基础化工再进阶 —— 施耐德电气助力化工新材料数字化跃迁

2025-09-15 15:18:49     来源:

在化工行业,烯烃和芳烃是最常用的两种基础原料。以烯烃为基础原料的聚烯烃在日常生活中更是无处不在,聚烯烃以其轻盈坚韧、易于塑形的特质,为我们构筑起一个触手可及的塑料世界 —— 从超市货架上的包装薄膜,到深埋地下的输水管道,再到汽车引擎里的耐磨部件和触手可及的内饰,处处都有它的身影;而芳烃则凭借独特的苯环六面体分子结构,化身功能多样的 “化工魔术师”,通过PTA(精对苯二甲酸)和EG(乙二醇)聚合产生的PET(聚酯),衍生出纤维级 PET(涤纶短纤用于纺织面料、填充物,涤纶长丝用于服装、家纺、轮胎帘子线),瓶级 PET(通过注塑、拉伸吹塑制成包装容器,如矿泉水瓶、饮料瓶、食用油瓶等),膜级 PET(经挤出、拉伸制成 PET 薄膜,用于食品包装、电子绝缘膜、光伏背板膜等),悄然勾勒出从服装纺织到高端制造的广阔产业版图。

中国是全球最大的化工产业生产基地,也是最活跃的消费市场。如何让烯烃、芳烃这两大基础原料行业发挥更大价值,直接关系到精细化工能否向高端化、绿色化迈进。如今,随着产业链不断向纵深延伸,技术路线持续迭代升级,化工原料正面临双重挑战:既要满足巨量的市场需求,又要在品质、性能与可持续性上实现突破性进展。在这样的背景下,通过绿色化改造与智能化升级实现转型,已成为打开产业新增长空间的必然选择。

数字化赋能化工原料产业从容应对全链条挑战

当化工原料产业步入“量”、“质”并重的新阶段,数字化成为其应对质量、安全、环保、合规、效益全链条挑战的核心抓手。从原油转化为烯烃与芳烃,再到聚烯烃和聚酯的生产过程,涉及高温、高压以及易燃易爆的复杂化学反应过程,反应条件需要在精准控制的温度、压力、配比的环境下运行,一旦偏离设定值,可能引发聚合失控、泄漏、爆炸等安全事故,这对装置的安全性、自动化系统的稳定性与可靠性提出了极高要求。

同时,这些原料的反应过程对原料纯度、温度波动、催化剂活性也非常敏感,尤其在芳烃产品纯化过程中,需要将几种理化性质非常接近的同分异构体(BTX、苯、甲苯、二甲苯)进行吸附分离和精制,工艺参数稍有偏差便可能导致产品性能不达标,甚至整批报废。针对于此,先进的DCS(分布式控制系统)与APC(先进过程控制),辅以数字化和AI加持的在线分析仪和在线软仪表,能够帮助企业从源头减少波动、提升产品一致性。

在生产和品质挑战之外,绿色发展也成为化工企业愈发关注的重点。传统烯烃与芳烃的生产主要依赖石油、天然气等化石能源,不仅在合成和加工过程中伴随大量能耗和碳排放,而且在全生命周期内面临可持续性挑战。尤其是聚烯烃和聚酯等高分子材料,因化学惰性极强,极难自然降解或高效回收,造成严重的“白色污染”。而数字化解决方案能够助力企业在源头节能、过程减排和产品可循环利用方面加快创新,实现绿色升级。

当聚烯烃和聚酯下游产品广泛进入包装、医疗、食品等和人们健康息息相关的行业时,数据合规性与安全监管的重要性日益凸显。例如,以聚烯烃为原料的塑料袋、容器、瓶类等食品包材,需要符合严格的国家及国际标准,对迁移物质、重金属残留、单体残留量等均有明确限值。而数字化系统可以帮助生产企业建立完善的生产记录、质量追溯和检测报告体系,确保全链条数据可查、可追溯,满足法规要求并赢得市场信任。

施耐德电气为化工原料企业注入持续竞争优势

包括聚烯烃和聚酯在内的化工新材行业,需要 “一张蓝图” 与 “一条端到端的生产线”。施耐德电气能够提供顶层思维与架构设计能力,以及涵盖硬件、边缘控制和软件应用的一体化完整解决方案,贯穿生产制造到运营管理的各个环节,覆盖数字化转型到能源管理优化的全方位需求。

在化工厂的生产车间,生产装置多较为复杂,人员劳动强度高,易出现响应不及时、不到位等问题。施耐德电气 EcoStruxure Foxboro DCS 分布式控制系统能够依据生产计划,自动执行连续控制、牌号切换,助力提高目标产品产量,降低能耗与成本;其与 Triconex 安全仪表控制系统(SIS)协同配合,为过程安全提供持续的安全连锁保护、工艺监视;同时,Triconex 系统的 TMR 三重冗余设计结构,配合故障安全级“安全刹车”策略,能够进一步保障设备及人员安全。

在控制精度方面,施耐德电气 EcoStruxure APC 先进过程控制系统不仅可并行处理多变量、优化操作性能,还能持续监测生产过程并进行预测性实时调整,减少人工干预。通过提升系统运行的稳定性,减少不必要的波动,该系统进一步帮助企业降低能源消耗、减少排放,并延长设备使用寿命。值得一提的是,EcoStruxure APC 先进过程控制系统无需DCS大规模改造,通过OPC方式的外挂策略,可与现有的 DCS 分布式控制系统叠加使用,且无需停机。

同时,AVEVA PI 工业大数据管理平台能协助化工企业收集、清理、存储、丰富和可视化实时运营数据,让操作员、工厂经理、数据分析师及管理人员更轻松地优化效率、确保韧性并提升可持续性。

某全球领先的聚丙烯和聚烯烃工程塑料生产商为进一步提升产品市场竞争力,希望对其德国子公司的 PP/PE 反应釜进行改造升级。针对这一需求,施耐德电气在其 3 个生产区域部署了具备更高可用性、带有批次配方管理功能的自动化控制系统,通过系统的无缝集成来统一管理3个生产区域的约400个原料罐区+产品罐区+聚合反应器,通过Liqu IT 强大的配方管理和物料路径路由功能,实现22000多个配方的生产控制。

凭借完整的解决方案和丰富的行业经验,施耐德电气不仅为化工企业构筑起安全可靠的自动化防线,也为其在节能减排、绿色转型、合规运营等方面注入了持久动力。在产业链日益复杂、市场需求不断升级的当下,数字化正成为推动基础化工原料行业实现 “高质量供给 + 绿色发展” 的关键引擎,助力中国化工在全球竞争中走得更稳、更远。

在2025中国国际工业博览会上,施耐德电气将在6.1号馆C127展台展示包括精细化工行业在内的创新产品和解决方案。期待行业同仁与观众亲临,共同探索“了不起的未来工业”,携手开启产业全价值链数智化升级的新征程。

欢迎访问施耐德电气2025工博会专题页面。更多亮点,请于9月23日上午10点关注施耐德电气2025工博会展台直播,您可在施耐德电气视频号预约观看,或微信扫描下方二维码:

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