自動化化學工程與工藝的發展趨勢探究

呂艷霞

摘要∶化學是重要的自然學科之一，在日常生活、工業生產與科學研究中有廣泛用處，而近年來自動化技術的發展使得化學學科的研究與應用手段 有了全新的突破。其中，以自動化技術為代表的自動化化學工程使得化工生產中的很多流程被機械所代替，這使得化工生產中的人力勞動得以解放，進一步提升了化工生產的水平。因此，本文對自動化的化學工程與工藝的發展趨勢進行了探究。

關鍵詞∶化學工程：化工生產：自動化：發展趨勢

在化學學科中，化學工程與工藝屬于重要學科，與現代化學發展的關 聯性密切，聯合理論知識與實踐，可以生產出較多新物質和新產品，對不同材料進行二次加工，提升材料的循環使用效率，高效應用資源和能源。 由于化學工程與工藝發展速度快，在國民經濟發展中占據支柱性地位，能 夠有效解決現存環境問題，緩解資源能源緊張問題，因此得以廣泛應用。

一、化學工程與工藝自動化的重要性

（一）加強化工生產安全性

化學工程與工藝自動化，能夠對化工生產時故障的自動化檢測與診斷，從而有效保證生產的安全性。相較傳統化工生產過程中需安排專業人員負責監控設備與儀器運行狀態，自動化條件下化工生產安全性更高。隨著化 學工程與工藝的自動化發展，建立自動化控制系統能夠完成對各種設備、 儀器的24h 監控，及時發現故障并報警，專業技術人員就具體問題進行有效處理，從而保證化工生產的穩定性與安全性。當自動化監控系統處于工 作狀態下，就可實現對各項電子儀表的有效監測，若儀表性能出現問題，就會及時進行報警，協助專業技術人員完成電子儀表的檢查，同時為儀表校準提供真實依據。針對重要的化工車間，科學安裝自動化監控設備，同時在自動化監控系統中準確輸人數據信息，利用自動化監控系統就能夠按照數據信息和設備參數信息實現自主監控。在發生緊急危險故障后，相應 參數就會發生變化。此時自動化監控系統就能夠按照監測數據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生，減小事故造成的危害，有效保證化工設備與技術工作人員的安全。

（二）貫徹節能減耗政策

在化工生產過程中，對化學工程與工藝實施集成操作，科學創建自動 化監測系統，能夠有效提升化工生產效率，切實保證化工生產的安全性與 穩定性。根據自動化監測系統工作情況，結合化工生產工藝的具體變化實時優化與調整工作方案，實現跟蹤式化工生產管理，減小化工生產能耗，同時能夠有效控制化工生產污染物的排放。基于此，化學工程與工藝中自動化監測系統的有效運行，能顯著提升化工生產的效能，有效落實與貫徹 節能減耗政策，也促進了我國化學工業的發展。

二、化學工程與工藝應用技術

（一）MEs 系統

MEs 是生產管理系統的一種，主要用于對出廠產品進行分類、包裝、管理等操作。目前我國已有部分化工生產企業應用 MEs 生產管理系統，可實現以分鐘為單位的產品與產能的實時跟蹤，這可以提升化工生產中產品管理工作的效率，提升對產品分類匯總工作的速度同時降低出錯率。MEs 不但可以實現自動化的產品管理工作，還可以提供對設備故障自動化檢測的功能，通過對設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，對于提升化工生產企業的效益也很有幫助。

（二）DCs 技術

DCs 是一種智能控制系統，可以實現生產過程的分散操作，以提升生產效率。DCs 系統包括生產數據的記錄、管理與共享 ; 同時借助自動操作設備可以實現對部分生產過程的遠程控制。此外，DCs 的檢測功能可以在生產線發生故障時及時報警并采取相應的應急措施，對于化工生產這種環節較多又有危險性的生產來說，應用 DCs 系統可在很大程度上實現生產過程自動化，對于提升生產效率和降低風險有很大幫助。

三、化學工程與工藝自動化發展趨勢

（一）綠色化趨勢

在新的發展時期下，化學工程與工藝的綠色化滿足生態環境發展需求，以此達到理想化節能降耗效果。長期以來，因受到影響因素限制，致使化學工程與工藝自動化發展期間，極易造成環境污染和資源能源浪費。所以，為了全面滿足生態環保要求，必須將環保技術引人到化學工程與工藝中，既可以維護生態環境的綠色化，還能夠減少資源與能源浪費。在具體實踐中，隨著環保意識的加強，化工市場開始淘汰危害環境健康的化學物質，比如原材料、催化劑、反應劑等，從源頭角度減少周邊環境污染影響，全 面提升資源能源的利用效率。催化劑可以加速化學反應，因此在化學生產中具有重要作用，然而多數化學反應所使用的催化劑會產生毒害副產物，污染環境。所以在未來發展中，化學工程與工藝應合理選擇催化劑，避免 產生大量污染物和廢棄物。科研人員應當研發無毒害催化劑。比如烷基化固相催化劑具備高效率、無毒害優勢，在反應中可以充分利用廢棄物，實 現廢物循環使用。

（二）網絡化

步人21世紀，互聯網產業實現了高速發展，而且是其他行業無法攀比的。為了能夠充分發揮互聯網技術特點與優勢，通過互聯網技術力量促進各行業之間的協同發展，我國在戰略層面尤為重視"互聯網 +"，而且許多高等院校也組織學生參與各種類型的大賽活動。互聯網時代大幕的拉開，使人們的生活與工作方式出現了巨大變化。從化學工程與工藝自動化 發展方面進行分析，與互聯網技術之間的有機融合，不僅能夠充分發揮互聯網技術優勢，也能夠有效提高化學工程與工藝自動化的科學性、合理性，更為化學工程與工藝自動化發展注人新動力。基于此，需要深挖互聯網技 術優勢，并將其與化學工程與工藝自動化進行有效結合，從而將化學工程與工藝自動化帶人到新的發展階。

（三）全面化

當前的化工生產中雖然應用了自動化技術，但目前的自動化技術僅能作為對人工生產的輔助，尚不能做到真正的"自動生產"。而目前結合人工智能技術的全面自動化技術是研究的熱點之一，人工智能技術旨在使用機械模擬人的動作，應用了人工智能技術的機械可以在很大程度上代替人類。當人工智能技術進一步成熟時，人們可以期待在化工生產的自動化工藝中應用人工智能技術，從而讓人工智能代替人類控制化工生產，進 一步解放人類的勞動。化工生產是一種危險性較高的行業，很多種類的化學制品在生產過程中會涉及到對人體有毒有害物質，從事化工生產的工人長時間處于這種環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品的生產流程一旦出現問題很有可能造成人身事故。而全面應用結合人工智能的自動化技術后，化工生產中的危險環節可以由智能機械自動進行，或是由生產工人在安全的地區操作機械進行。這種全面自動化的生產方式不但可以降低生產工人的勞動負擔，也能夠避免其接觸危險化學品對健康造成影響或遇到意外事故，真正地實現生產人性化的同時進一步提升生產力。

結束語：綜上所述，對于化學行業來說，基于工業發展環境，自動化技術的作用非常明顯。全面提升化學工程與工藝的自動化水平，有助于促進我國工業經濟發展，相應提升工業發展水平。通過化學工程與工業自動化發展，能夠提升產品生產效率，控制產能消耗，降低生產成本。 因此在未來發展中，化學工程與工藝勢必會朝著現代化、創新化和綠色化方向發展。

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