精細化工生產過程控制系統分析與設計

吳 震

（寧夏瑞泰科技股份有限公司，寧夏中衛 755000）

在新的社會經濟發展形勢下，精細化工作業模式對常規的生產形式帶來嚴重的沖擊，但由于該項生產方式步驟較多，且操作難度較大，使其實際應用范圍較窄，同時由于技術限制，對該行業在國內的發展帶來諸多困難。

1 精細化工生產過程控制系統技術的優缺點

1.1 優點

現階段，精細化工的相關市場在不斷變化，且新生產的產品持續壽命較短，通常在短時間內便會被市場淘汰，整體的更新頻率較快，因此，該領域的大部分企業不會針對某一產品進行大批量的生產，由此，便對其新產品研發能力提出更高的要求。而為適應此種產業情況，相關企業會控制研發項目的周期，通過此種方式提高自身更新換代的速度?；诖?，相關企業應優化在實際生產期間有關于數據收集整合的操作能力，并強化自身的數據處理效率，構建精細化工生產的框架，有助于改良生產技術。另外，為保證自身產品更新能力，以適應相關市場的需要，應利用計算機進行部分操作，根據產品的生產技術以及相應的作業標準設定具有較強針對性的路線，有利于提升控制系統的實際效用，使各項參數能夠實現靈活變換，最終形成安全高效的生產控制過程。所以，精細化工生產期間，應強化對生產過程的柔性管理，以控制產品的生產時長，保證基本的作業效率，確保產品更新生產效率能夠適應相關市場形勢。

精細化工生產過程中，大多不會采用連續性的作業方式，實際進行產品生產期間，進行分批投料，經過一系列的生產工序完成產品生產。此項生產方式在社會經濟有效發展的背景下，結合相關市場形勢的轉變，朝著大規模的方向發展。一般情況下，產品的實際價值會隨著使用材料的純度產生波動，若對該方面的標準較高，生產期間便要結合用料的特性，采用不同的精餾形勢，突出其非線性的特點。分批生產的優勢在于，后續的生產活動可以借鑒上批次的經驗，有助于優化產品生產技術。

1.2 缺點

在進行精細化工生產作業時，實際的作業步驟較多，且受到自動化程度的限制，以及各類的物理、化學反應，提高了生產過程的復雜程度，由此，為保證作業質量和效率，需要投入大量的勞動力。相關工作者在實際開展工作期間，會長時間處于高強度的作業環境中，以確保能夠實時觀察到生產狀態。另外，在進行生產活動期間，若發生異常情況，或者工作人員未能按照既定規定管理溫度或水，會提高各項資源的消耗量，不僅影響產品的品質，嚴重的情況下，還會出現安全問題。

2 精細化工生產過程控制系統分析與設計

2.1 工藝分析

（1）配液環節，在進行該部分的作業期間，相關人員應事先準備好所需的物料，具體作業步驟有，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，反應釜內正常情況下會發生放熱反應，且表現較為明顯，技術人員可根據產生熱量的程度，合理調整運送的速度。

（2）反應環節，該部分是整個生產過程中較為復雜，且不易操控的環節，具體作業步驟有，加入相應的材料，經過充分攪拌處理后，技術人員需控制計算機系統，向其中加入液堿。在此過程中，反應釜會發生放熱反應，對此，技術人員需利用對液堿流量的管控，降低溫度提升的速度。之后，需要借助相關設備將其運送到反應釜內，完成該步驟后，經過溫度波動反應后，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，以實現有效結合，并實施干燥等相應的處理工序。

2.2 安全工藝設計

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設備。對此，在設計階段，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的安全程度。在進行該方面的安全設計時，應針對物料本身的危險系數進行整合，其中包括理化特性，引發爆炸、腐蝕性等內容為切入口，以此為前提，合理選用工藝設施、管道以及相應的檢測設備等。借助對原料性質的了解以及生產的需要，科學選用物料，既能夠起到防護、控制危險發生的作用，又可以控制后期運維的成本支出。

2.2.2 生產過程

在進行精細化工生產期間，會應用到大量的化工裝置單元實施具體的生產作業，包括材料過濾、潔凈、熱導，以及對純度的處理工藝，運用不同裝置生產的產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計時，相關人員需對實際的生產以及設計現狀實施動態了解，以觀察危險程度較高的材料變化情況，有助于控制生產過程 中的溫度和壓力，降低生產活動對設備的損耗程度。同時，在進行危險系數較高的生產活動時，需根據現行的相關規定， 根據易發生危險的環節制定專項的安全防護方案。例如某相關企業在開展磺化生產活動時，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，其在生產過程中，會不斷放熱。另外，需要注意的是，原料添加的順序、數量、速度、攪拌以及后續的冷卻處理等環節，都會引發高溫的現象，進而發生安全事故。由此，在進行生產期間，相關人員應提高對監控反應釜的關注度，以保證該項活動能夠安全穩定運行。

2.2.3 工藝裝置

精細化工使用的設備與其他生產模式無本質上的區別，為確保生產活動的有效性，需要使用合適的工藝裝置。而精細化工生產的產能較低，不同的產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、易燃易爆的生產活動中，由此，大幅度提高了運行風險系數，提高了對工藝裝置的標準。在進行該方面的工藝設計時，應注重實用的材料、制造能力、裝配作業的標準化等。另外，生產期間應用的裝置，需根據生產系統安全標準選用相應規格的設備，如反應器、塔器等。其中制作材料應具備較高的抗腐蝕能力，并由專業人員進行安裝。在工藝設計階段，相關人員需綜合考量裝置的安全程度，以提高工藝的安全標準，保證生產活動的穩定性。

2.2.4 管道設計

精細化工生產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，而為保證生產的安全性，控制惡性事件的發生概率，要求在工藝設計階段加設有效的防護措施。此部分的資金投入量較少，且作業簡單，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較高的部分。另外，精細化工生產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，極易引發危險事件。因此，對該方面的工藝設計工作也是不容忽視的。

2.3 車間工藝設計

對此方面的工藝設計涉及多個環節，具體包括對工藝路徑的判斷；明確生產形式后，需以此為基礎，制定相應的作業過程，此部分較為復雜，如生產形式、反應器選用、材料運輸等；整合生產需要的數據信息；物料以及能量計算；裝置工藝設計，以確保生產設備的合理性；設計生產過程的全部環節；對車間和管道進行合理布局；生產活動中包含的非工藝環節需根據既定的標準進行；明確車間工藝設計的有關要求標準。

3 結束語

綜上所述，精細化工生產過程的控制系統已經得到實際應用，并呈現出較好的使用效果，由此可以看出，設計模式具備一定的可行性，有助于提高控制系統的穩固性和可控性，實現應有的容錯功能，有利于及時發現異常情況，保證生產過程的安全性。