CN101658780A - 一种多功能化工实验装置 - Google Patents

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王世娟
杨晓东
李玉龙
丁志平
胡瑾
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Abstract

本发明属于实验用仪器技术领域，涉及一种化工实验用的多功能反应装置，包括化学反应釜、控制系统、反应物料进出及计量系统；化学反应釜采用双层高透明可视釜体，上下釜盖采用不锈钢金属材料，双层釜体中采用透明度高的导热油来加热，搅拌采用静密封强磁力搅拌；控制系统包括釜内测温装置、釜夹套测温装置、釜内压力测量及变送装置、电机转速测量及变送装置，与控制台连接，也可与计算机相连，实现远程操作；反应物料进出及计量系统包括液态和气态反应物进料及计量系统、回流分离及计量系统。本装置采用卡环或螺栓连接结构，标准化通用互换，可依工艺变化自行增减零部件，适用范围广。

Description

一种多功能化工实验装置
技术领域
本发明属于实验用仪器技术领域，涉及是一种化工实验用的多功能反应装置。
技术背景
随着我国高等职业教育的发展，以工作过程为导向的职业教育理念已被大多数人接受。这就要求我们要大力加强实验、实训设施建设，建构理论、实践一体化的职教模式。对于化工类专业，目前人们在做实验时使用的仪器、器材不成套，连接较为复杂，且仪器多为玻璃，导管多为乳胶管，不耐用，环保效果差。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够使化工实验综合化，操作简单，易于观察，用途范围广，可依工艺变化自行增减零部件的多功能反应装置。
本发明的目的是这样实现的：它包括化学反应釜、反应釜控制系统、反应物料进出及计量系统。
化学反应釜采用双层高透明石英玻璃制成可视釜体，上下釜盖采用不锈钢金属材料，可视双层釜体中间采用透明度高的导热油来加热，便于观察反应情况；搅拌采用静密封强磁力搅拌，釜盖固定不动，便于连接进料或进气的硬管线，釜体可升降、翻转或下出料，使用及清洗方便。
一般的，反应釜上部设有多个孔，分别用于安装釜内测温装置、釜内压力测量及变送装置、液态反应物进料及计量系统、回流分离及计量系统、釜内冷却装置、真空系统以及气态反应物进料及计量系统。
所述反应釜控制系统包括釜内测温装置、釜夹套测温装置、釜内压力测量及变送装置、电机转速测量及变送装置，上述装置与控制台连接。
一般的，上述装置的接引线均从后面板通过防水接头由控制器内的接线端子引出至控制台，控制台面板装有温度数显表、电压表、转速表以及控制开关和调节旋钮。搅拌控制电路的电子元件均组装在一块线路板上，采用双闭环控制系统，具有调速精度高、转速稳定、抗干扰能力强等特点，并且具备限制超速、过流等完善的保护功能，调节“调速”旋钮即可改变直流电机的直流电压，从而改变电机的转速，达到控制搅拌速度的目的。加热电路中采用固态继电器调压，使加热电路趋于简单化，只要调节“调压”旋钮即可调节加热功率，同时，加热电路的控制部分配备智能化数显表，使之加热温度根据工艺的要求随意调速，并且控制温度精度高。
控制台本身可脱机单独使用，也可与计算机相连，实现远程操作，并在计算机上显示各种数据及曲线。
所述反应物料进出及计量系统由液态反应物进料及计量系统、气态反应物进料及计量系统、回流分离及计量系统组成。
一般的液态反应物进料及计量系统包括恒压加料罐、液位显示装置和视镜，上方与釜相连，以实现恒压加料。
气态反应物进料及计量系统包括质量流量计、插釜底管组成。
回流分离及计量系统包括回流冷凝器、视镜、分液器和液位显示装置，以实现回流分离，使化学反应趋于完全并予以判断。
本发明装置零部件之间的连接均采用卡环或螺栓连接结构，标准化通用互换，可依工艺变化自行增减零部件。
本装置用于化工实验用的步骤如下：
(1)根据化学反应的要求，选择需要的装置并连接。使用时先对系统抽真空，然后关闭真空系统，利用真空吸入一定量的液体；
(2)如果原料为固体则需要事先加入反应釜中，再封口，过程中需要保证整个装置的气密性，每装一次需检漏一次；
(3)设置反应所需参数，计算机自动记录反应过程。
本发明的优点和积极效果在于：
(1)整个装置采用卡环或螺栓连接结构，标准化通用互换，可依工艺变化自行增减零部件，用途范围广，可用于酯化、烷基化、卤化、磺化、硝化、酰化、还原、氧化、缩合等重要的单元反应；
(2)安装与操作操作简单，易于观察；
(3)采用整体化设计，结构紧凑；
(4)将数据采集系统用于反应过程，可以实时处理数据，跟踪反应过程。
附图说明
附图1是本发明实施例的结构示意图。
附图1中，1-反应釜，2-导热油，3-磁力搅拌，4-冷却盘管，5-釜内测温计，6-夹套测温计，7-真空系统，8-压力测量及变送装置，9-质量流量计，10-电机，11-恒压加料罐，12-冷凝器，13-分液器，14-视镜，15-控制台，16-计算机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明，但对本发明不构成限制。
实施例
如附图1所示的本发明实施例结构示意图，包括化学反应釜、反应釜控制系统、反应物料进出及计量系统。
化学反应釜1与真空系统7、釜内压力测量及变送装置8、电机转速测量及变送装置10、回流分离及计量系统由回流冷凝器12、视镜14、分液器13和液位显示装置连接。反应釜1容积为1升，设计压力为0.5Mpa，设计温度为0℃--320℃，搅拌转速：0-1000rpm无级调速，加热功率为1.2KW，控温精度：±0.5℃。反应物为苯酐和正丁醇，在反应釜中加入苯酐、正丁醇和浓硫酸，开动搅拌，设置釜内温度120℃，夹套温度180℃，温度恒定后反应2小时。开真空，蒸出未反应正丁醇，出料，在温度为90℃，用10％NaOH溶液中和至中性，分去水相。用去离子水洗涤3次，再用饱和氯化钠溶液洗涤3次，无水Na2SO4干燥，活性碳脱色得产品DBP。
实施例2
如附图1所示的本发明实施例的结构示意图，包括化学反应釜、反应釜控制系统、反应物料进出及计量系统。
化学反应釜1与真空系统7、釜内压力测量及变送装置8、电机转速测量及变送装置10、气态反应物进料及计量系统由质量流量计9装置连接。反应釜1容积为2升，设计压力为0.5Mpa，设计温度为0℃-320℃，搅拌转速：0-1000rpm无级调速，加热功率为2.2KW，控温精度：±0.5℃。反应物为对甲基苯酚和异丁烯，在反应釜中加入甲基苯酚和浓硫酸，开动搅拌，设置釜内温度65℃，夹套温度110℃，温度上升到50℃后，通过气态反应物进料及计量系统由质量流量计9通入异丁烯，反应结束后，出料，在温度为90℃，用10％NaOH溶液中和至中性，分去水相。用去离子水洗涤3次，无水Na2SO4干燥，活性碳脱色得产品BHT。

Claims (6)

1、一种多功能化工实验装置，包括化学反应釜、反应釜控制系统、反应物料进出及计量系统，其特征是化学反应釜包括由双层高透明石英玻璃制成可视釜体，釜体设有由不锈钢金属材料制成的上下釜盖，釜盖固定不动，釜体可升降、翻转或下出料，双层可视釜体中间设有用于加热的透明度高的导热油，釜体内设有静密封强磁力搅拌器；反应釜控制系统包括釜内测温装置、釜夹套测温装置、釜内压力测量及变送装置、电机转速测量及变送装置，上述装置与控制台连接；反应物料进出及计量系统包括液态反应物进料及计量系统、气态反应物进料及计量系统、回流分离及计量系统。
2、如权利要求1所述的实验装置，其特征在于反应釜控制系统的连接均通过防水接头由控制器内的接线端子引出至控制台，控制台与计算机相连。
3、如权利要求1所述的实验装置，其特征在于液态反应物进料及计量系统包括恒压加料罐、液位显示装置及视镜。
4、如权利要求1所述的实验装置，其特征在于气态反应物进料及计量系统包括质量流量计、插釜底管。
5、如权利要求1所述的实验装置，其特征在于回流分离及计量系统包括回流冷凝器、视镜、分液器及液位显示装置。
6、如权利要求1-5之一所述的实验装置，其特征在于零部件间的连接采用标准化通用互换的卡环或螺栓连接结构。
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