1 引言
精细化工由于其发展历史较短与国外技术发展还存在一定的差距, 在技术发展上还存在一些缺陷性和不成熟的地方,因此精细化工在我国还是一个需要长期进行技术更新和发展的新型化工行业。虽然精细化工是未来化学化工行业发展的主要趋势和大方向所在, 但是在其发展过程中还存在一些问题,这就需要相关技术人员要不断进行技术创新和研发, 解决发展过程中存在的一些问题, 通过技术措施建立柔性生产制度,在控制和不扩大经济成本的同时保证生产过程的灵活性和可适应性, 从而促进经济的良性发展。
2 精细化工生产过程的特点
2.1 工艺复杂、操作难度高同时劳动强度大
由于精细化工的生产过程需要很多复杂的步骤和规范的操作流程, 因此对技术人员的要求比较高而且劳动强度较大。另外, 精细化工的生产过程大多都是间歇或者半连续性的, 要求各种设备之间的协同配合和共同工作, 这对技术人员对于工艺流程的掌握熟练度要求非常严格, 既要求工作人员熟悉各种流程和操作规范而且必须对流程作业的操作内容和结果有一个熟练的了解和掌握。化工行业是一个非常高危的行业,经过各种化学反应常常产生各种形式的异构体和化学衍生物,因此如果工作人员在生产过程中如果操作不当就会发生严重的安全事故, 影响着员工的人身财产安全。在聚氟乙烯的生产过程中主要是采用悬浮法的方式进行生产, 此种方法可以保证聚氟乙烯优越的具稳定性、耐候性及柔韧性, 因此被广泛应用与高层建筑、铝幕、机器零件等需要高耐久性的场所中。
2.2 产量小、品种多、寿命短
针对市场需求及时调整精细化工的生产方向和生产规模是精细化工的一大优势所在, 小批量市场、可以满足多样化和个性化的需求, 并且可以根据市场信息对自身产品进行准确的定位和投入是精细化工的其他优势。简而言之, 产量小、品种多、寿命短是其优势要点所在, 因此, 精细化工最重要的是要实行柔性生产的制度和规模, 对市场信息必须有一个敏锐准确的把握, 从而保证生产方向与市场需求的一致性, 另外,需要注意的是, 对于长时间市场需求依附性不宜过大, 应把目标集中在短时间的市场需求上, 能够根据市场信息短时间内调整生产规模和研究生产方向, 达到高效率生产, 高附加值输出的目的, 从而为企业带来良好的经济效益。
2.3 生产方式的不足和时变性
间歇式或者半连续性生产是精细化工区别于其他化工生产方式的显著标志, 由于其自身生产工艺相对来说比较复杂和繁冗, 需要多个部门和流程的相互配合并且要经过各种系统的工艺和工序, 到最后一个完整的成本才会呈现出来。需要特别注意的是, 在生产过程中, 现场环境和反应条件是在不断变化着的, 同时在化学实验过程中会有副产物的产生, 如果这些条件得不到有效控制的话, 会产生严重的安全隐患问题, 因此, 从这个层面来说, 精细化工在生产过程中其方式具有一定程度的不足并且由于环境等不可控因素的影响, 同时具有时变性的特点。
3 精细化工生产过程控制技术
3.1 从程序控制、顺序控制向自动批量生产控制发展
一次性操作是间歇生产过程的首要特点, 通过一次性投料、一次性产出的方式进行批量生产是精细化工的关键所在。在批量生产过程中, 产品生产的周期性和可持续性是间歇生产过程中一个非常重要的环节, 每次化学反应完毕后, 通过一次性投料的方式重新进行原料加入, 保证下一步反应的正常进行, 并且通过各项指标的测定和各项流程的标准化管理保证化学反应过程的合理性和科学性, 延续此种方式循环往复从而进行批量生产。间歇性的生产过程一般都需要预先设计生产方案和各项工艺参数从而保证生产过程的可控性, 区别于传统的顺序控制和程序控制的特点, 通过各项科学技术和参数的规定实现自动化的批量生产控制是现代精细化工的核心所在。
 
图1 精细化工综合生产线图
3.2 从仪表控制向计算机控制以及DCS控制发展
在传统化工行业生产过程中, 企业为节约生产成本和自动化投资, 往往采用模拟仪表和智能化数字仪表控制的方式进行控制, 此种控制方式由于手动操作偏多, 因此自动化的程度偏低, 经过时代和科学技术的不断发展, 此种方法明显不适合于计算机通信技术高速发展的信息社会。随着自动化程度的提高和计算机通信技术的发展, 基于此种基础的自动化控制技术应运而生, 由于精细化工在生产过程中所应用的各种模板和监控软件与PC 具有兼容性, 而且其还具有相对的经济性和可操作性的特点被广泛应用于精细化工的生产控制过程中。可编程控制器模拟量控制以及数据通技术的发展为精细化工提供了技术上的支持和保障, 同时电子屏幕的触屏操作的不断发展更是为各项控制系统和软件的运行和操作提供了极大的便利性。DeltaV、JX-300X、Simatic PCS7、HOLLiASMACS 等DCS 系统的广泛应用是精细化工生产过程控制由仪表控制向计算机控制以及DCS 控制发展的表现, 经过化工行业的长期实验过程, 目前DCS 控制技术已经推广使用并获得了良好的回馈, 产生了巨大的经济效益和社会效益, 促进化学化工行业的进步和高新技术的推广应用规模的扩大。
3.3 从人工控制、常规PID控制向先进的迭代学习优化控制发展
预先设定好生产方案以及对生产流程进行控制是精细化工生产过程中一个非常关键的部分, 在反应过程中开始之前,通过技术手段必须要对反应过程中出现的温度变化和压力变化做到准确的预测, 同时在反应原料添加之前对原料的搅拌速度和浓度要做到科学的控制, 在反应变化过程中, 及时掌握各种参数的变化, 以便及时掌握反应过程和反应进行速度。
在之前的精细化工生产过程中, 由于受各种条件的影响, 会产生各种不可控因素, 因此, 在自动化程度发展较低的时期会大量应用人工操作的方式进行控制, 但是人工操作存在明显的缺点, 具体表现为: 一方面, 由于在生产过程中所涉及的环节和控制点较多, 导致劳动强度过大; 另一方面, 控制点的增多和反应状态在各个时期的变化需要工作人员进行及时的观察的掌握, 这也就间接体现出了对工作人员工作熟练程度和经验的要求, 在一些特殊环节中, 如果工作人员操作不当会产生严重的安全隐患。随着现代科学技术的发展, 在精细化工生产过程的控制中, 自动化程度明显提高, 现代迭代学习优化控制成为新型的控制方式, 极大的解决了以上两个方面的问题, 为精细化工的发展提供了新的发展契机和新的经济增长点。
4 结束语
在当代精细化工行业发展的过程中, 结合高新技术和计算机通信技术对其发展规模的扩大和发展速度的提升产生了极其重大的影响。本文通过简要分析在精细化工生产过程中的特点和控制, 对精细化工行业的发展现状和技术水平进行简要的概括, 希望给广大同行以启示, 共同促进此行业的发展进步。