氣固相催化脫氫遠程實驗裝置的製作方法
2023-05-26 05:37:16 1
專利名稱：氣固相催化脫氫遠程實驗裝置的製作方法
技術領域：
氣固相催化脫氫遠程實驗裝置技術領域[0001]本實用新型涉及一種遠程實驗裝置，尤其是涉及一種氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，屬於化工實驗裝置技術領域。
背景技術：
[0002]目前遠程實驗裝置多數為機械、電子及化工單元操作類，而化工單元反應類僅是仿真類操作。有的遠程實驗裝置還需要用戶安裝客戶端軟體及其他相關軟體，給用戶帶來了不必要的麻煩。而仿真軟體是在工程經驗的基礎上設計的，如異常現象均是設定的，而真實化學反應有不可預見的多因素存在。此種按遊戲的方式操作就給學生一種虛假的感覺， 也很難達到真實反應裝置操作的教學效果，僅能作為一種輔助教學手段。[0003]脫氫反應是加氫反應的逆反應，為吸熱反應，提高溫度有利於脫氫平衡，加快脫氫反應速度。脫氫反應為分子數增加的反應，熱力學分析，降低操作壓力，對脫氫反應有利。脫氫反應受熱力學限制需在高溫下進行，應使用能耐高溫催化劑，一般採用金屬氧化物催化劑。常見的脫氫催化劑Cr203-Al203、Fe2O3-Cr2O3-K2O, Ca8Ni (PO4)6_Cr203。[0004]在基本有機化學工業中採用催化脫氫的反應有低級烷烴的催化脫氫生成相應的烯烴；烯烴的催化脫氫生成相應的二烯烴；烷基芳烴的催化脫氫生成烯基芳烴；環烷烴的催化脫氫生成相應的環烯烴或芳烴；六個碳原子以烷烴的催化脫氫芳構化生成芳烴；醇催化脫氫生成相應的醛或酮等。顯然利用這些脫氫反應，可降低低級烷烴、烯烴和烷基芳烴轉化為相應的二烯烴和烯基芳烴，為高分子化學工業提供重要的單體。[0005]在化工生產中溫度、壓力、原料配比、空速等均是重要的操作參數。不同工藝影響也不一樣，如乙苯催化脫氫溫度升高雖然能加快脫氫反應速度，但由於裂解等副反應活化能高，比脫氫反應更快(生成苯、甲苯的副反應速度更加迅速)，結果乙苯的轉化率雖有增加，但苯乙烯的產率卻隨之下降，副產苯和甲苯的生成量增多。而適宜的反應溫度又受催化劑的限制，故合適的工藝參數是穩定裝置裝置安全運行及提高裝置產能指標的關鍵。[0006]實用新型內容[0007]為解決現有技術的不足，本實用新型的目的在於提供一種無需安裝額外軟體、即能實現用戶與遠端實驗裝置的數據交互，能夠達到真實反應裝置操作教學效果的氣固相催化脫氫遠程實驗裝置。[0008]為達到上述目的，本實用新型是通過以下的技術方案來實現的[0009]氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，其特徵在於，包括設置在現場的實驗裝置以及操作站、實驗網絡伺服器和客戶端，所述的實驗裝置、操作站和實驗網絡伺服器順序連接，而所述的實驗網絡伺服器與客戶端連接。[0010]所述的實驗裝置包括通過管路順序連接的計量罐、輸送泵、混合器、固定床反應器、急冷器、產品接收器、尾氣冷凝器和I/O智能儀表，所述的計量罐和輸送泵之間還設置有電磁閥，而所述的急冷器和尾氣冷凝器上均設置有電動調節閥，所述的電磁閥和電動調節閥均與I/O智能儀表連接。[0011]其中，所述的計量罐設置有多個，而所述的電磁閥和輸送泵具有與計量罐相同的數量。且所述的計量罐具有兩層結構，所述的兩層結構通過一夾層分隔，且所述的夾層中填充有隔音材料。[0012]而所述的固定床反應器、急冷器、尾氣冷凝器上還均設置有熱電偶溫度傳感器，且所述的熱電偶溫度傳感器與所述的I/O智能儀表連接。且其中所述的固定床反應器為實驗專用汽化反應器。[0013]此外，在所述的實驗裝置的管路上還設置有變送器，所述的變送器與所述的I/O 智能儀表連通。且所述的變送器包括壓力變送器和液位變送器。[0014]進一步，所述的I/O智能儀表包括溫度調節器、巡檢儀和開關量信號模塊。[0015]且由於學生遠離實驗裝置，不能去現場觀察設備的運行，在現場還設置有帶雲臺的攝像機，遠端學生可通過調整雲臺來觀察需要觀察的設備。[0016]本實用新型的有益效果是本實用新型針對化工專業遠程教學需要，開發了氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，建立了基於B/S模式的氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，通過標準網絡總線RS485、TCP\IP與上位機或現場儀表進行通訊，實現了用戶與遠端實驗裝置的數據交互，使用戶通過瀏覽器可遠程監控氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，無需安裝額外軟體，彌補了遠程教育實踐環節的不足，充分突現了遠程教育的特色。
[0017]圖1為本實用新型一實施例的流程示意圖。[0018]附圖中主要標記含義如下[0019]1、第一計量罐 2、第二計量罐 3、第一電磁閥4、第二電磁閥[0020]5、第一輸送泵 6、第二輸送泵 7、混合器8、固定床反應器[0021]9、急冷器10、產品接收器11、尾氣冷凝器12、電動調節閥一[0022]13、電動調節閥二 14、I/O智能儀表15、操作站[0023]16、實驗網絡伺服器17、客戶端。
具體實施方式
[0024]
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作具體的介紹。[0025]圖1為本實用新型一實施例的流程示意圖。[0026]如圖1所述氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，包括設置在現場的實驗裝置以及操作站15、實驗網絡伺服器16和客戶端17，所述的實驗裝置、操作站15和實驗網絡伺服器16 順序連接，而所述的實驗網絡伺服器16與客戶端17連接。[0027]所述的實驗裝置包括通過管路順序連接的計量罐1與2、輸送泵5與6、混合器7、 固定床反應器8、急冷器9、產品接收器10、尾氣冷凝器11和I/O智能儀表14，所述的計量罐和輸送泵之間還設置有電磁閥，而所述的急冷器9和尾氣冷凝器11上均設置有電動調節閥，所述的電磁閥和電動調節閥均與I/O智能儀表14連接。[0028]其中，所述的計量罐設置有多個，而所述的電磁閥和輸送泵具有與計量罐相同的數量，所述的計量罐具有兩層結構，所述的兩層結構通過一夾層分隔，且所述的夾層中填充有隔音材料。在本實施例中，所述的計量罐設置有兩個，而所述的電磁閥和輸送泵也對應設置有兩個，即第一計量罐1、第二計量罐2、第一電磁閥3、第二電磁閥4、第一輸送泵5和第二輸送泵6。[0029]而所述的固定床反應器8、急冷器9、尾氣冷凝器11還均設置有熱電偶溫度傳感器，且所述的熱電偶溫度傳感器與所述的I/O智能儀表14連接。在本實施方式中，所述的固定床反應器8為實驗專用汽化反應器。[0030]此外，在所述的實驗裝置的管路上還設置有變送器，所述的變送器與所述的I/O 智能儀表14連接。且所述的變送器包括壓力變送器和液位變送器。[0031]而所述的I/O智能儀表14則包括溫度調節器、巡檢儀和開關量信號模塊。[0032]且由於學生遠離實驗裝置，不能去現場觀察設備的運行，在現場還設置有帶雲臺的攝像機，遠端學生可通過調整雲臺來觀察需要觀察的設備。[0033]本實施方式中的具體實施例為乙苯脫氫遠程實驗裝置，其工作過程如下原料乙苯和去離子水分別從第一計量罐1和第二計量罐2經第一輸送泵5和第二輸送泵6定量送進混合器7，由混合器7出來的混合物進固定床反應器8汽化反應，反應後的混合氣進急冷器9使氣相變成大部分液相，汽液混合物進產品接收器10，未冷凝氣相進尾氣冷凝器11冷凝後不凝氣放空。[0034]根據圖1所示本實用新型實施例裝置根據設計要求，對照附圖1進行設備製造、 工藝配管、設備儀表安裝、DCS組態、裝填催化劑及加料，而本實用新型的催化劑裝填、物料添加及稱量、產品分析由現場人員操作。[0035]而本實用新型的具體操作過程如下[0036]1.從客戶端17進入DCS操作界面後檢查I/O智能儀表14檢測顯示正確後，點加熱開始升溫；[0037]2.當固定床反應器8的上下部溫度達規定值時，開第一電磁閥3和第一輸送泵5， 按照預定的去離子水進料量設定調節值，調節後的去離子水進混合器7再進固定床反應器 8 ；[0038]3.調節電動調節閥一 12及電動調節閥二 13的開度，使急冷器9及尾氣冷凝器11 出口溫度穩定在規定範圍內；[0039]4.當固定床反應器8的下部溫度達580°C時，打開第二電磁閥4，開第二輸送泵6， 按照預定的乙苯進料量設定調節值，調節後中的乙苯進混合器7與去離子水混合再進固定床反應器8反應；[0040]5.每隔10分鐘，記錄一次溫度、液位、現象等；[0041]6.經1小時反應結束，停第二輸送泵6及關第二電磁閥4，繼續加水10分鐘，停第一輸送泵5及關第一電磁閥3，並停止加熱。放下產品接收器10中的油水，放入分液漏鬥靜置分層，並計量脫氫液及水的量，脫氫液經色譜分析其組成，水及脫氫液倒入指定容器；[0042]7.根據分析結果分析反應情況及計算轉化率、選擇性及收率，並完成實驗報告。[0043]實驗過程中，可隨時通過攝像機調整雲臺來觀察實驗裝置中相關儀表設備。本實用新型針對化工專業遠程教學需要，開發了氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，建立了基於B/ S模式的氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，通過標準網絡總線RS485、TCP\IP與上位機或現場儀表進行通訊，實現了用戶與遠端實驗裝置的數據交互，使用戶通過瀏覽器可遠程監控氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，無需安裝額外軟體，彌補了遠程教育實踐環節的不足，充分突現了遠程教育的特色。[0044] 上述實施例不以任何形式限制本實用新型，凡採用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本實用新型的保護範圍內。
權利要求1.氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，其特徵在於，包括設置在現場的實驗裝置以及操作站、實驗網絡伺服器和客戶端，所述的實驗裝置、操作站、實驗網絡伺服器和客戶端順序連接，而所述的實驗網絡伺服器與客戶端連接。
2.根據權利要求1所述的氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，其特徵在於，所述的實驗裝置包括通過管路順序連接的計量罐、輸送泵、混合器、固定床反應器、急冷器、產品接收器、 尾氣冷凝器和I/O智能儀表，所述的計量罐和輸送泵之間還設置有電磁閥，而所述的急冷器和尾氣冷凝器上均設置有電動調節閥，所述的電磁閥和電動調節閥均與I/O智能儀表連接。
3.根據權利要求2所述的氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，其特徵在於，所述的計量罐設置有多個，而所述的電磁閥和輸送泵具有與計量罐相同的數量。
4.根據權利要求2所述的氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，其特徵在於，所述的計量罐具有兩層結構，所述的兩層結構通過一夾層分隔，且所述的夾層中填充有隔音材料。
5.根據權利要求2所述的氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，其特徵在於，所述的固定床反應器、急冷器、尾氣冷凝器上均設置有熱電偶溫度傳感器，且所述的熱電偶溫度傳感器與所述的I/O智能儀表連接。
6.根據權利要求5所述的氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，其特徵在於，所述的固定床反應器為實驗專用汽化反應器。
7.根據權利要求2所述的氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，其特徵在於，所述的實驗裝置的管路上還設置有變送器，所述的變送器與所述的I/O智能儀表連接。
8.根據權利要求7所述的氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，其特徵在於，所述的變送器包括壓力變送器和液位變送器。
9.根據權利要求1所述的氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，其特徵在於，所述的I/O智能儀表包括溫度調節器、巡檢儀和開關量信號模塊。
10.根據權利要求1所述的氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，其特徵在於，在現場還設置有帶雲臺的攝像機。
專利摘要本實用新型涉及一種氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，包括設置在現場的實驗裝置以及操作站、實驗網絡伺服器和客戶端，所述的實驗裝置、操作站、實驗網絡伺服器順序連接，而所述的實驗網絡伺服器與客戶端連通。本實用新型針對化工專業遠程教學需要，開發了氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，建立了基於B/S模式的氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，通過標準網絡總線RS485、TCP\IP與上位機或現場儀表進行通訊，實現了用戶與遠端實驗裝置的數據交互，使用戶通過瀏覽器可遠程監控氣固相催化脫氫遠程實驗裝置，無需安裝額外軟體，彌補了遠程教育實踐環節的不足，突現了遠程教育的特色。
文檔編號B01J8/02GK202306923SQ20112037652
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者吳永貴 申請人:南京化工職業技術學院