化学工程与工艺自动化的发展论文_高元龙,蒋忠仁

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摘要:事实上,在化学学科之中化学工程与工艺占有非常重要的地位,具有明显的先进性特点。其典型性在于能够将理论与现实有机地融合起来,继而将部分产品得以高效生产。借助化学工程与工艺中的自动化技术,还可将多种材料得以高效整合,继而使其得到再次加工。这样一来,材料的使用率就会再次提升,即对资源的再次利用。综合来讲,这一发展理念与我国的资源节约型、环境友好型发展理念是互相融合的。也就是说,在我国经济发展的背景下需要积极实施化学工程与工艺的自动化事宜。

关键词:化学工程;工艺自动化;发展

引言:随着我国经济社会的不断发展,化学工业发挥着越来越重要的作用,现已成为我国现代化建设的重要推动力。尤其是随着我国自动化技术的不断提高,只有将自动化技术融入到传统的化学工程与工艺的过程中,才能很好的促进化学工业产业结构的转型升级,才能使其更加符合我国经济的发展特点。总之,在化学工程与工艺中应用自动化技术是目前化工行业的重要发展目标,是今后应该着重研究和发展的方向。

1.化学工程与工艺概述

就其研究对象而言,主要是化学方向,故而其研究基点也就是化学。实际上,它是立足于化学而实施研究的,并且可将其与现阶段的工业之间形成紧密的联系,继而实现有机地融合。化学学科本就具有鲜明的实践性与实用性,因此该特点能够通过化学工程与工艺得以清楚地呈现出来。立足于工业领域来细致分析,可知化学工程与工艺的独立性非常显著,故而可为工业发展提供有效的帮助,甚至能够使其自身同样得以发展。目前,化学工程与工艺在工业领域已经有了非常显著的发展,并且具有逐渐扩大的趋势,甚至已逐渐趋向了更加专业化的方向。实际上,化学反应直接影响着化工生产的效率,尤其是当诸多的反应均有出现的时候,必然会涉及到更大的范围。工业生产中的诸多事宜均与化学反应有关,若是生产的效率有所不同,那么就会影响到产品的质量,继而就会衍生出更多相关的问题。除此之外,在化学反应出现的时候,还应该及时做好副产品的回收工作,将其效率合理化提升。实践证明,及时借助化学工程与工艺技术可使得生产的效率得以提升,与此同时还能够将生产污染率得以降低。综上可知,当前社会发展的进程中需要的正是化学工程与工艺技术。

2.化学工程与工艺自动化发展的具体表现

2.1 MES生产管理系统的应用

MES生产管理系统可以实现化工生产过程中的包装自动化,大幅提高了生产的效率和质量,同时还可以对整个包装系统和自动化生产线进行实时监控,对于生产设备的安全和效率进行控制,进而更好地提高了化工企业生产的信息化管理水平,同时还可以减少一定的人力管理。MES生产管理系统是当前化学工程与工程自动化的重要表现,它可以提高人工的封包效率提高产能,更好地保证生产的安全与质量。信息网络化技术对生产的设备以及管理系统的障碍进行自动化的检测和修复,最大效率地保证生产质量和安全。一旦发现生产过程的质量安全问题,系统都会发生警报,通过及时处理可以更好、更全面、更科学、更快速地实现自动化管理。

2.2 DCS技术的应用

DCS技术是基于智能控制技术基础上发展而来的高效生产管理系统。通过对化工生产的DCS控制,可以对生产过程中的相关数据进行记录、分析以及传输,并根据实时生产要求进行调整,从而达到基本的生产需求。在实际的化工工艺生产中,可以在生产之前设置特定的温度、压力等系数,系统中会设置专门的自动报警装置,那么生产过程中如果出现问题,报警装置就会发生报警信息,相关人员就会及时进行处理。在当前绿色经济的大背景下,化学工程与工艺发展面临着更加严峻的挑战,在这种背景下除了要创新化工技术,还应加强信息化管理系统的应用,提高管理上的质量安全和效率。

3.化学工程与工艺实例分析

金属腐蚀:即金属与环境之间产生化学或电化学作用从而被破坏的现象。随着经济的快速发展,金属腐蚀越来越受到人们的关注。钢铁防腐的常用手段之一就是电镀Zn-Ni合金镀层,与锌镀层相比,这种合金镀层的耐蚀性要更好一点。通过向镀液中添加纳米粒子,可以实现纳米复合镀,从而进一步提高镀层的耐蚀性能,并在此基础上分析纳米复合镀的工艺。下面是高耐蚀性锌镍合金纳米复合镀原理图。

图1.复合镀原理图:

1.直流稳压电源;2.阴极;3.阳极;4.搅拌子;5.集热式恒温加热磁力搅拌器

除油:经常使用的除油液主要包括NaOH25g/L,Na3PO4•12H2O35g/L,Na2CO335g/L,Na2SiO3•9H2O25g/L等。皂化反应是氢氧化钠与动植物油发生反应引起的,具有皂化和乳化的双重作用[1]。磷酸钠水解后会呈现一定的弱碱性,有一定的皂化能力,同时也具有一定的对除油溶液的缓冲能力;碳酸钠水解后也是碱性,在一定的程度上可以控制镀液的pH值,有较好的除油能力;硅酸钠有弱碱性,缓冲能力以及乳化能力也是非常好的。当硅酸钠与其他的表面活性剂一起使用时,此时它是一种最佳的润湿剂、乳化剂以及抗凝絮剂。

酸洗:HCl(125ml/L)乌洛托品(1g/L)。盐酸对于金属基体的溶解性十分的缓慢,但对金属氧化物的溶解性却很好很好,也正因为如此,盐酸常用来作为酸洗的首选。盐酸不容易发生过腐蚀,酸洗过后,金属的基体表面也很好。为了避免金属基体被过度的酸洗,从而减小渗氢对钢铁的影响,六次甲基四胺常常作为酸洗的缓蚀剂。

刷洗:由于水洗过后,金属表面往往还会有少许的氧化膜,为了去掉金属表面的氧化膜,此时会选择进行刷洗。

活化:也称弱浸蚀,即利用盐酸去除金属表面的氧化物,使金属基体的晶格暴露出来,从而处于一种活化的状态,使得镀层与基体结合良好。但活化时间不宜太长,一般30s就足够了[2]。

4.化学工程与工艺的自动化发展趋势

4.1创新化

创新是一个企业发展的不竭动力,也是化工工程这个行业不断发展的重要方向。在未来化学工程与工艺自动化发展过程中,必须要重视科技方面的创新,通过创新来满足市场的需求,通过创新促进技术的发展,通过创新促进经济发展和企业的进步。如当前化工技术生产中最常见的蒸馏法,它是化工生产中必不可少的重要部分,通过运用一定的自动化设备和管理系统,加大对蒸馏过程的控制和管理,提高蒸馏的效率和转化率。

4.2绿色化

过去化学工程与工艺的发展的一个显著特点就是粗放型,在化学工程与工艺发展的过程中给生态环境造成了一定的破坏,化工企业的废弃物排放也一直是当前节能减排的重要工作之一。因此新时期的化学工程与工艺在自动化的发展中必须要坚持绿色环保的基本理念,这是贯彻落实科学发展观的重要表现,在化工生产的各个环节中注重节能减排,节约能源资源,更好地提升化工工程与工艺的转化效率,最大限度地合理利用能源资源,减少废弃物的排放,这些都是未来化学工程与工业自动化发展中必须要重视和不断应对的问题[3]。

结论

简而言之,当前的化学工程与工艺的自动化发展将朝着创新化、现代化和绿色化的方向继续前行和创新发展。化工行业的发展在促进经济进步与发展的同时,还应该更好地实现自动化发展,这是当前化学工程与工艺发展必须要重视和问题。目前虽然很多自动化设备、自动化管理系统已经在化学工程中得到了应用和推广,但是当前我国化学工程和工艺的自动化水平还处于一个较低的层次,还需要各级管理部门和化工企业的共同努力,需要加大化工行业的自动化投入,还需要广大化工生产人员的辛苦付出。

参考文献:

[1]佘慧娟.试论基于新时代背景下化学工程与工艺发展趋势[J].化工管理,2019(1):167-168.

[2]杨杰,钟颖.基于自动化发展的化学工程与工艺探讨[J].化工管理,2018(24):208-209.

[3]乔旭.新时代背景下化学工程与工艺发展趋势探讨[J].化工管理,2017(26):56.

论文作者:高元龙,蒋忠仁

论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期

论文发表时间:2019/10/11

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