CN101470990A - 均四甲苯氧化制均苯四甲酸二酐实时/模拟实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种均四甲苯氧化制均苯四甲酸二酐的实时/模拟实验方法，包括真实实验和计算机模拟实验两部分，真实实验建有真实实验装置，真实实验装置为将工业装置缩小后建在实验室中的真实装置；计算机模拟实验是用计算机模拟真实装置的实验过程。该方法设置了主服务器、数据库服务器、管理站及操作站，解决了实际实验装置占地面积大、投资大、运行费用高、单套装置不能多人同时操作及安全因素和工业仿真培训软件存在的工种、岗位多，需多人协同操作，培训时间也较长的弊端；采用本方法受训人员可先计算机训练再到实际装置操作，也能有效的缓解目前学校普遍存在的经费不足的问题。
Description
技术领域：本发明属于化工仿真模拟实验技术领域，具体涉及一种均四甲苯氧化实时/模拟的实验方法。
背景技术：均苯四甲酸二酐(PMDA，简称均酐)是有机合成工业的重要原料，也是发展新型化工材料和高附加值精细化工产品的基本原料。用它能制成许多具有优越的耐热性、电绝缘性和耐化学药品性的产品。其广泛用于制造聚酰胺树脂(耐高温电气绝缘漆的原料)及环氧树脂硬化剂和增塑剂、脲醛树脂稳定剂、酞菁蓝染料等。
均四甲苯氧化制均苯四甲酸二酐属典型的气固相催化氧化反应，为强放热反应，并伴有完全氧化反应的强放热副反应过程，俏有不慎就会发生床层飞升烧毁催化剂，因此热点温度控制是其难点。
均酐的生产控制有常规仪表(基本为早期的小装置)和计算机控制(DCS)二种，采用DCS控制的为方便员工培训基本都有与装置相对应仿真培训软件，如南京紫光精细化工厂的均酐装置其DCS控制是用亚控的“组态王”制作，其DCS仿真培训是“北京东方”为其制作。
由于均酐的特殊性能，国内有关高校也建有实验装置从事教学及科研，如南京工业大学等。因实验装置投入及占地问题，不可能建多套装置，所以很难同时满足多人实验。也有部分高校从“北京东方”购买了南京紫光精细化工厂的“均酐仿真培训系统”，如合肥工业大学等。由于该仿真软件是针对装置培训的，所以工种、岗位也比较多，联合开车需多人协同操作，学生在没有实物感的情况下训练就会有虚假的感觉，培训时间也较长。
发明内容：本发明针对学校专业教学需要，开发了均四甲苯氧化制均苯四甲酸二酐的实时/模拟实验方法，解决了实际实验装置占地面积大、投资大、运行费用高、单套装置不能多人同时操作及安全因素，而工业仿真培训软件又存在工种、岗位多，需多人协同操作，培训时间也较长的弊端；采用本方法受训人员可先计算机训练再到实际装置操作，也能有效的缓解目前学校普遍存在的经费不足的问题。
为了实现发明目的，本发明包括“均四甲苯氧化制均苯四甲酸二酐”真实实验和计算机模拟实验两部分，真实实验为将工业装置缩小后建在实验室中用于教学及科研的小装置，可常规仪表控制，也可计算机控制。包含：空气压缩机、空气预热器、均四甲苯汽化器、反应器、捕集器、水吸收器、尾气流量计、控制器及计算机，计算机控制软件包含企业DCS控制中常见的图表等功能。其工作过程如下：从空压机出来的空气进空气预热器预热，预热后的空气与汽化后的均四甲苯混合进入反应器反应，反应后的混合气进捕集器凝华结晶，氧化尾气进水吸收器，洗涤后的尾气进尾气流量计。
计算机模拟实验是用计算机模拟真实实验装置的实验过程，具有实时趋势、三维及动画、PID整定等功能。因是针对实际实验装置开发的，是单人操作平台。本软件为网络版，客户端无需安装额外软件，学生通过互联网浏览器输入服务器IP地址即可进行仿真训练，不受地点及人数的限制。在实际实验装置运行状态下，通过“实时/模拟”按钮可切换到在线实时数据，其为单向连接。
本发明的均四甲苯氧化制均苯四甲酸二酐实时/模拟实验方法包括实验装置、主服务器、数据库服务器、管理站及操作站。主服务器为实验装置及计算机模拟真实装置的主控计算机，数据库服务器为实验装置及计算机模拟实验的实时数据库。管理站负责主服务器、数据库服务器的管理。操作站为实验装置的操作计算机，用于控制操作实验装置，或Internet用户，用于实验装置的仿真训练。
真实实验装置采用常规仪表控制与计算机控制二种方式，因此实验装置可离开计算机独立操作，而仿真实验是采用计算机模拟实验过程，可离开实际实验装置独立训练。实验装置的操作方法与实际装置操作没什么区别，实际装置要在实验室中进行，有实物和原料及产品，而模拟实验无实物和原料及产品，在系统服务器及数据库服务器正常运行状态下，学员通过互联网在浏览器中输入系统服务器IP地址即可进行实验的仿真训练，不受时间、地点次数限制，利用该系统，先进行仿真培训，然后随即进行实时控制操作检验，可进一步提高培训效率，检验培训效果。是集仿真/实时控制系统于一体的能适用于学校教学的系统。
真实实验的计算机控制，以装置照片为软件界面，具有实时数据采集，数据历史保存，实时数据显示、历史数据查询、报表查询、曲线绘制、报表曲线打印、PID参数整定等功能，本软件为网络版，客户端无需安装额外软件，通过浏览器输入主服务器IP地址即可操作，管理人员可通过互联网查看实验状况，从现场摄像头，可查看现场情况，以方便教学管理，学生可在实验装置上按教学计划进行实验操作。
具体实施方式：下面对本发明加以详细描述。
系统服务器及数据库服务器24小时运行，管理站负责系统服务器、数据库服务器的管理，学生通过操作站进行实验装置操作或模拟实验操作。操作时：开启系统服务器及数据库服务器，从操作站启动软件进入相关界面实时系统或模拟系统，根据工艺要求设定空气预热器、均四甲苯汽化器、反应器的温度，开始加热空气预热器、均四甲苯汽化器、反应器。当反应器温度升到低于反应温度设定值20℃时，开空压机接通汽化器与反应器开始反应，并调节空气流量，开始正式实验，反应物均酐混合气经捕集器凝华结晶，通过水吸收器经水洗涤吸收有机物后经尾气流量计计量放空。实验过程中可进行历史数据查询、报表查询、报表曲线打印、PID参数整定等。
在模拟训练时要查看现场实际实验装置的数据，点“实时/模拟”按钮既将模拟数据切换成现场实时数据，但所有操作指令不返场，只对模拟部分有效。
Claims (7)
1.均四甲苯氧化制均苯四甲酸二酐实时/模拟实验方法，包括真实实验和计算机模拟实验两部分，真实实验建有真实实验装置，真实实验装置为将工业装置缩小后建在实验室中的真实装置；计算机模拟实验是用计算机模拟真实装置的实验过程；其特征在于设置了主服务器、数据库服务器、管理站及操作站，主服务器为实验装置及计算机模拟真实装置的主计算机，数据库服务器为实验装置及计算机模拟实验的实时数据库，管理站负责主服务器、数据库服务器的管理，操作站为实验装置的操作计算机，用于控制操作实验装置或仿真训练。
2.如权利要求1所述的实时/模拟实验方法，其特征在于真实实验装置由空气压缩机、空气预热器、均四甲苯汽化器、反应器、捕集器、水吸收器、尾气流量计组成，完全模拟工业装置，其工作过程如下：从空压机出来的空气进空气预热器预热，预热后的空气进均四甲苯汽化器与汽化后的均四甲苯混合进入反应器反应，反应后的混合气进捕集器凝华结晶，氧化尾气进水吸收器，洗涤后的尾气进尾气流量计。
3.如权利要求1或2所述的实时/模拟实验方法，其特征在于真实实验装置采用常规仪表控制与计算机控制二种方式。
4.如权利要求1所述的实时/模拟实验方法，其特征在于真实实验过程采用计算机控制，以装置照片为软件界面，具有实时数据采集，数据历史保存，实时数据显示、历史数据查询、报表查询、曲线绘制、报表曲线打印、PID参数整定的功能。
5.如权利要求4所述的实时/模拟实验方法，其特征在于采用的软件为网络版，客户端无需安装额外软件，通过浏览器输入主服务器IP地址即可操作。
6.如权利要求1所述的实时/模拟实验方法，其特征在于计算机模拟实验具有实时趋势、三维及动画、PID整定的功能。
7.如权利要求1所述的实时/模拟实验方法，其特征在于计算机模拟实验软件为网络版，客户端无需安装额外软件，学生通过互联网浏览器输入服务器IP地址即可进行仿真训练，不受地点及人数的限制。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102024348A (zh) * | 2010-12-13 | 2011-04-20 | 南京化工职业技术学院 | 均苯四甲酸二酐生产装置模拟实操培训系统 |
| CN101794531B (zh) * | 2010-02-05 | 2012-05-23 | 南京化工职业技术学院 | 连续化生产dop的仿真教学工厂 |
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2007
- 2007-12-26 CN CNA2007101923748A patent/CN101470990A/zh active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| CN102024348A (zh) * | 2010-12-13 | 2011-04-20 | 南京化工职业技术学院 | 均苯四甲酸二酐生产装置模拟实操培训系统 |
| CN102024348B (zh) * | 2010-12-13 | 2013-03-06 | 南京化工职业技术学院 | 均苯四甲酸二酐生产装置模拟实操培训系统 |
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