精細化工作為化工領域的重要分支,專注于生產化學性質復雜、應用范圍廣泛的精細化學品和化工新材料。如果說大化工是支撐國計民生的“基礎骨架”,那么精細化工就是嵌入其中的“靈巧神經”。它不僅延伸了化工產業鏈的深度與廣度,更通過小劑量、高功能、高技術含量的產品,為下游高端制造、醫藥、電子、汽車等產業注入“精密驅動力”。
如今,精細化工已經成為當前化學工業中最具活力的新興領域之一。近年來,我國精細化工率(精細化工產值占化工總產值的比例)正逐年提高,從2016年的36.5%提升到2021年的41.2%,計劃到2025年提高到55%。
四大趨勢,引領精細化工行業綠色、高端、智能轉型
在響應“減油增化”趨勢與提升行業整體品質及附加值的雙重目標推動下,精細化工企業正面臨諸多挑戰,包括如何實現精益生產與提質增效,確保工藝配方與生產管理的協同,保持配料批次的穩定一致性,以及確保產品追溯的合規性。隨著行業加速向綠色化、高端化、智能化轉型,新的趨勢和風向正對企業的戰略選擇、生產模式和價值創造提出更高要求。
數字化轉型浪潮正推動精細化工行業邁向提質增效的新階段。在市場競爭激烈、人力成本不斷攀升的當下,精細化工行業的提質增效已成為必然選擇。與大宗化工相比,精細化工通常采用間歇式或半連續式生產模式,每批次產量相對較小。一旦工藝控制出現操作波動,就容易在不同批次間造成較大差異,導致“批間不一致”或產品質量偏差,進而影響產品總體收率。而數字化解決方案能夠顯著降低過程波動帶來的影響,提升工藝可控性與產品收益,助力精細化工企業提質增效。
柔性制造推動企業配方和工藝管理不斷優化。精細化工產品單批產量通常僅在幾千噸至萬噸左右,需要根據下游客戶的需求變化靈活更換產線,實現按需生產和快速切換。以油漆涂料行業為例,隨著國內新能源汽車和船舶行業的迅猛發展,對不同用途的涂料需求大增,單一企業生產和管理的配方可能多達幾萬種,同時還要保證不同產線生產的同一品種涂料顏色和特性一致,這對企業的配方管理和工藝管理提出了極高的要求。AI等數字化技術能夠助力精細化工企業進行精確的配方管理和工藝控制,保障產品的穩定性和一致性。
雙碳戰略和環保挑戰驅動行業優化能效與綠色升級。一方面,精細化工生產涉及硝化、過氧化、重氮化等多種受到嚴格監管的危險化工工藝,工藝廢水含鹽量高且成分復雜、難以處理,部分行業揮發性有機化合物(VOCs)排放強度大,迫切需要提升綠色生產水平。另一方面,煉化行業本身屬于高能耗、高排放行業,無論從政策合規、社會責任,還是行業可持續發展的角度,綠色轉型都已勢在必行。因此,精細化工行業需以綠色低碳技術改造、清潔生產流程升級、清潔能源應用為抓手,為產業升級開辟綠色新路徑。
市場需求和政策要求倒逼行業不斷提升安全與合規水平。安全與合規是精細化工行業的“高壓線”。隨著國家對危險化學品、農藥、醫藥中間體等領域監管力度的不斷加碼,以及最終用戶對產品無毒、無害等品質要求的日益嚴格,企業在人員、設備和工藝管理方面都需建立更高水平的安全保障與追溯體系。這不僅意味著企業要對原材料來源、產品批次、流向等進行全流程記錄,還需建立一套覆蓋研發、生產、銷售、售后等全生命周期的質量追溯系統。這對信息系統集成能力、數據透明度及流程合規性提出了極高要求。
一體化方案,解鎖柔性精準生產賦能提質增效
洞察精細化工行業的發展趨勢,施耐德電氣可提供頂層思維與架構設計能力,以及涵蓋硬件、邊緣控制和軟件應用的一體化完整解決方案,貫穿從生產制造到運營管理的各個環節,覆蓋從數字化轉型到能源管理優化的全方位需求,助力精細化工企業精準解鎖配方的柔性與精準性,確保生產過程的全程透明與綠色低碳,從而實現產品質量的提升與生產效率的飛躍。
例如,面對過程控制的復雜挑戰,施耐德電氣ProLeiT過程控制解決方案作為集過程控制系統(PCS)、制造執行系統(MES)、能源管理系統(EMS+)和包裝線管理系統(LMS)于一體的“過程控制行家”,以近40年在各行業的豐富沉淀為精細化工行業客戶提供專業完善的過程控制解決方案。
同時,施耐德電氣APC先進過程控制系統通過引入AI和大數據分析的先進算法,優化控制過程的單值控制為區域控制,并預測未來的生產運行狀況,幫助企業探索“最佳工況”、“最佳參數”,實現深度挖掘裝置優化潛力的效果。該系統能夠助力精細化工行業客戶提升控制穩定性、增加產品收益并減少能源消耗,最終實現降本增效。
隨著智能制造的持續深入,精細化工行業也在走向技術的開放與融合。施耐德電氣EcoStruxure開放自動化平臺(EAE)與精細化工行業對靈活換產、產線改造的需求高度契合,同時滿足其在批次管理、提升運營與生產效率方面的持續追求。通過軟硬件解耦、升級改造便捷化、編程高效化等優勢,EAE以輕量化的部署方式和更具成本效益的方案,助力精細化工行業客戶靈活應對挑戰,高效部署所需的高級應用。
深入客戶,一體化完整方案獲得行業實踐驗證
如今,施耐德電氣的這套一體化多功能完整解決方案正在細分領域為客戶創造實實在在的價值。以某精細化工行業的領軍企業為例,該企業曾面臨諸多挑戰,包括人力成本居高不下,設備非計劃停機導致巨額經濟損失,以及生產現場缺乏批次管理和跟蹤能力等。針對這些問題,施耐德電氣為其提供了包括APC先進過程控制+批次管理+能源管理+預測性維護在內的綜合解決方案。這一方案不僅顯著提升了生產效率,降低了操作人員的勞動強度,還通過完善的數據追蹤體系,助力企業滿足嚴格的合規要求,全方位賦能企業轉型升級。
又如,在某企業特種空氣空分裝置優化項目中,客戶設備面臨負荷波動大、手動調節易導致能耗浪費與產品質量波動的挑戰。施耐德電氣通過部署APC先進過程控制系統替代人工操作,實現了精準調控和對負荷變化的動態響應,調節速度可達兩分鐘響應1%。這一舉措幫助客戶提升了裝置運行穩定性,減少了產品質量波動,顯著優化了生產效率和產品質量。
在“雙碳”目標引領、技術革新驅動以及市場競爭格局日益分化的多重背景下,精細化工行業正加速邁向以智能化、綠色化、高端化為核心的新發展階段。施耐德電氣憑借其一體化多功能的完整解決方案和深厚的行業積累,已然成為推動精細化工企業實現高質量發展的關鍵力量,持續為行業注入安全、高效、綠色的新動能。