自动化控制系统在精细化工生产上可行性分析

发表时间:2021/2/26   来源:《工程管理前沿》2020年32期   作者:许学娟
[导读] 精细化工生产与我国的信息、能源等息息相关
        许学娟
        潜山市应急管理局安全生产综合监察执法大队246300
        
        摘要:精细化工生产与我国的信息、能源等息息相关。并且精细化工对人们的生活状况有着重要的影响,其关系到国家的安全。但是精细化工生产具有腐蚀性、不安全性,所以保障其安全性、减少危险系数就是精细化生产中最需要关注的地方。
        关键词:自动化控制系统;精细化生产;可行性
        
        精细化工在化学领域中是最具活力的新兴领域之一,精细化工产品涉及的范围较广,为了能够大力发展精细化工技术和产品,就要提高其工艺技术和稳定性,自动化控制系统能够有效自动调节精细化工生产过程存在的变化因素,有效减少风险系数,提高生产工艺。
一、自动化控制系统的概念
        自动化控制系统中包括液压气动控制系统、电机控制系统、变频控制系统、自动化程序设置、机电技术服务等多种技术。自动化控制系统是指在生产过程中的一些系统中设置的自动控制装置[1],能够自动控制生产中的一些关键性参数的进行,让生产中的关键性参数和造作步骤在受到外界因素扰动的影响下而偏离正常轨道时,能够被自动修正回到生产工艺所要求的数值范围内。自动化控制系统的控制原理是闭环控制系统和开环控制系统,其中闭环控制是指利用输出量与生产工艺的期望数值的偏差对生产系统进行控制,使生产工艺获得较好的控制性能。开环控制系统是指让生产系统的输出只受生产输入的控制,其抑制干扰和控制精度的性能比较差。自动化控制系统又分为程序控制系统、随动控制系统、恒值控制系统,其中恒值控制系统是指保持一定的给定值,要求生产系统输出量以一定的精准度接近给定预期值的系统。
二、精细化工生产的特点
        1.品种多,批量少。由于化学产品具有特殊功能,适用方面较窄,多种精细化学产品的用量一般都不是太大,每个化学品种的年产量基本是几百千克、几十吨不等,少量需求的一般在几百上千吨左右。随着精细产品日益缩短的更新换代周期和不断扩大的应用领域,定制品种和专用品种将越来越多。所以精细化工生产又是多品种的生产。
        2.技术密集度高。由于化学产品的特殊性,每一种精细化学产品都有独特的生产工艺和配方,各类精细化学品的理化性能、剂型、化学结构都是不同的。并且由于精细化生产技术开发时间较长,成功率不高,导致精细化产品的开发研究投资较高,也就使精细化学品的生产者加强了技术保密性,保障自己的生产优势,从而垄断市场,也就不易被他人仿制。
        3.生产装置功能多样和生产流程多变。由于精细化学品的品种多批量少,所以其生产技术和工艺较为复杂,在生产精细化学品的过程中经常要改变生产流程和更换生产设备,这就要求操作者具备调整生产设备的灵活性,基于产品质量不变的情况下,采取相对稳定的生产工艺和多功能生产设备或装置,也就是为了保障生产流程相对稳定,取舍一些单项生产工艺的环节来满足产品生产的多变性。
        4.具有不安全和不稳定的因素。精细化工生产具有腐蚀性、有毒、易燃易爆的特点,在精细化工生产的过程中需要用到多种危险化学用品,其中包括氨基化合物、苯类、煤油、汽油、甲烷、乙烯等。这些危险物品具有两面性,能够为人们的生活带来便捷,但同时如果因为管理、使用不当就会导致在生产过程中发生事故,给人们带来巨大的伤害和灾难。


三、自动化控制系统在精细化工生产中的应用
        在任何生产过程中都会出现条件偏差的现象。尤其是在精细化工生产中,其大多数生产工艺都是连续性生产,多个设备相互连接,环环相扣,当其中某一环节的设备生产参数发生变化时,就会对其他设备中的某些参数或条件产生影响,导致生产偏离正常的生产轨道或工艺条件。而自动化控制系统能够利用其不需要靠近化学品的特点,改善在精细化工生产过程中存在的危险操作,并且人工能够通过操纵计算机系统保证在精细化工生产过程中减少偏离预期数据的发生。其主要应用在化学产品的保管、精细化工生产过程、生产设备装置等方面中。
        (一)化学物料的管理
        要保障精细化工生产的安全性,首先要保障化学物料能够妥善保管。在精细化工生产的过程中,要控制使用物料的危险性[2],采取多种有效处理方式最大限度的减少安全隐患,提高精细化工生产的安全程度。在进行精细化工生产安全设计时,要对化学物料的危险系数进行整合,其中包括腐蚀性、易燃易爆、理化特性等方面作为切入点,选择安全系数较高的管道、工艺设施、自动化控制系统等。根据生产的需要和化学原料的性质,科学、合理的选用化学物料,确保能够控制、防范危险的发生,同时减少后期的成本投入。
        (二)精细化工生成过程
        构成精细化工生产环节有三个,即配液环节、反应环节、后处理工艺。
        1.配液环节中,在这一环节的操作中,工作人员需提前准备好生产需要的化学物料,一般情况下,工作人员需要将合适的化学物料与相应的溶剂通过管道加入进去,使化学物料与溶剂充分搅拌后,利用氮气压力,将搅拌处理后的物料运送进反应釜中。在这一过程中为了保障生产环节的有效性,就需要选择适合的设备和装置,自动化控制系统能够很好的应用在工艺装置中,减少操作的危险性,较大的提高了运行安全系数,保障了生产活动的稳定性。
        2.反应环节,在这个环节中操作步骤极为复杂,由于化学物料与溶液产生的放热反应,工作人员需要及时、灵活的操作设备降低温度提升的速度。在这一操作中自动化控制系统就能够极大的发挥作用,工作人员仅需设置好相关参数,使用自动化控制系统,操作计算机就能够降低温度提升的速度,达到分离水的目的,较好的辅助工作人员完成工作,提高工作效率,减少危险系数。
        3.处理环节,在最后的处理环节,工作人员需要进一步处理分离出来的水,在完成全部工作之后,实现有效结合的处理工序。在这个过程中技术人员需要高度关注反应釜中的运行状况,保障生产能安全稳定的运行,减少安全事故的发生。采用自动化控制系统能够有效监察、控制运行状况,减少安全事故的发生,并且通过连锁保护和自动报警的保护措施降低操作风险。通过对自动化控制系统的数据反馈,工作人员能更好的对操作环节进行掌控。
四、结语
        综上所述,精细化工生产中存在很多的不稳定性、不安全性,要保障精细化工生产的安全性和生产工作的顺利开展,就必须提高工艺装置与技术。自动化控制系统的应用能够有效降低生产过程中的危险系数,通过其自动调节的特性减少生产过程中的危险岗位以及安全事故的发生,并且能够减少精细化工生产后期的资金投入。
        
参考文献:
        [1]江海波.精细化工中自动化技术的应用[J].化工管理,2020(23):163-164.
        [2]张洪福.电气自动化控制系统在化工生产中的应用[J].河南化工,2020,37(07):40-42
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