專(zhuān)利名稱(chēng)：用于實(shí)訓(xùn)教學(xué)的均四氧化制均酐裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工教學(xué)教具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于實(shí)訓(xùn)教學(xué)的均四 甲苯氧化制均苯四甲酸二酐裝置。
背景技術(shù)：
均苯四甲酸二酐(簡(jiǎn)稱(chēng)均酐)，英文縮寫(xiě)PMDA。
由于均酐具有特殊的結(jié)構(gòu)，分子中具有四個(gè)羧基，并且都是對(duì)稱(chēng)的，可發(fā)生酯化、 酰氯化、氫化、酰胺化、酰亞胺化、腈化等化學(xué)反應(yīng)，用它能制成許多具有優(yōu)越的耐熱 性、電絕緣性和耐化學(xué)藥品性的產(chǎn)品。應(yīng)用極廣泛，是重要的化工原料。
工業(yè)生產(chǎn)方法為均四甲苯氣固相催化氧化法，該法以均四甲苯和空氣中的氧為原料 在催化劑的作用下生成均苯四甲酸二酐，是利用空氣中的氧作為有機(jī)氧化反應(yīng)中原料之 一的一個(gè)例子，而達(dá)到此目的則又必需借助催化劑為唯一手段。
均四甲苯氣固相催化氧化是制取含氧化合物的典型實(shí)例，由于主副反應(yīng)均為強(qiáng)放熱 反應(yīng)，尤其完全氧化反應(yīng)在熱力學(xué)上有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)性，高溫必然導(dǎo)致完全氧化反應(yīng)的進(jìn) 行，其結(jié)果放出更多的熱量，使催化劑床層溫度難以控制，甚至產(chǎn)生"飛溫"現(xiàn)象，燒 壞催化劑。
均酐的生產(chǎn)控制有常規(guī)儀表(基本為早期的小裝置)和計(jì)算機(jī)控制(DCS) 二種， 采用DCS控制的為方便員工培訓(xùn)基本都有與裝置相對(duì)應(yīng)仿真培訓(xùn)軟件，如南京化工職業(yè) 技術(shù)學(xué)院的均酐裝置其DCS控制是用亞控的"組態(tài)王"制作，其DCS仿真培訓(xùn)是"北京 東方"為其制作。
由于均酐的特殊性能，國(guó)內(nèi)有關(guān)高校也建有實(shí)驗(yàn)裝置從事教學(xué)及科研，如南京工業(yè) 大學(xué)等。也有部分高校從"北京東方"購(gòu)買(mǎi)了南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院的"均酐仿真培訓(xùn) 系統(tǒng)"。由于仿真軟件畢竟是在計(jì)算機(jī)上模擬操作裝置，學(xué)生在沒(méi)有實(shí)物感的情況下訓(xùn) 練就會(huì)有虛假的感覺(jué)，真實(shí)裝置與模擬裝置還是存在很大的差別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)學(xué)校專(zhuān)業(yè)教學(xué)需要，開(kāi)發(fā)了均四甲苯氧化制均苯四甲酸二酑 教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置，解決了實(shí)際裝置占地面積大、投資大、運(yùn)行費(fèi)用高及安全因素的問(wèn)題， 可以有效地緩解目前學(xué)校普遍存在的經(jīng)費(fèi)不足的問(wèn)題。
為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明為建在實(shí)訓(xùn)室中用于教學(xué)及實(shí)訓(xùn)的小裝置，裝置主要包 括依次聯(lián)接的空氣壓縮機(jī)、空氣預(yù)熱器、均四甲苯汽化器、反應(yīng)器、捕集器、水吸收器、 尾氣流量計(jì)、操作站、色譜及工作站；其工作過(guò)程如下從空壓機(jī)出來(lái)的空氣進(jìn)空氣預(yù) 熱器預(yù)熱，預(yù)熱后的空氣進(jìn)均四甲苯汽化器與汽化后的均四甲苯混合進(jìn)入反應(yīng)器反應(yīng)，反應(yīng)后的混合氣進(jìn)捕集器凝華結(jié)晶，氧化尾氣進(jìn)水吸收器，洗滌后的尾氣進(jìn)尾氣流量計(jì)； 該裝置采用計(jì)算機(jī)控制，具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)歷史保存，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù) 査詢(xún)、報(bào)表查詢(xún)、曲線(xiàn)繪制、報(bào)表曲線(xiàn)打印、PID參數(shù)整定的功能。
計(jì)算機(jī)控制軟件采用的DCS軟件為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)版，接入實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)專(zhuān)用服務(wù)器，聯(lián)網(wǎng)用 戶(hù)無(wú)需安裝額外軟件，通過(guò)瀏覽器輸入服務(wù)器IP地址即可實(shí)時(shí)瀏覽裝置運(yùn)行狀況，以 方便教與學(xué)。本發(fā)明裝置還具有動(dòng)畫(huà)功能的三維界面。


圖l為本發(fā)明實(shí)施例裝置示意圖。
圖中，1—空氣壓縮機(jī)，2—第一空氣預(yù)熱器，3—第二空氣預(yù)熱器，4一汽化器，5 一氧化反應(yīng)器，6—第一捕集器，7—第二捕集器，8—水吸收器，9一尾氣流量計(jì)，10、 11、 14一電磁閥，12、 13—調(diào)節(jié)閥。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明加以詳細(xì)描述。
本發(fā)明實(shí)施例裝置根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)照附圖l進(jìn)行設(shè)備制造、工藝配管、設(shè)備儀表 安裝及DCS組態(tài)。本裝置的開(kāi)車(chē)操作過(guò)程
1. 將加有均四甲苯的汽化器4稱(chēng)重，同吋稱(chēng)重第一捕集器6、第二捕集器7的重量；
2. 對(duì)照工藝流程圖安裝各部分儀器，要特別注意接管和接管連接處，要緊密以免 漏氣；
3. 檢查有關(guān)閥門(mén)是否處于關(guān)閉狀態(tài)，接通空氣預(yù)熱器、反應(yīng)器及汽化器電源升溫；
4. 開(kāi)壓縮機(jī)1，打開(kāi)電磁閥10，按照預(yù)定的氣流中均四甲苯的濃度及進(jìn)料速度， 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥12、 13，使汽化溫度及空氣熱器2、 3溫度穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)；
5. 當(dāng)反應(yīng)器5溫度達(dá)到低于預(yù)定的反應(yīng)溫度約20 30'C時(shí)，關(guān)閉電磁閥IO，并打 開(kāi)電磁閥ll，接通汽化器4和反應(yīng)器5進(jìn)行氧化反應(yīng)；
6. 每隔10分鐘，記錄一次空氣流量、二次空氣流量、尾氣流量、溫度、現(xiàn)象等；
7. 經(jīng)l小時(shí)反應(yīng)結(jié)束，切斷反應(yīng)器和汽化器的連接(關(guān)閉電磁閥IO),用二次空氣 吹掃15分鐘，切斷電源。取出汽化器4用水冷卻使均四甲苯成固體；
8. 分別稱(chēng)取汽化器4及捕集器6、 7的重量，用扣減法得出均四甲苯的消耗耗量及 粗酐的總重量。粗產(chǎn)品經(jīng)色譜分析其中二酐的含量；
9. 當(dāng)各部溫度下降到100'C時(shí)，清潔用品及工作區(qū)。
操作過(guò)程中隨時(shí)可以在操作站上查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)査詢(xún)、報(bào)表查詢(xún)、曲線(xiàn)繪 制、報(bào)表曲線(xiàn)打印和PID參數(shù)整定。
在系統(tǒng)服務(wù)器正常運(yùn)行狀態(tài)下，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)在瀏覽器輸入服務(wù)器IP地址即可查看 實(shí)訓(xùn)裝置運(yùn)行狀況。
權(quán)利要求
1. 一種用于實(shí)訓(xùn)教學(xué)的均四氧化制均酐裝置，其特征在于該裝置是建在實(shí)訓(xùn)室中的多功能裝置，裝置主要包括依次聯(lián)接的空氣壓縮機(jī)、空氣預(yù)熱器、均四甲苯汽化器、反應(yīng)器、捕集器、水吸收器、尾氣流量計(jì)、操作站、色譜及工作站；其工作過(guò)程如下從空壓機(jī)出來(lái)的空氣進(jìn)空氣預(yù)熱器預(yù)熱，預(yù)熱后的空氣進(jìn)均四甲苯汽化器與汽化后的均四甲苯混合進(jìn)入反應(yīng)器反應(yīng)，反應(yīng)后的混合氣進(jìn)捕集器凝華結(jié)晶，氧化尾氣進(jìn)水吸收器，洗滌后的尾氣進(jìn)尾氣流量計(jì)；該裝置采用計(jì)算機(jī)控制，具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)歷史保存，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)、報(bào)表查詢(xún)、曲線(xiàn)繪制、報(bào)表曲線(xiàn)打印、PID參數(shù)整定的功能。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于計(jì)算機(jī)控制采用的DCS軟件為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò) 版，客戶(hù)端無(wú)需安裝額外軟件，通過(guò)瀏覽器輸入服務(wù)器IP地址即可査看裝置運(yùn) 行狀況，方便了教與學(xué)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于具有動(dòng)畫(huà)功能的三維界面。
全文摘要
本發(fā)明屬于化工教學(xué)教具技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種用于實(shí)訓(xùn)教學(xué)的均四氧化制均酐裝置，包括實(shí)訓(xùn)裝置及計(jì)算機(jī)控制兩部分，實(shí)訓(xùn)裝置為將工業(yè)裝置縮小后建在實(shí)訓(xùn)室中的一種小裝置；計(jì)算機(jī)控制是用組態(tài)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)裝置的控制過(guò)程。操作站采用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)版，使每套裝置既能獨(dú)立運(yùn)行，又能并入服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。解決了工業(yè)裝置占地面積大、投資大、運(yùn)行費(fèi)用高及安全因素和高職院校普遍存在的尋找企業(yè)實(shí)訓(xùn)困難的弊端；采用本裝置受訓(xùn)人員可在校內(nèi)進(jìn)行裝置的開(kāi)車(chē)、停車(chē)、事故處理操作及工藝參數(shù)的驗(yàn)證，也能有效的緩解目前學(xué)校普遍存在的實(shí)訓(xùn)經(jīng)費(fèi)不足的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G09B23/24GK101546489SQ200910026800
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者吳永貴, 徐建良, 寧 許 申請(qǐng)人:南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院