精細化工生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)分析與設(shè)計

吳 震

（寧夏瑞泰科技股份有限公司，寧夏中衛(wèi) 755000）

在新的社會經(jīng)濟發(fā)展形勢下，精細化工作業(yè)模式對常規(guī)的生產(chǎn)形式帶來嚴重的沖擊，但由于該項生產(chǎn)方式步驟較多，且操作難度較大，使其實際應用范圍較窄，同時由于技術(shù)限制，對該行業(yè)在國內(nèi)的發(fā)展帶來諸多困難。

1 精細化工生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)缺點

1.1 優(yōu)點

現(xiàn)階段，精細化工的相關(guān)市場在不斷變化，且新生產(chǎn)的產(chǎn)品持續(xù)壽命較短，通常在短時間內(nèi)便會被市場淘汰，整體的更新頻率較快，因此，該領(lǐng)域的大部分企業(yè)不會針對某一產(chǎn)品進行大批量的生產(chǎn)，由此，便對其新產(chǎn)品研發(fā)能力提出更高的要求。而為適應此種產(chǎn)業(yè)情況，相關(guān)企業(yè)會控制研發(fā)項目的周期，通過此種方式提高自身更新?lián)Q代的速度?；诖?，相關(guān)企業(yè)應優(yōu)化在實際生產(chǎn)期間有關(guān)于數(shù)據(jù)收集整合的操作能力，并強化自身的數(shù)據(jù)處理效率，構(gòu)建精細化工生產(chǎn)的框架，有助于改良生產(chǎn)技術(shù)。另外，為保證自身產(chǎn)品更新能力，以適應相關(guān)市場的需要，應利用計算機進行部分操作，根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)以及相應的作業(yè)標準設(shè)定具有較強針對性的路線，有利于提升控制系統(tǒng)的實際效用，使各項參數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)靈活變換，最終形成安全高效的生產(chǎn)控制過程。所以，精細化工生產(chǎn)期間，應強化對生產(chǎn)過程的柔性管理，以控制產(chǎn)品的生產(chǎn)時長，保證基本的作業(yè)效率，確保產(chǎn)品更新生產(chǎn)效率能夠適應相關(guān)市場形勢。

精細化工生產(chǎn)過程中，大多不會采用連續(xù)性的作業(yè)方式，實際進行產(chǎn)品生產(chǎn)期間，進行分批投料，經(jīng)過一系列的生產(chǎn)工序完成產(chǎn)品生產(chǎn)。此項生產(chǎn)方式在社會經(jīng)濟有效發(fā)展的背景下，結(jié)合相關(guān)市場形勢的轉(zhuǎn)變，朝著大規(guī)模的方向發(fā)展。一般情況下，產(chǎn)品的實際價值會隨著使用材料的純度產(chǎn)生波動，若對該方面的標準較高，生產(chǎn)期間便要結(jié)合用料的特性，采用不同的精餾形勢，突出其非線性的特點。分批生產(chǎn)的優(yōu)勢在于，后續(xù)的生產(chǎn)活動可以借鑒上批次的經(jīng)驗，有助于優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)。

1.2 缺點

在進行精細化工生產(chǎn)作業(yè)時，實際的作業(yè)步驟較多，且受到自動化程度的限制，以及各類的物理、化學反應，提高了生產(chǎn)過程的復雜程度，由此，為保證作業(yè)質(zhì)量和效率，需要投入大量的勞動力。相關(guān)工作者在實際開展工作期間，會長時間處于高強度的作業(yè)環(huán)境中，以確保能夠?qū)崟r觀察到生產(chǎn)狀態(tài)。另外，在進行生產(chǎn)活動期間，若發(fā)生異常情況，或者工作人員未能按照既定規(guī)定管理溫度或水，會提高各項資源的消耗量，不僅影響產(chǎn)品的品質(zhì)，嚴重的情況下，還會出現(xiàn)安全問題。

2 精細化工生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)分析與設(shè)計

2.1 工藝分析

（1）配液環(huán)節(jié)，在進行該部分的作業(yè)期間，相關(guān)人員應事先準備好所需的物料，具體作業(yè)步驟有，加入適量的物料，通過管線加入相應的溶劑，使其得到充分的攪拌，然后借助氮氣壓力，將處理后的材料運送至反應釜中，在此期間，反應釜內(nèi)正常情況下會發(fā)生放熱反應，且表現(xiàn)較為明顯，技術(shù)人員可根據(jù)產(chǎn)生熱量的程度，合理調(diào)整運送的速度。

（2）反應環(huán)節(jié)，該部分是整個生產(chǎn)過程中較為復雜，且不易操控的環(huán)節(jié)，具體作業(yè)步驟有，加入相應的材料，經(jīng)過充分攪拌處理后，技術(shù)人員需控制計算機系統(tǒng)，向其中加入液堿。在此過程中，反應釜會發(fā)生放熱反應，對此，技術(shù)人員需利用對液堿流量的管控，降低溫度提升的速度。之后，需要借助相關(guān)設(shè)備將其運送到反應釜內(nèi)，完成該步驟后，經(jīng)過溫度波動反應后，需借助重力，達到分離水的目的。

（3）后處理工藝，具體而言，技術(shù)人員需要對上述工藝中分離出來的水做進一步處理，并采用相同的方式實施分離。完成全部工序后，需將有機物傳送至相應的釜內(nèi)，以實現(xiàn)有效結(jié)合，并實施干燥等相應的處理工序。

2.2 安全工藝設(shè)計

2.2.1 物料安全

若想保證精細化工工藝的安全性，需使用可靠性較高的生產(chǎn)設(shè)備。對此，在設(shè)計階段，需注重控制使用物料的危險程度，并采取多種有效方式，最大限度地消除危險因子，由此提高精細化工生產(chǎn)的安全程度。在進行該方面的安全設(shè)計時，應針對物料本身的危險系數(shù)進行整合，其中包括理化特性，引發(fā)爆炸、腐蝕性等內(nèi)容為切入口，以此為前提，合理選用工藝設(shè)施、管道以及相應的檢測設(shè)備等。借助對原料性質(zhì)的了解以及生產(chǎn)的需要，科學選用物料，既能夠起到防護、控制危險發(fā)生的作用，又可以控制后期運維的成本支出。

2.2.2 生產(chǎn)過程

在進行精細化工生產(chǎn)期間，會應用到大量的化工裝置單元實施具體的生產(chǎn)作業(yè)，包括材料過濾、潔凈、熱導，以及對純度的處理工藝，運用不同裝置生產(chǎn)的產(chǎn)品也存在某種程度上的差異。因此，在針對該方面進行工藝設(shè)計時，相關(guān)人員需對實際的生產(chǎn)以及設(shè)計現(xiàn)狀實施動態(tài)了解，以觀察危險程度較高的材料變化情況，有助于控制生產(chǎn)過程 中的溫度和壓力，降低生產(chǎn)活動對設(shè)備的損耗程度。同時，在進行危險系數(shù)較高的生產(chǎn)活動時，需根據(jù)現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)定， 根據(jù)易發(fā)生危險的環(huán)節(jié)制定專項的安全防護方案。例如某相關(guān)企業(yè)在開展磺化生產(chǎn)活動時，形成安全風險的因素主要包括材料的屬性以及磺化試劑的腐蝕性和氧化性，其在生產(chǎn)過程中，會不斷放熱。另外，需要注意的是，原料添加的順序、數(shù)量、速度、攪拌以及后續(xù)的冷卻處理等環(huán)節(jié)，都會引發(fā)高溫的現(xiàn)象，進而發(fā)生安全事故。由此，在進行生產(chǎn)期間，相關(guān)人員應提高對監(jiān)控反應釜的關(guān)注度，以保證該項活動能夠安全穩(wěn)定運行。

2.2.3 工藝裝置

精細化工使用的設(shè)備與其他生產(chǎn)模式無本質(zhì)上的區(qū)別，為確保生產(chǎn)活動的有效性，需要使用合適的工藝裝置。而精細化工生產(chǎn)的產(chǎn)能較低，不同的產(chǎn)品使用的裝置基本不一致，大部分為專屬裝置，此外，裝置本身的制造標準極高，多應用在有毒、腐蝕性強、易燃易爆的生產(chǎn)活動中，由此，大幅度提高了運行風險系數(shù)，提高了對工藝裝置的標準。在進行該方面的工藝設(shè)計時，應注重實用的材料、制造能力、裝配作業(yè)的標準化等。另外，生產(chǎn)期間應用的裝置，需根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)安全標準選用相應規(guī)格的設(shè)備，如反應器、塔器等。其中制作材料應具備較高的抗腐蝕能力，并由專業(yè)人員進行安裝。在工藝設(shè)計階段，相關(guān)人員需綜合考量裝置的安全程度，以提高工藝的安全標準，保證生產(chǎn)活動的穩(wěn)定性。

2.2.4 管道設(shè)計

精細化工生產(chǎn)過程中使用大量的管道部件，其承載著高腐蝕性、毒性和易燃材料，而為保證生產(chǎn)的安全性，控制惡性事件的發(fā)生概率，要求在工藝設(shè)計階段加設(shè)有效的防護措施。此部分的資金投入量較少，且作業(yè)簡單，但需要注意的是，該部分是由多個部件連接而成的，其中的連接點極多，而這也正是危險系數(shù)較高的部分。另外，精細化工生產(chǎn)活動使用的材料較為繁雜，且各自的屬性不同，若對管道的重視程度不足，極易引發(fā)危險事件。因此，對該方面的工藝設(shè)計工作也是不容忽視的。

2.3 車間工藝設(shè)計

對此方面的工藝設(shè)計涉及多個環(huán)節(jié)，具體包括對工藝路徑的判斷；明確生產(chǎn)形式后，需以此為基礎(chǔ)，制定相應的作業(yè)過程，此部分較為復雜，如生產(chǎn)形式、反應器選用、材料運輸?shù)?；整合生產(chǎn)需要的數(shù)據(jù)信息；物料以及能量計算；裝置工藝設(shè)計，以確保生產(chǎn)設(shè)備的合理性；設(shè)計生產(chǎn)過程的全部環(huán)節(jié)；對車間和管道進行合理布局；生產(chǎn)活動中包含的非工藝環(huán)節(jié)需根據(jù)既定的標準進行；明確車間工藝設(shè)計的有關(guān)要求標準。

3 結(jié)束語

綜上所述，精細化工生產(chǎn)過程的控制系統(tǒng)已經(jīng)得到實際應用，并呈現(xiàn)出較好的使用效果，由此可以看出，設(shè)計模式具備一定的可行性，有助于提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)固性和可控性，實現(xiàn)應有的容錯功能，有利于及時發(fā)現(xiàn)異常情況，保證生產(chǎn)過程的安全性。