研究化学工程与工艺自动化的发展创新

洪箭

摘 要：化学在人们的日常生活中无处不在，因此提升化学研究与生产的水平，是提升人们生活水平与国家工业水平的关键。在当下我国技术与经济快速发展和谋求社会转型的背景下，提升我国的化学研究与化工生产水平，是提升我国工业水平从而加速我国转型的关键所在。而自动化技术对于提升化学研究与化工生产水平非常有帮助，因此研究自动化技术在化学中的应用，是提升我国化学生产力的重要手段。本文研究化学工程与工艺自动化的发展创新进行探讨。

关键词：化学工程;化工生产;自动化;发展趋势

1 化学工程与工艺

1.1 概念

化学工程是指利用化学反应中的各种原理进行工业生产的过程，在人们的日常生活中的很多部分都是化学工程的产物。例如石油化工所生产的汽油、化纤制品、塑料等;冶金工业中生产的各种合金;药理学中生产的各种药物以及军事领域生产的弹药、炸药等。正是因为化学在生活中无处不在，化学工程与其生产工艺才能够决定一个国家的技术与经济水平。而化工生产中的生产工艺又直接决定了化工生产的产品质量与效率，因此提升化工生产的效率，是提升我国化工领域生产水平，乃至提升我国工业技术水平的关键。

1.2 应用技术

1.2.1 MES系统

MES是生产管理系统的一种，主要用于对出厂产品进行分类、包装、管理等操作。目前我国已有部分化工生产企业应用MES生产管理系统，可实现以分钟为单位的产品与产能的实时跟踪，这可以提升化工生产中产品管理工作的效率，提升对产品分类汇总工作的速度同时降低出错率。MES不但可以实现自动化的产品管理工作，还可以提供对设备故障自动化检测的功能，通过对设备故障的自动化检测，MES可为维修人员提供维修方案与建议，从而简化维修工作的流程，提升其工作效率，对于提升化工生产企业的效益也很有帮助。

1.2.2 DCS技术

DCS是一种智能控制系统，可以实现生产过程的分散操作，以提升生产效率。DCS系统包括生产数据的记录、管理与共享;同时借助自动操作设备可以实现对部分生产过程的远程控制。此外，DCS的检测功能可以在生产线发生故障时及时报警并采取相应的应急措施，对于化工产这种环节较多又有危险性的生产来说，应用DCS系统可在很大程度上实现生产过程自动化，对于提升生产效率和降低风险有很大帮助。

2 化学工程与工艺中自动化技术的发展趋势

2.1 清洁化

环境问题一直是世界各国重视的问题，特别是近年来由于人类活动频繁导致的环境污染已经严重影响了人类的生存环境，因此很多国家开始重视环保和生态环境的治理，出台了大量治理与恢复环境的政策，我国也不例外。而化工生产便是对环境造成较大污染的工业生产之一，化工生产中所产生的废水、废气、废渣等都有可能对环境造成破坏，在当前倡导保护环境的背景下，控制化工生产中的生产流程与生产工艺，是降低化工生产对环境造成污染的关键。

通常化工生产对环境造成污染的方式有两种，一种是生产过程自身存在污染物，例如稀土金属的提炼或某些有毒有害物质的生产等，这些化工生产环节因其技术水平限制，难以达到对环境不造成污染。而另一种污染方式为生产环节中控制不严格，生产效率低下导致的污染物排放过量，这种污染方式则可以通过自动化技术解决。自动化技术使用机械控制生产过程，相较于人工控制生产，具有精确度更高的优势。因此在化工生产中应用自动化技术，可精确地控制生产过程中原材料的量，大幅提升生产效率，避免因原材料浪费导致的环境污染。

自动化技术在降低化工生产污染的另一个途径就在于其可以代替人工劳动，传统的由人工控制生产的过程中，容易出现因人员操作不规范导致的污染物随意排放问题。但人的行为具有很大的自主性，因此监管也难以控制。而自动化技术的生产流程提前设定，机械的工作方式也是固定的，因此不存在因不规范操作导致污染物随意排放的问题，从这一角度上说，应用自动化技术确实可以降低因不可控因素导致的环境污染。

2.2 全面化

当前的化工生产中虽然应用了自动化技术，但目前的自动化技术仅能作为对人工生产的辅助，尚不能做到真正的“自动生产”。而目前结合人工智能技术的全面自动化技术是研究的热点之一，人工智能技术旨在使用机械模拟人的动作，应用了人工智能技术的机械可以在很大程度上代替人类。当人工智能技术进一步成熟时，人们可以期待在化工生产的自动化工艺中应用人工智能技术，从而让人工智能代替人类控制化工生产，进一步解放人类的劳动。化工生产是一种危险性较高的行业，很多种类的化学制品在生产过程中会涉及到对人体有毒有害物质，从事化工生产的工人长时间处于这种环境中会不可避免地对其健康造成影响，同时涉及到危险化学品的生产流程一旦出现问题很有可能造成人身事故。而全面应用结合人工智能的自动化技术后，化工生产中的危险环节可以由智能机械自动进行，或是由生产工人在安全的地区操作机械进行。这种全面自动化的生产方式不但可以降低生产工人的劳动负担，也能够避免其接触危险化学品对健康造成影响或遇到意外事故，真正地实现生产人性化的同时进一步提升生产力。

2.3 网络化

互联网技术是当下的热门技术，互联网技术具有强大的信息传输与共享的优势，可以无视空间的限制将客户端链接起来，因此将互联网技术应用到自动化化工生产中，是一种全新的发展方向，对于进一步提升化工生产的生产力有很大贡献。互联网的最大优势在于随时随地获取信息，而化工生产中也存在需要信息支持的部分，例如生产方案的制定与材料比例的控制等。而将化工生产的自动化设备网络化，可使其在生产过程中自动联网获取最优的生产方案，从而提升生产企业的经济效益。同时，在互联网中获取到的信息，结合人工智能技术，可以建立面向用户的专家咨询系统，使生产设备可以解答用户提出的问题，或是结合用户的建议调整生产方案，从而使生产设备在自动化的同时做到智能化。

2.4 创新化

创新是企业发展的不竭动力，也是化工行业持续发展的重要方向。在未来化工和过程自动化的发展过程中，必须注重科技创新，以创新满足市场需求，以创新促进技术发展，以创新促进经济发展和企业进步。例如，蒸馏是目前化工生产中最常用的蒸馏方法。它是化工生产中必不可少的重要组成部分。通过使用一定的自动化设备和管理系统，加强对精馏过程的控制和管理，提高精馏效率和转化率。

2.5 现代化

化学工程是一门专业的综合性学科，是物质社会中综合分解和能量传递的过程，是在当今生产技术中占有重要地位的科学技术。加强化工工程和过程的自动化水平，可以提高化工工业的发展水平，也是经济社会发展的需要。新形势下在新的背景下，工业化程度、工业化的日益增长的需求，已成为现代化的重要方向的化学工程和工业自动化的发展，现代社会的方向发展，更好地促进水平的化学工业和其他产业的联系，更好地促进各行各业的共同发展和提升。

3 结束语

本文对化学工程与工艺中自动化技术的发展趋势进行了研究。化学工程对于国计民生有很大的影响，目前化工生产中应用的自动化技术主要有MES系统与DCS技术，当前我国的化工生产自动化还处于初级阶段，需要进一步发展以提升产能。在未来，化工生产将朝着清洁化、全面化与网络化等方向发展。化工生产是工业生产的根基之一，因此我国应当重视在化工生产中应用先进技术，从而全面提升国家整体水平。

参考文献：

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