)作業(yè)的系統(tǒng)。在這套系統(tǒng)中，信號采集元件通常包含溫度計、壓力表、液位計、流量計等，用以對化工生產(chǎn)中的各種信息進行采集，邏輯運算器通常是一種基于化學(xué)工程工藝生產(chǎn)流程而搭建其的運算系統(tǒng)，其與現(xiàn)代計算機的功能類似，執(zhí)行元件則主要是執(zhí)行系統(tǒng)指令的一些元件如調(diào)節(jié)閥、切斷閥等。這套自動化系統(tǒng)在實際運行中先由信號采集元件對溫度、壓力、流量、液位等信息進行采集，然后再利用信號傳輸線路將其信號參數(shù)傳遞邏輯運算器，經(jīng)其對信息參數(shù)進行處理分析之后形成相關(guān)操作指令傳遞給執(zhí)行元件，用以控制執(zhí)行元件的動作，如此就實現(xiàn)了化工生產(chǎn)的自動化作業(yè)。

就目前而言，這種自動化系統(tǒng)已經(jīng)在化學(xué)工程中得到了大量應(yīng)用，但現(xiàn)階段的自動化技術(shù)仍只是出于發(fā)展的初級階段，其許多技術(shù)的尚不成熟。如實踐中自動化系統(tǒng)的一些調(diào)節(jié)操作波動較大，所以生產(chǎn)中還需要人工進行必要的調(diào)節(jié)干預(yù)，這說明其自動化水平尚顯不足。然而，化學(xué)工程工藝的自動化本身已經(jīng)是一項極大突破，所以我們應(yīng)正視當(dāng)前的成果，并立足化學(xué)工程的未來發(fā)展，繼續(xù)加大對其自動化技術(shù)的研究，以在未來實現(xiàn)更大突破。

2 化學(xué)工程工藝自動化發(fā)展的必要性

現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)自動化的發(fā)展已經(jīng)是大勢所趨，這是因為工業(yè)自動化是解放生產(chǎn)力、發(fā)展生產(chǎn)力的必然要求。就化學(xué)工程工藝而言，其自動化發(fā)展能夠解決化工生產(chǎn)中的許多現(xiàn)實問題。

首先，化學(xué)工程工藝自動化發(fā)展能夠提高實際生產(chǎn)效率。社會的現(xiàn)代化發(fā)展對化工領(lǐng)域的相關(guān)產(chǎn)品需求量越來越大，這就需要化工工業(yè)領(lǐng)域不斷提高生產(chǎn)力。從人類工業(yè)文明的發(fā)展情況看，機械生產(chǎn)的生產(chǎn)力明顯要高過人工生產(chǎn)，而自動化則進一步提升了機械生產(chǎn)的水平，使生產(chǎn)效率得到進一步提高。因此，化學(xué)工程工藝的自動化就使得其生產(chǎn)過程擺脫以往機械生產(chǎn)中的人力操作，依靠自動化控制系統(tǒng)來完成許多依靠人力操作無法完成的生產(chǎn)任務(wù)。如自動化生產(chǎn)過程中的長時間連續(xù)作業(yè)、連續(xù)作業(yè)過程中的低出錯率等，這都是人力參與生產(chǎn)過程中所無法實現(xiàn)的。所以其自動化發(fā)展最直接的作用就在于提高了化工生產(chǎn)效率。

其次，化學(xué)工程工藝自動化發(fā)展能夠提升生產(chǎn)安全性?；瘜W(xué)工程生產(chǎn)常常與各種化學(xué)原料、機械設(shè)備打交道，且生產(chǎn)過程中需要依靠一些極端條件如高溫、高壓等，因此其生產(chǎn)具有極高危險性，屬于一種高危行業(yè)。人在化工生產(chǎn)中往往是十分危險的，且生產(chǎn)過程中人為的失誤也有可能引發(fā)一些安全生產(chǎn)事故。而化學(xué)工程工藝自動化的發(fā)展，依靠自動化控制系統(tǒng)完成自動化的作業(yè)，將許多人力作業(yè)環(huán)節(jié)替代掉，這就極大減少了生產(chǎn)過程中的人力參與，從而使其生產(chǎn)過程對人的威脅降低。此外，自動化生產(chǎn)依靠計算機系統(tǒng)的控制，現(xiàn)代技術(shù)本身的數(shù)據(jù)分析處理能力以及運算準(zhǔn)確性都能夠顯著替身化工生產(chǎn)作業(yè)中各項操作的準(zhǔn)確度，如此就能夠有效減少人為操作失誤所可能引發(fā)的安全隱患，使生產(chǎn)過程的安全性大大提高。由此可見，化學(xué)工程自動化的發(fā)展對于降低其生產(chǎn)安全風(fēng)險，保障生命與財產(chǎn)安全也具有重要作用。

3 化學(xué)工程工藝的自動化發(fā)展趨勢展望

化學(xué)工程工藝自動化的誕生與發(fā)展應(yīng)用為當(dāng)前化工生產(chǎn)解決了許多難題，且已經(jīng)在相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)中得到了大量應(yīng)用。然而現(xiàn)階段其自動化技術(shù)水平仍相對不足，一些先進技術(shù)的應(yīng)用仍相對滯后，且實踐中能夠支撐自動化技術(shù)應(yīng)用與研究的專業(yè)人才較為欠缺，這都反映出我國化學(xué)工程工藝的自動化發(fā)展仍有較大空間。而結(jié)合國家工業(yè)發(fā)展的整體規(guī)劃與趨勢看，化學(xué)工程工藝自動化在未來應(yīng)朝著以下幾個方向進行大力推進。

3.1行業(yè)的現(xiàn)代化

化學(xué)工程工藝自動化是與社會整體發(fā)展緊密聯(lián)系的，因此其發(fā)展不能僅僅著眼于技術(shù)層面，而需要從更高的層次，即行業(yè)建設(shè)層次進行著手，以解決行業(yè)發(fā)展中各種現(xiàn)實問題為行業(yè)發(fā)展立足點，進而以行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展帶動其自動化的更高層次發(fā)展。如立足當(dāng)前化工企業(yè)生產(chǎn)中的能耗過高、污染過重、生產(chǎn)安全隱患較大等問題進行行業(yè)的現(xiàn)代化減少，然后由行業(yè)發(fā)展帶動工藝自動化在節(jié)能環(huán)保、安全可靠方面進行大力改革創(chuàng)新，從而使工藝自動化能夠在現(xiàn)代化的正確軌道上不斷實現(xiàn)創(chuàng)新突破。此外，要在未來達成這一目標(biāo)，化工領(lǐng)域需要針對行業(yè)的未來發(fā)展制定出科學(xué)的規(guī)劃與計劃，并在行業(yè)內(nèi)部完善優(yōu)化各學(xué)科、各企業(yè)、各單位的協(xié)同機制，從而為其未來的科學(xué)發(fā)展提供科學(xué)引領(lǐng)，形成強大合力，創(chuàng)造有利條件。

3.2 技術(shù)的創(chuàng)新化

化學(xué)工程工藝自動化本身就是創(chuàng)新的結(jié)果，所以其自動化發(fā)展在未來仍要將技術(shù)創(chuàng)新作為根本，作為核心。目前，科技前沿中每天都在誕生許多新技術(shù)，如當(dāng)前社會廣泛關(guān)注的大數(shù)據(jù)處理技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機系統(tǒng)、人工智能技術(shù)、云處理技術(shù)等，都為工業(yè)生產(chǎn)帶來更多的發(fā)展活力，產(chǎn)生了更大推動力，使得眾多生產(chǎn)領(lǐng)域在技術(shù)上實現(xiàn)了更大突破。因此，未來化學(xué)工程工藝自動化的發(fā)展也需以前沿技術(shù)的應(yīng)用和依托前沿技術(shù)的創(chuàng)新作為重要方向。目前化學(xué)工程中誕生的膜分離技術(shù)就對化工污水處理起到了良好效果，使得水污染治理水平進一步提升。由此可見，技術(shù)的創(chuàng)新仍然是化學(xué)工程工藝未來的重要發(fā)展趨勢。

3.3 技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化

產(chǎn)業(yè)化是一種科學(xué)發(fā)展思路，其對任何事業(yè)的發(fā)展都有積極作用。就目前而言，化學(xué)工程工藝的自動化發(fā)展仍然停留在單打獨斗的研發(fā)上，這就必然會是研發(fā)與創(chuàng)新能力相對偏弱。因此，為了實現(xiàn)其更高層次的發(fā)展，形成更旺盛發(fā)展活力，還需要不斷提升其研發(fā)與創(chuàng)新規(guī)模，形成一種產(chǎn)業(yè)化路徑。如專門形成化學(xué)工程工藝自動化的技術(shù)研發(fā)市場，培育技術(shù)研發(fā)產(chǎn)業(yè)，從而使更多社會資本能夠投入其中，為其未來發(fā)展提供更豐厚資源。

4 結(jié)束語

綜上所述，化學(xué)工程工藝自動化發(fā)展對化工生產(chǎn)的現(xiàn)代化起到極大推動作用，不但解決了化工生產(chǎn)中的諸多現(xiàn)實難題，更切實提高了生產(chǎn)效率，為社會經(jīng)濟創(chuàng)造更多效益?；诖耍瘜W(xué)工程工藝的自動化發(fā)展在未來仍需加大力度，朝著行業(yè)現(xiàn)代化、技術(shù)創(chuàng)新化、技術(shù)產(chǎn)業(yè)化方向推進，如此方能使我國化學(xué)工程工藝的自動化水平登上更高的臺階。

參考文獻：

[1]謝述昌.自動化控制在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用分析[J].化工管理，2020（23）：187-188.

作者簡介：

王強（1977- ），男，漢族，山東省聊城市人，總經(jīng)理助理/工程師，本科，單位：四川制藥制劑有限公司，研究方向：化工。