精細化工過程的控制技術分析

甄世鈺+宋納川+劉弘毅

[摘 要]伴隨精細化工市場的不斷發展，其對于產品的品質需求同樣有所增強，使得當前的精細化工大都運用小批量的形式進行加工，此加工環節展示出了時變性、間歇性以及工藝繁瑣的特征。并且，非常多的精細化工材料均有一定的腐蝕性和毒性，因此對于精細化工的過程實施控制具有極為重要的意義。本文就精細化工過程的控制技術進行簡單的分析。

[關鍵詞]精細化工；控制技術；分析

中圖分類號：TM211 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）12-0280-01

1 前言

精細化工制造環節大都以高新技術為基石，以市場需求種類、系列化為特征的化工加工環節。在之前的20多年時間內，化學工業出現了翻天覆地的改變。其趨勢大致展示為：由商品化學品加工向功能型化學品發展；由大規模環節向小規模化方向發展等。

2 精細化工概述

精細化工，是制造精細化學品行業的總稱。具備種類較多，更新速度較多；產量小，大都以間歇性的形式加工；具備功能性又或是最終運用性；大部分都是復配型的產品，配方等相關的技術明確了產品的性能；產品品質需求就高；較強的商品性，大部分以商品名進行銷售；技術密集程度較高，需要逐漸實施全新產品的技術研發與應用技術的開發，強調技術服務；設施費用低等其它特征。

3 精細化工過程的控制技術

3.1 集成技術

伴隨現代化自動化技術的日益發展，及當代社會對于精細化工自動化需求的逐漸增強，智能化的操作系統，依托本身的豐富資源、后經濟性以及運用便利等特點，在現代化的精細化工環節的數據采集與監控領域均獲得了大量的運用。伴隨數據通信手段的不斷發展，及編程控制技術與觸摸屏顯示操縱的趨于成熟，以此當作基礎控制器的智能操作體系被大量運用至精細化工環節的控制層面之中。計算機調控體系的逐漸進步以及本身性能的日益拓展，為了能夠達到精細化工環節的集成控制奠定了較好的技術基礎。集成控制所代表的是以綜合經濟技術標準當作最終的預期目標，對加工環節實施集成化的管理，同時涵蓋了批量加工、過程改善、加工管理、安全維護以及加工調度等其它拓展功能，從根本上達到真正意義層面的一體化加工、管理、監控。

3.2 自動批量生產控制

批量生產具備較為顯著的單向性與周期性特征，在完成一個批量生產過程之后，便代表了此次生產環節的完結，其次由材料購買過程始，邁入下一輪的加工，同時再次明確相應的制造規劃與流程指標等等，直至產品的形成，完成第二次的制造過程。在開始實施批量加工以前，往往需要完成好所有步驟的預備工作。因此，在傳統形式的精細化批量化加工控制體系里面，以流程具體指標設計為主要參考的順序控制體系以及以機械設施與產品相關工藝數據為借鑒的程序型控制體系，獲得了大力宣揚與大量運用。當前，批量小與種類繁多已經發展成現代化精細化工加工不斷發展的重要趨勢，其對于產品加工環節的柔性需求有著更加強的需求，其同樣更加深入的推動了全球間歇環節控制指標的引進，大都涵蓋了國際指標。從控制系統層面而言，需要充分融合產品的特征，明確科學的控制規劃，同時按照具體的加工進程與現實的進度來便利的調節控制規劃達到全面的自動批量加工控制，從根本層面實現滿足現代化精細化工發展對于柔性的需求。

3.3 優化控制

運用迭代學習實施優化控制，能夠處理精細化工環節工藝數據運轉軌跡的優化追蹤控制等相關問題，避免操作人員完全不一樣的操作步驟和過程特征改善所造成的影響，獲得最佳的控制律，和其它的反饋控制方式相互融合，達到精細化工環節的優化控制。其已經在苯乙烯間歇聚合反應終點品質調控、PVC樹脂間歇發酵環節的補料調控與間歇反應釜溫度調控等非常多精細化工環節的控制環節獲得驗證。迭代學習控制所具備的自學習優化特征，使得其在精細化工環節具有極為廣闊的發展趨勢。

3.4 綜合性統計過程控制

當前的精細化工加工環節的產品品質調控，大多存在與加工的開始、關鍵中間點以及終點等有限數量的點實施工藝材料的化驗研究，操作偏差又或是過程影響往往會使得工藝環節的運轉遠離準確的工況，此依托自身進行經驗操縱的形式往往無法對加工品質實施科學合理的控制。統計過程控制，又被叫做統計質量控制，其所指的是運用數理統計方式的加工環節的監管工具。其對于加工環節實施分析與評判，按照所反饋的信息即時發覺問題，同時運用有關措施將其排除，使其始終維持在受控的狀態。因為SPC技術的重要功能，在最近幾年時間內精細化工行業SPC方式的分析與運用范疇轉向以數據驅動為基礎的工況監管、繁瑣物性數據的軟測量、加工環節與終點評判、產品品質預估與控制等其它方向不斷發展。

4 精細化工過程控制技術的發展方向

（1）過程控制逐漸向著計算機化的方向擴展，增強過程控制的自動化程度。在傳統形式的過程控制環節，由于節約費用等因素的影響，其調控大都運用儀表的形式來完成，導致過程控制的自動化水平相對偏低。當前，伴隨自動化與計算機等相關技術的完善，再加上市場對過程控制需求的增強，過程控制的自動化是其發展的必然。

（2）控制的形式逐漸向批量的方向擴展。因為精細化工所具有的間歇性加工特征，所以在傳統形式的加工環節里面大都運用一次性投料的形式，運用批量的加工形式，在所有環節的制造完成之后才可以實施后續的加工，如此循環往復即可。

（3）智能化控制是當前精細化工在制造環節大多會采取事先設置的調控策略實施，其生產速度、加工溫度以及壓力等相關參數均是預先設定的，此調控方式能夠確保所有批次的制造環節均是一樣的。但是，在顯示的制造環節里面，因為遭受外部環境及內部因素的改變，精細化工會遭受完全不一樣程度的影響，然而傳統的形式是經過操作者針對其實施干預，顯示的效果完全是由操作者的技術水平所明確的，進而造成所有批次產品的品質并不完全一樣。

5 結語

精細化工的過程控制便是為了能夠更加好的滿足市場發展的要求，展示出了復雜化與間歇性的特征，進而使得整個加工環節變得非常繁瑣。為了能夠保證產品的品質，需要增強自動化水平，經過引入較為先進的技術來增強加工環節的調控能力，盡可能達到加工環節的問題控制，確保精細化工的加工品質。

參考文獻

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[2] 李小強，李留鋼，關民普.中國精細化工的現狀和發展前景展望[J].科技信息，2011，23.

[3] 楊靖.精細化工的發展趨勢以及如何發展綠色精細化工[J].化工管理，2014，15.

作者簡介

甄世鈺（1997—），男，漢族，籍貫：甘肅金昌，學歷學位：本科在讀，職稱：無，單位：大連理工大學，研究方向：化學工程；

宋納川（1997—），男，漢族，籍貫：山東日照，學歷學位：本科在讀，單位：大連理工大學，研究方向：高分子材料；

劉弘毅（1997—），女，漢族，籍貫：遼寧大連，學歷學位：本科在讀，，單位：大連理工大學，研究方向：公共事業管理。