1.1.1 行業(yè)概念

化學(xué)工業(yè)(chemicalindustry)、化學(xué)工程(chemicalengineering)、化學(xué)工藝(chemicaltechno-logy)都簡稱為化工,它們出現(xiàn)于不同歷史時期，各有不同涵義，卻又關(guān)系密切，相互滲透，具有連續(xù)性，并在其發(fā)展過程中被賦予新的內(nèi)容。

人類早期的生活更多地依賴于對天然物質(zhì)的直接利用,漸漸地這些物質(zhì)的固有性能滿足不了人類的需求，于是產(chǎn)生了各種加工技術(shù)，有意識有目的地將天然物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂卸喾N性能的新物質(zhì)，并且逐步在工業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模上付諸實現(xiàn)。廣義地說，凡運(yùn)用化學(xué)方法改變物質(zhì)組成或結(jié)構(gòu)、或合成新物質(zhì)的，都屬于化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)，也就是化學(xué)工藝，所得的產(chǎn)品被稱為化學(xué)品或化工產(chǎn)品。早期生產(chǎn)化學(xué)品的是手工作坊，后演變?yōu)楣�廠，并逐漸形成一個特定的生產(chǎn)部門，即化學(xué)工業(yè)。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，有些生產(chǎn)部門，如冶金、煉油、造紙、制革等，已作為獨立的生產(chǎn)部門從化學(xué)工業(yè)中劃分出來。當(dāng)大規(guī)模石油煉制工業(yè)和石油化工蓬勃發(fā)展之后，以化學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)并結(jié)合其他工程技術(shù)，研究化工生產(chǎn)過程的共同規(guī)律，解決生產(chǎn)規(guī)模放大和大型化中出現(xiàn)的諸多工程技術(shù)問題的學(xué)科化學(xué)工程誕生并得到迅速地發(fā)展，從而將化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)提高到一個新水平，從經(jīng)驗的或半經(jīng)驗的狀態(tài)進(jìn)入到理論和預(yù)測的新階段。

化學(xué)工業(yè)分類

國際上比較公認(rèn)的對化工行業(yè)分類方法如下：

無機(jī)化工

單質(zhì)、酸類、堿類、無機(jī)鹽、氧化物、氣體、化學(xué)礦、其它;

有機(jī)化工

烴類、鹵代烴、醇類、醚類、酚類、醌類、醛類、酮類、酯類、腈類、有機(jī)酸鹽、有機(jī)酸、酸酐、胺及酰胺、硝基物、雜環(huán)類、碳水化合物、羧酸及衍生物、其它;

精細(xì)化工

中間體、原料藥、顏料、膠粘劑、專用化學(xué)品、染料、食品及飼料添加劑、香精及香料、日用化學(xué)品、溶劑試劑、表面活性劑及助劑、油墨、其它;

化工設(shè)備

壓力容器、制冷設(shè)備、反應(yīng)器、儲運(yùn)設(shè)備、輸送設(shè)備、管件閥門、干燥設(shè)備、實驗設(shè)備、傳熱設(shè)備、傳質(zhì)設(shè)備、成型設(shè)備、粉碎設(shè)備、混合設(shè)備、分離設(shè)備、橡膠工業(yè)專用設(shè)備、塑料工業(yè)專用設(shè)備、儀器儀表、包裝設(shè)備、輔助設(shè)備、環(huán)保設(shè)備、其它;

化肥農(nóng)藥

氮肥、磷肥、鉀肥、復(fù)合肥、生物肥、其它化肥、除草劑、殺菌劑、殺蟲劑、殺螨劑、殺鼠劑、植物生長調(diào)節(jié)劑、其它農(nóng)藥;

化學(xué)纖維

功能纖維、人造纖維、滌綸、錦綸、腈綸、氨綸、棉類、丙綸、維綸、切片、其它纖維;

塑料及制品

通用塑料、工程塑料、特種塑料、再生塑料、色母、廢塑料、塑料薄膜、塑料管材、泡沫塑料、塑料容器、塑料包裝制品、塑料工藝品、家用塑料制品、塑料建材、工農(nóng)業(yè)用塑料制品、塑料制品、塑料機(jī)械設(shè)備、塑料加工、其它塑料;

橡膠及制品

天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠、聚氨酯橡膠、聚硫橡膠、氯醚橡膠、橡膠助劑、膠乳、橡膠輔料、橡膠制品、橡膠機(jī)械設(shè)備、橡膠加工、其它橡膠;

涂料

成膜物質(zhì)、涂料助劑、顏料填料染料、涂料用溶劑、樹脂用原材料、建筑涂料、汽車涂料、船舶涂料、裝飾涂料、家具涂料、工業(yè)涂料、PU涂料、防腐涂料、通用涂料、特種涂料、涂料機(jī)械設(shè)備、涂料其它;

合成樹脂

脲醛樹脂、呋喃樹脂、聚酰胺樹脂、聚氨脂樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、不飽和聚酯樹脂、離子交換樹脂、氨基樹脂、有機(jī)硅樹脂、其他合成樹脂;

化工廢料

廢橡膠、廢塑料、廢海綿、廢尼龍、廢催化劑、貴金屬鹽廢料、其他廢料;

其他

庫存化工原料、庫存化工設(shè)備、化工原料代理、化工設(shè)備代理、化工產(chǎn)品加工、玻璃加工、陶瓷加工、化工項目合作、二手化工設(shè)備、其他未分類。

1.1.2 行業(yè)特點

依據(jù)工藝流程特點化工過程劃分為三類：

1.)連續(xù)流程型化工企業(yè)。其主要特征是物料從原料進(jìn)入后連續(xù)經(jīng)過反應(yīng)、換熱、分離、流體輸送等各類化工環(huán)節(jié)，直至生成最后產(chǎn)品，如煉油、化肥、硝酸等企業(yè)即為典型的連續(xù)流程型化工企業(yè)。

2.)間歇生產(chǎn)型化工企業(yè)。主要特征是物料加入某個復(fù)式反應(yīng)器后，按一定的工藝條件，并經(jīng)歷一定時間(在這一時間中往往沒有物料流出)在達(dá)到某要求指標(biāo)后，再排出物料進(jìn)行后續(xù)加工過程。如制藥過程的生物反應(yīng)發(fā)酵罐，高分子化工中的聚合過程，涂料生產(chǎn)過程等，這一類企業(yè)通常是按一定批量，有間斷、周期地進(jìn)行生產(chǎn)，故又稱為批處理過程。

3.)連續(xù)與間歇相結(jié)合的化工企業(yè)。連續(xù)與間歇相結(jié)合的化工企業(yè)是連續(xù)流程過程與間歇型流程二種兼有，并互相結(jié)合，如連續(xù)流加的混合攪拌反應(yīng)釜(CSTR)、煤造氣爐、煤焦?fàn)t制氣與聯(lián)產(chǎn)甲醇等工藝。

化工生產(chǎn)過程主要基于連續(xù)生產(chǎn)過程，包含復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，產(chǎn)品加工是連續(xù)進(jìn)行，不能中斷的，工藝過程的加工順序一般是固定不變的，產(chǎn)品生產(chǎn)按照相對固定的工藝加工線路，通過一系列設(shè)備和生產(chǎn)裝置加工進(jìn)行的，生產(chǎn)過程的剛性較強(qiáng)，物料流、能量流、信息流始終連續(xù)不間斷地貫穿于整個生產(chǎn)過程，能量流在生產(chǎn)過程中交錯使用，物料流需要循環(huán)、反復(fù)加工等生產(chǎn)特點使得生產(chǎn)裝置間存在十分嚴(yán)重的耦合作用，且生產(chǎn)過程一般在高溫、高壓、低溫、真空、易燃、易爆、有毒等苛刻的環(huán)境下運(yùn)行，生產(chǎn)過程經(jīng)常受到原料供應(yīng)量、原料組份的變化、成品市場需求變化等干擾因素的影響，需要改變生產(chǎn)負(fù)荷，甚至需要調(diào)整生產(chǎn)過程的結(jié)構(gòu)。生產(chǎn)過程具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益倍增特性，不合格的產(chǎn)品以及超量的環(huán)境排放，或者由于控制系統(tǒng)失靈而引起的生產(chǎn)裝置停車，都將產(chǎn)生相當(dāng)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)后果。

化工工業(yè)以連續(xù)過程為主，通常以大批量、高強(qiáng)度、少品種的生產(chǎn)方式組織生產(chǎn)。滿足平穩(wěn)、長周期、低消耗、高質(zhì)量、安全性、低環(huán)境排放等多項生產(chǎn)過程要求，是這類企業(yè)取得成功的關(guān)鍵因素。過程控制技術(shù)而非產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)成為企業(yè)贏得競爭的最為主要的關(guān)鍵因素。然而，由于化工過程過程對象特性復(fù)雜，精確機(jī)理建模十分困難;信息處理方式復(fù)雜，數(shù)據(jù)量及計算量大以及有大量不確定等原因，圓滿解決生產(chǎn)過程的控制與決策問題通常會遇到很大的困難。

人們有時將在以化工過程為代表的流程工業(yè)中實施的CIMS系統(tǒng)稱為計算機(jī)集成流程生產(chǎn)系統(tǒng)(ComputerIntegratedProcessSystem,CIPS)。從本質(zhì)上來看，化工過程的CIMS系統(tǒng)與離散制造過程CIMS系統(tǒng)是一致的，在進(jìn)行化工企業(yè)CIMS工程規(guī)劃、設(shè)計、開發(fā)與實施工作過程中，可以借鑒、利用其它行業(yè)實施CIMS工程已取得的經(jīng)驗。

針對化工過程生產(chǎn)過程的特點，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)過程不同的控制管理決策任務(wù)的復(fù)雜程度、處理方式及其對信息采集處理的實時性、信息量等方面的不同要求，CIPS系統(tǒng)縱向可以分解五層遞階結(jié)構(gòu)，包括基礎(chǔ)控制級、優(yōu)化級、調(diào)度級、管理級、經(jīng)營決策等。

根據(jù)化工生產(chǎn)過程控制與過程總體優(yōu)化、企業(yè)經(jīng)營管理與決策總體集成的需求，CIPS系統(tǒng)一般由管理信息分系統(tǒng)、生產(chǎn)自動化分系統(tǒng)、過程安全保障分系統(tǒng)、產(chǎn)品質(zhì)量保證分系統(tǒng)、集成支持系統(tǒng)、人與組織系統(tǒng)等部分及相應(yīng)的下層子系統(tǒng)組成，根據(jù)所執(zhí)行任務(wù)的性質(zhì)和要求，將這些子系統(tǒng)合理分布在CIPS系統(tǒng)遞階結(jié)構(gòu)的不同層次中，滿足企業(yè)的集成需要。

不同的化工企業(yè)生產(chǎn)過程有其自身的特點及不同的控制、管理及經(jīng)營決策的要求，因此CIPS工程的集成工作是針對企業(yè)的具體情況得以展開的。

經(jīng)過多年的基礎(chǔ)工作，我國化工過程的基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到較高水平，但由于缺乏用CIM系統(tǒng)方法論思想指導(dǎo)，這些系統(tǒng)大都停留在單元自動化水平，控制與決策工作所取得的效益常表現(xiàn)為局部最優(yōu)的。不進(jìn)行信息集成，企業(yè)很難及時準(zhǔn)確評估生產(chǎn)狀態(tài)，根據(jù)市場，原材料，勞動成本等因素的變化進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的響應(yīng)，贏得激烈競爭。實施CIMS工程已經(jīng)成為許多化工企業(yè)必然的選擇。