自動化化學(xué)工程與工藝的發(fā)展趨勢探究

呂艷霞

摘要∶化學(xué)是重要的自然學(xué)科之一，在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)與科學(xué)研究中有廣泛用處，而近年來自動化技術(shù)的發(fā)展使得化學(xué)學(xué)科的研究與應(yīng)用手段 有了全新的突破。其中，以自動化技術(shù)為代表的自動化化學(xué)工程使得化工生產(chǎn)中的很多流程被機(jī)械所代替，這使得化工生產(chǎn)中的人力勞動得以解放，進(jìn)一步提升了化工生產(chǎn)的水平。因此，本文對自動化的化學(xué)工程與工藝的發(fā)展趨勢進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞∶化學(xué)工程：化工生產(chǎn)：自動化：發(fā)展趨勢

在化學(xué)學(xué)科中，化學(xué)工程與工藝屬于重要學(xué)科，與現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展的關(guān) 聯(lián)性密切，聯(lián)合理論知識與實踐，可以生產(chǎn)出較多新物質(zhì)和新產(chǎn)品，對不同材料進(jìn)行二次加工，提升材料的循環(huán)使用效率，高效應(yīng)用資源和能源。 由于化學(xué)工程與工藝發(fā)展速度快，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)支柱性地位，能 夠有效解決現(xiàn)存環(huán)境問題，緩解資源能源緊張問題，因此得以廣泛應(yīng)用。

一、化學(xué)工程與工藝自動化的重要性

（一）加強(qiáng)化工生產(chǎn)安全性

化學(xué)工程與工藝自動化，能夠?qū)どa(chǎn)時故障的自動化檢測與診斷，從而有效保證生產(chǎn)的安全性。相較傳統(tǒng)化工生產(chǎn)過程中需安排專業(yè)人員負(fù)責(zé)監(jiān)控設(shè)備與儀器運(yùn)行狀態(tài)，自動化條件下化工生產(chǎn)安全性更高。隨著化 學(xué)工程與工藝的自動化發(fā)展，建立自動化控制系統(tǒng)能夠完成對各種設(shè)備、 儀器的24h 監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)故障并報警，專業(yè)技術(shù)人員就具體問題進(jìn)行有效處理，從而保證化工生產(chǎn)的穩(wěn)定性與安全性。當(dāng)自動化監(jiān)控系統(tǒng)處于工 作狀態(tài)下，就可實現(xiàn)對各項電子儀表的有效監(jiān)測，若儀表性能出現(xiàn)問題，就會及時進(jìn)行報警，協(xié)助專業(yè)技術(shù)人員完成電子儀表的檢查，同時為儀表校準(zhǔn)提供真實依據(jù)。針對重要的化工車間，科學(xué)安裝自動化監(jiān)控設(shè)備，同時在自動化監(jiān)控系統(tǒng)中準(zhǔn)確輸人數(shù)據(jù)信息，利用自動化監(jiān)控系統(tǒng)就能夠按照數(shù)據(jù)信息和設(shè)備參數(shù)信息實現(xiàn)自主監(jiān)控。在發(fā)生緊急危險故障后，相應(yīng) 參數(shù)就會發(fā)生變化。此時自動化監(jiān)控系統(tǒng)就能夠按照監(jiān)測數(shù)據(jù)信息的具體變化情況，第一時間完成停車操作，從而防止緊急危險事故的發(fā)生，減小事故造成的危害，有效保證化工設(shè)備與技術(shù)工作人員的安全。

（二）貫徹節(jié)能減耗政策

在化工生產(chǎn)過程中，對化學(xué)工程與工藝實施集成操作，科學(xué)創(chuàng)建自動 化監(jiān)測系統(tǒng)，能夠有效提升化工生產(chǎn)效率，切實保證化工生產(chǎn)的安全性與 穩(wěn)定性。根據(jù)自動化監(jiān)測系統(tǒng)工作情況，結(jié)合化工生產(chǎn)工藝的具體變化實時優(yōu)化與調(diào)整工作方案，實現(xiàn)跟蹤式化工生產(chǎn)管理，減小化工生產(chǎn)能耗，同時能夠有效控制化工生產(chǎn)污染物的排放。基于此，化學(xué)工程與工藝中自動化監(jiān)測系統(tǒng)的有效運(yùn)行，能顯著提升化工生產(chǎn)的效能，有效落實與貫徹 節(jié)能減耗政策，也促進(jìn)了我國化學(xué)工業(yè)的發(fā)展。

二、化學(xué)工程與工藝應(yīng)用技術(shù)

（一）MEs 系統(tǒng)

MEs 是生產(chǎn)管理系統(tǒng)的一種，主要用于對出廠產(chǎn)品進(jìn)行分類、包裝、管理等操作。目前我國已有部分化工生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用 MEs 生產(chǎn)管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)以分鐘為單位的產(chǎn)品與產(chǎn)能的實時跟蹤，這可以提升化工生產(chǎn)中產(chǎn)品管理工作的效率，提升對產(chǎn)品分類匯總工作的速度同時降低出錯率。MEs 不但可以實現(xiàn)自動化的產(chǎn)品管理工作，還可以提供對設(shè)備故障自動化檢測的功能，通過對設(shè)備故障的自動化檢測，MEs 可為維修人員提供維修方案與建議，從而簡化維修工作的流程，提升其工作效率，對于提升化工生產(chǎn)企業(yè)的效益也很有幫助。

（二）DCs 技術(shù)

DCs 是一種智能控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的分散操作，以提升生產(chǎn)效率。DCs 系統(tǒng)包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)的記錄、管理與共享 ; 同時借助自動操作設(shè)備可以實現(xiàn)對部分生產(chǎn)過程的遠(yuǎn)程控制。此外，DCs 的檢測功能可以在生產(chǎn)線發(fā)生故障時及時報警并采取相應(yīng)的應(yīng)急措施，對于化工生產(chǎn)這種環(huán)節(jié)較多又有危險性的生產(chǎn)來說，應(yīng)用 DCs 系統(tǒng)可在很大程度上實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，對于提升生產(chǎn)效率和降低風(fēng)險有很大幫助。

三、化學(xué)工程與工藝自動化發(fā)展趨勢

（一）綠色化趨勢

在新的發(fā)展時期下，化學(xué)工程與工藝的綠色化滿足生態(tài)環(huán)境發(fā)展需求，以此達(dá)到理想化節(jié)能降耗效果。長期以來，因受到影響因素限制，致使化學(xué)工程與工藝自動化發(fā)展期間，極易造成環(huán)境污染和資源能源浪費(fèi)。所以，為了全面滿足生態(tài)環(huán)保要求，必須將環(huán)保技術(shù)引人到化學(xué)工程與工藝中，既可以維護(hù)生態(tài)環(huán)境的綠色化，還能夠減少資源與能源浪費(fèi)。在具體實踐中，隨著環(huán)保意識的加強(qiáng)，化工市場開始淘汰危害環(huán)境健康的化學(xué)物質(zhì)，比如原材料、催化劑、反應(yīng)劑等，從源頭角度減少周邊環(huán)境污染影響，全 面提升資源能源的利用效率。催化劑可以加速化學(xué)反應(yīng)，因此在化學(xué)生產(chǎn)中具有重要作用，然而多數(shù)化學(xué)反應(yīng)所使用的催化劑會產(chǎn)生毒害副產(chǎn)物，污染環(huán)境。所以在未來發(fā)展中，化學(xué)工程與工藝應(yīng)合理選擇催化劑，避免 產(chǎn)生大量污染物和廢棄物?？蒲腥藛T應(yīng)當(dāng)研發(fā)無毒害催化劑。比如烷基化固相催化劑具備高效率、無毒害優(yōu)勢，在反應(yīng)中可以充分利用廢棄物，實 現(xiàn)廢物循環(huán)使用。

（二）網(wǎng)絡(luò)化

步人21世紀(jì)，互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了高速發(fā)展，而且是其他行業(yè)無法攀比的。為了能夠充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特點與優(yōu)勢，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)力量促進(jìn)各行業(yè)之間的協(xié)同發(fā)展，我國在戰(zhàn)略層面尤為重視"互聯(lián)網(wǎng) +"，而且許多高等院校也組織學(xué)生參與各種類型的大賽活動?；ヂ?lián)網(wǎng)時代大幕的拉開，使人們的生活與工作方式出現(xiàn)了巨大變化。從化學(xué)工程與工藝自動化 發(fā)展方面進(jìn)行分析，與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之間的有機(jī)融合，不僅能夠充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢，也能夠有效提高化學(xué)工程與工藝自動化的科學(xué)性、合理性，更為化學(xué)工程與工藝自動化發(fā)展注人新動力。基于此，需要深挖互聯(lián)網(wǎng)技 術(shù)優(yōu)勢，并將其與化學(xué)工程與工藝自動化進(jìn)行有效結(jié)合，從而將化學(xué)工程與工藝自動化帶人到新的發(fā)展階。

（三）全面化

當(dāng)前的化工生產(chǎn)中雖然應(yīng)用了自動化技術(shù)，但目前的自動化技術(shù)僅能作為對人工生產(chǎn)的輔助，尚不能做到真正的"自動生產(chǎn)"。而目前結(jié)合人工智能技術(shù)的全面自動化技術(shù)是研究的熱點之一，人工智能技術(shù)旨在使用機(jī)械模擬人的動作，應(yīng)用了人工智能技術(shù)的機(jī)械可以在很大程度上代替人類。當(dāng)人工智能技術(shù)進(jìn)一步成熟時，人們可以期待在化工生產(chǎn)的自動化工藝中應(yīng)用人工智能技術(shù)，從而讓人工智能代替人類控制化工生產(chǎn)，進(jìn) 一步解放人類的勞動?；どa(chǎn)是一種危險性較高的行業(yè)，很多種類的化學(xué)制品在生產(chǎn)過程中會涉及到對人體有毒有害物質(zhì)，從事化工生產(chǎn)的工人長時間處于這種環(huán)境中會不可避免地對其健康造成影響，同時涉及到危險化學(xué)品的生產(chǎn)流程一旦出現(xiàn)問題很有可能造成人身事故。而全面應(yīng)用結(jié)合人工智能的自動化技術(shù)后，化工生產(chǎn)中的危險環(huán)節(jié)可以由智能機(jī)械自動進(jìn)行，或是由生產(chǎn)工人在安全的地區(qū)操作機(jī)械進(jìn)行。這種全面自動化的生產(chǎn)方式不但可以降低生產(chǎn)工人的勞動負(fù)擔(dān)，也能夠避免其接觸危險化學(xué)品對健康造成影響或遇到意外事故，真正地實現(xiàn)生產(chǎn)人性化的同時進(jìn)一步提升生產(chǎn)力。

結(jié)束語：綜上所述，對于化學(xué)行業(yè)來說，基于工業(yè)發(fā)展環(huán)境，自動化技術(shù)的作用非常明顯。全面提升化學(xué)工程與工藝的自動化水平，有助于促進(jìn)我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，相應(yīng)提升工業(yè)發(fā)展水平。通過化學(xué)工程與工業(yè)自動化發(fā)展，能夠提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率，控制產(chǎn)能消耗，降低生產(chǎn)成本。 因此在未來發(fā)展中，化學(xué)工程與工藝勢必會朝著現(xiàn)代化、創(chuàng)新化和綠色化方向發(fā)展。

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