精细化工过程控制技术的发展状况分析

杨鹏

摘要：在精细化工市场迅猛发展的背景下，产品的需求也在持续的变化中。现阶段，精细化工仍以小批量生产为主，并且整个生产过程呈现间接性和时变性。此外，绝大多数的精细化工原料都具有一定的毒性或者腐蚀性，这就需要做好过程控制工作。本文首先对精细化工过程控制的特点进行了分析，然后对精细化工过程控制技术的发展状况进行了展望。

关键词：精细化工;过程控制技术;发展状况

1 前言

现阶段，在化工产业中精细化工已经占到了很大的比重，然而由于精细化工规模较小、间歇性生产以及复杂的过程控制等特点，国内精细化工的自动化、精细化水平较差，与国外发达国家相比距离明显。为此，及时进行精细化工核心技术开发和发展趋势的研究具有重大现实意义，是提高国内经济化工自动化水平的必要措施。

2 精细化工过程控制的技术特点

结合国内精细化工发展状况进行分析可以发现，精细化工生产过程的控制特点如下：

第一，经济化工一般具有种类多、规模小、周期短的特点。当下国内精细化工种类已经达到上百种，产品类型繁多、分支精细，具有专用性强的特点，最终结果为精细化工的生产规模较为有限。第二，精细化工一般为半连续性、间歇性作业。这一特点主要原因在于精细化工的产品具有规模小导致，一般状况下采用半连续工艺操作可切实提高整个项目的产品质量。考虑到产品加工过程中的工艺参数会发生改变，因此其过程控制具有稳定性差、变化幅度大、动态特征突出的特点，为此，过程控制必须考虑采用更为灵活的操作条件进行处理，保证调节有效性。第三，精细化工的生产中，流程多、操作复杂，包含大量高强度间歇性生产工艺，即生产过程中的流程便会受到明显影响，整个工艺操作的流程较多，单个流程具有操作复杂的特点，还需考虑到国内精细化工过程控制的自动化水平较低，一定程度上增加了劳作人员的工作强度。

3 精细化工过程控制技术的发展状况

3.1 过程控制向着计算机化发展

在传统的精细化工过程控制中，出于节省成本等方面的考虑，其控制一般采用仪表的方式进行，使得过程控制的自动化水平较低。目前，随着计算机和自动化技术的成熟，加之市场对于精细化工过程控制精度的提高，采用自动化过程控制系统已经成为精细化工过程控制的必然趋势。

3.2 控制的方式向着自动批量方向发展

考虑到精细化工存在间歇性生产的特点，传统精细化工作业中多采用一次性投料的方法，多为批量生产，且每次批量生产结束后方可进行第二阶段的生产，即下一个批次的生产，以此往复循环。从中可以分析得出，精细化工的间歇式生产中，大部分操作为重复性操作，包括投料、加工、关机等。针对这一类间歇性精细化工生产操作，一般仅需要按照预定要求进行参数设定、按流程操作即可，这为后续自动化操作奠定了基础。考虑到大部分精细化工必须要充分利用生产过程的弹性进行操作，为此必须严格执行ISA SP88相关标准，这一操作一般需要在计算机控制系统下执行，经由不同类型的策略进行管理和控制操作，并按照相应的生产计划完成相关方案的选择和切换，最大程度实现精细化工柔性生产的目的。

3.3 向智能化过程控制技术发展

当下国内精细化工的生产处理中，多是按照预期要求和策略等进行处理，需提前设定加工速度、压力、温度等要素，这一方法可维持各个生产流程大体维持一致。但是当下国内工艺操作和流程控制中，受外界因素、内部因素等诸多条件影响，精细化工受影响程度突出，传统干预模式是人工操作处理，实际效果一般由操作人员的专业能力所决定，进而会导致产品各个批次存在一定质量差异。由于间歇性生产操作并不会存在过多稳定工况，这一现象导致精细化工的生产中必须考虑动态调节、弹性控制处理，保证主要环境参数需与时间相互结合，但是当下PID控制具有范围有限的不足，一旦参数发生大范围改变，最终产品质量便会无法保证。这一状况下，可充分借助迭代控制方法对精细化工参数进行校核。

3.4 过程控制向着综合性控制方向发展

当下精细化工一般是经由简单参数调整进行处理，这一方法中，需测定生产初期、中间点、结束点几个位置的参数，但是操作失误、过程干扰等均会导致工艺结果存在较大差距，无法借助单纯的理论经验对项目控制质量进行控制。考虑到精细化工一般为不可逆反应，一旦出现工艺缺陷等导致的问题将无法补救，最终结果为原材料耗费、经济损失突出，严重时还会导致生产进度受到牵连。此外，精细化工生产极易发生质量波动，其起因包括：外部因素、设备因素。借助统计过程控制可以对生产过程进行考核，并及时作出客观有效的综合评价，还可结合反馈信息等进行生产状况的判断，必要时可采取一定措施对机械设备等进行修复处理，维持整个工艺操作和生產控制处于受控状态，并结合统计数据对其进行判断，为生产流程、监控管理、产品校验等建立技术支持。

4 结语

精细化工是市场发展的必然趋势，考虑到产品间歇性生产、流程复杂等特点，整个过程控制具有难度高、复杂度高的特点。因此，从提高产品加工质量的角度出发，必须及时加强产品生产控制过程自动化方向的妥善管理，借助过程控制算法等来提高产品控制能力，保证第一时间发现工艺操作中的潜在隐患，从而实现精细化工生产质量的有效控制。

参考文献：

[1]邹志云，刘燕军，刘兴红，等.精细化工过程控制技术的重要发展趋势[J].冶金自动化，2011，35（5）：11-16.