CN104326931B - 一种氨基乙酸醇析结晶自控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种氨基乙酸醇析结晶自控系统，应用于氨基乙酸醇析生产工艺。包括一带有降温系统、加甲醇系统和温度传感器的搪玻璃闭式醇析结晶釜，降温管采用竖直的细管，甲醇小开关阀、甲醇大开关阀、降温水大开关阀、降温水小开关阀、流量传感器和釜内温度传感器均由中央控制系统连锁控制。采用中央控制系统来控制各个阀门的开关，代替了原来的人工现场操作各个阶段的甲醇阀门开度及降温水阀门开度，不仅减少了人工劳动强度，而且避免了人为操作因素造成的失误，降低了操作人员与有害化学物质直接接触的概率，采用竖直管可以很方便的更换出现故障的降温管段而不换掉所有的降温管，节约了设备维修成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动控制系统，具体为一种氨基乙酸醇析结晶自控系统。
背景技术
氨基乙酸是一种重要的有机合成中间体，广泛应用于医药、食品、农药、饲料等行业，是除草剂草甘磷的原料和植物生长调节剂增甘膦的重要中间体；氨基乙酸粗品经甲醇醇析结晶、离心、烘干后得产品。氨基乙酸醇析时需要在醇析釜中进行加入甲醇进行醇析结晶，由于结晶为放热过程，因此要对结晶釜进行降温操作。现在的氨基乙酸醇析釜一般采用搪玻璃闭式釜，降温盘管形式为蛇形盘管，搪玻璃开式醇析结晶釜中的蛇形降温盘管固定在筒体或者釜顶上，且当蛇形降温盘管某处出现损坏时要需要换掉整根盘管，这样会造成不必要的资源的浪费。
氨基乙酸醇析时需要在醇析釜中进行加入甲醇进行醇析结晶，由于结晶为放热过程，因此要对结晶釜进行降温操作，现有的技术为一步加入甲醇进行氨基乙酸醇析结晶，得到的氨基乙酸晶体力度不够均一，且操作全部为人工操作，需要操作人员根据不同醇析结晶的阶段手动调节甲醇阀门开度及降温水阀门开度，人工劳动强度大，人工操作不可控，易造成人为失误，从而造成经济损失。
发明内容
本发明是提供一种氨基乙酸醇析结晶自控系统，它能够控制反应速度，提高产品收率，减少人工操作强度，提高系统的自动化程度。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种氨基乙酸醇析结晶自控系统，包括带有降温系统、加甲醇系统和釜内温度传感器的搪玻璃闭式醇析结晶釜，所述降温系统包括一降温水进水管、降温水回水管道、与降温水进水管和降温水回水管道连接的降温器；所述降温器包括位于结晶釜外表面的夹套和在结晶釜内部竖向设置的两组换热管组，所述换热管组包括竖向设置的若干组细管，每组细管的两端通过横管汇集连通，每组细管两端的横管又通过竖直粗管连通一水平的弧形管；所述降温水进水管上安装有蝶阀以及主要由一组降温水大开关阀和一组降温水小开关阀并联连接而成的降温水开关，降温水进水管的下游分支为四条管道，其中两条管道与夹套的两个夹套入水口连通，另外两条管道分别通过降温管水入口管各与一组换热管组底部的弧形管连通；换热管组上部的弧形管通过降温管出水口与降温水回水管道连通，降温水回水管道还通过夹套出水口与夹套的上部连通；所述加甲醇系统包括安装有甲醇开关阀、带有流量传感器的甲醇流量计的与结晶釜的进料口连通的进料管，所述甲醇开关阀主要由甲醇小开关阀和甲醇大开关阀并联组成；所述的甲醇小开关阀、甲醇大开关阀、降温水大开关阀、降温水小开关阀、流量传感器和釜内温度传感器均与中央控制系统连接；中央控制系统对甲醇小开关阀、降温水小开关阀、甲醇大开关阀、降温水大开关阀进行控制，甲醇小开关阀和降温水小开关阀联动，甲醇大开关阀和降温水大开关阀联动，甲醇小开关阀和甲醇大开关阀互锁，降温水小开关阀和降温水大开关阀互锁。
本发明的进一步改进在于：每组换热管组包括三组细管，分别位于弧形管的两端和中间位置，每组细管两端的连接横管和弧形管的竖直粗管分为两段并通过法兰连接；每个降温管水入口管与弧形管的连通以及每个降温管出水口与弧形管的连通均是通过法兰与连通弧形管的竖管连接。
本发明的进一步改进在于：所述的甲醇大开关阀包括一切断阀Ⅰ，甲醇小开关阀由一切断阀Ⅱ和一蝶阀Ⅰ串联组成，降温水大开关阀由切断阀Ⅲ和截止阀Ⅰ串联组成，降温水小开关阀由切断阀Ⅳ和截止阀Ⅱ串联组成；蝶阀Ⅰ、切断阀Ⅱ、切断阀Ⅰ、截止阀Ⅰ、切断阀Ⅲ、截止阀Ⅱ、切断阀Ⅳ均为自动控制阀门。
由于采用了上述技术方案，本发明所取得的技术进步在于：
本发明氨基乙酸醇析结晶自控系统，能够通过控制甲醇小开关阀和甲醇小开关阀的打开和关闭控制反应物的加入量和加入速度，从而控制反应速度，提高产品收率。采用中央控制系统感应流量计的流量和釜内温度来控制各个阀门的开关，代替了原来的人工现场操作各个醇析结晶阶段的甲醇阀门开度及降温水阀门开度，电脑控制系统控制阀门开关操作精度更高，不仅减少了人工劳动强度，而且避免了人为操作因素造成的失误，提高了结晶反应的稳定性从而增加了结晶反应的产品收率，还降低了操作人员与有害物质甲醇直接接触的概率。
本发明的每组细管两端的竖直粗管分为两段并通过法兰连接，每个降温管水入口管与弧形管通过法兰连通，每个降温管出水口与弧形管的连通也是通过法兰连接，当某处的降温管出现损坏后，可直接从该段降温管的法兰处将该管段拆下换成新管即可，不用换掉醇析结晶釜中所有的降温管，操作方便，避免了使用蛇形降温管时要将整根蛇形降温管全部换掉的弊端，节约了资源，减少了设备维修成本。
本发明对加甲醇系统设置甲醇大开关阀和甲醇小开关阀两组阀门，醇析工艺可以采用两步加甲醇，第一次甲醇小开关阀打开，缓慢地加入少量甲醇，反应物较少，此时主要是生成晶核，第二次甲醇大开关阀打开，甲醇较快地大量加入，在原有晶核的基础上可以快速反应，形成粒度均匀颗粒较大的晶体。结晶为放热过程，甲醇分两步加入使结晶的成核速率下降，晶体成核更加稳定，形成的晶体粒度更加均匀，晶体稳定性更高，更有利于生产。加入甲醇的量不同，析出的晶体多少也不同，放热量也不一样。本发明的降温系统设置降温水大开关阀和降温小大开关阀两组阀门，使醇析釜的降温过程也分两个阶段，加入甲醇的量少时，放出的热量少，需要的降温水量也少，此时开通降温水大开关阀；加入的甲醇量多时，放出的热量多，需要的降温水量也多，此时开通降温水大开关阀。本发明的甲醇小开关阀和降温水小开关阀联动，甲醇大开关阀和降温水大开关阀联动，甲醇小开关阀和甲醇大开关阀互锁，降温水小开关阀和降温水大开关阀互锁，可以实现甲醇的加入量和降温效果同步，可以防止阀门误动作。中央控制系统对甲醇小开关阀、降温水小开关阀、甲醇大开关阀、降温水大开关阀进行控制，并通过流量传感器和釜内温度传感器检测到的信号，实现上述阀门的关停和启动，从而实现氨基乙酸醇析结晶过程的自动控制。
附图说明
图1是本发明的连接结构示意图；
图2是本发明的降温管连接结构示意图；
其中：1、进料管，2、甲醇流量计，3、甲醇小开关阀，3-1、蝶阀Ⅰ，3-2、切断阀Ⅱ，4、甲醇大开关阀，4-1、切断阀Ⅰ，5、降温水进水管，6、降温水大开关阀，6-1、截止阀Ⅰ，6-2、切断阀Ⅲ，7、降温水小开关阀，7-1、截止阀Ⅱ，7-2、切断阀Ⅳ，8、夹套入水口，9、降温管水入口管，10、降温管出水口，11、夹套出水口，12、竖直粗管，13、竖管，14、细管，15、降温水回水管道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明：
一种氨基乙酸醇析结晶自控系统，包括一带有降温系统、加甲醇系统和釜内温度传感器的醇析结晶釜。如图1所示，降温系统由降温水进水管5、降温水回水管道15、降温器组成，降温器位于搪玻璃闭式醇析结晶釜内，且一端与降温水进水管5连接，另一端与降温水回水管道15连接。降温器由结晶釜外表面的夹套和两组换热管组组成，如图1和图2所示，换热管组在结晶釜内部且竖向设置，每组换热管组由三组细管14组成，三组细管14分别位于弧形管的两端和中间位置且竖向设置，每组细管14的两端都通过横管汇集连通，且每组细管14两端的横管又通过竖直粗管12与一水平的弧形管连通，竖直粗管12分为两段且这两段通过法兰连接，每个降温管水入口管9通过法兰和竖管13与弧形管连通，竖管13连通弧形管；每个降温管出水口10也是通过法兰和竖管13与弧形管连通。如图1所示，降温水进水管5上安装有蝶阀和一组降温水开关，降温水开关由一组降温水大开关阀6和降温水小开关阀7并联组成，降温水大开关阀6由串联在一起的切断阀Ⅲ6-2和截止阀Ⅰ6-1组成，降温水小开关阀7由切断阀Ⅳ7-2和截止阀Ⅱ7-1串联组成，降温水进水管5的下游分支为四条管道，其中两条管道与夹套的两个夹套入水口8连通，另外两条管道各通过一个降温水入口管9连接一组位于换热管组底部的弧形管；换热管组上部的弧形管通过降温管出水口10与降温水回水管道15连通；降温水从降温管水入口管9流入降温管，经弧形管流入细管14，经细管14流入换热管组上部的弧形管，后通过降温管出水口10流入降温水回水管道15；降温水回水管道15还通过夹套出水口11与夹套的上部连通，夹套内的水可以经过夹套出水口11流入降温水回水管道15。
如图1所示，加甲醇系统包括安装有甲醇开关阀和带有甲醇流量计2的进料管1，甲醇流量计2带有流量传感器，进料管1与结晶釜的进料口连通；甲醇开关阀主要由甲醇小开关阀3和甲醇大开关阀4并联组成，甲醇大开关阀4包括一切断阀Ⅰ4-1，甲醇小开关阀3由切断阀Ⅱ3-2和一蝶阀Ⅰ3-1串联组成；甲醇可从进料口加入醇析结晶釜；甲醇小开关阀3中的蝶阀Ⅰ3-1和切断阀Ⅱ3-2、甲醇大开关阀4中的切断阀Ⅰ4-1、降温水大开关阀6中的截止阀Ⅰ6-1和切断阀Ⅲ6-2、降温水小开关阀7中的截止阀Ⅱ7-1和切断阀Ⅳ7-2为自动控制阀门，并且甲醇小开关阀3、甲醇大开关阀4、降温水大开关阀6、降温水小开关阀7、流量传感器和釜内温度传感器均与中央控制系统连接。中央控制系统对甲醇小开关阀3、降温水小开关阀7、甲醇大开关阀4、降温水大开关阀6进行控制，控制规则为：甲醇小开关阀3启动的话降温水小开关阀7也跟着启动，甲醇大开关阀4启动的话降温水大开关阀6也跟着启动，甲醇小开关阀3与甲醇大开关阀4其中一方开启的话另一方就会关闭，降温水小开关阀7与降温水大开关阀6有一方启动的话另一方就会关闭。
当在醇析结晶釜中加入氨基乙酸粗品的混合液后，中控操作人员通过中央控制系统启动甲醇小开关阀3中的切断阀Ⅱ3-2和一蝶阀Ⅰ3-1，此时降温水小开关阀7中的切断阀Ⅳ7-2和截止阀Ⅱ7-1也会启动，此时的甲醇大开关阀4中的切断阀Ⅰ4-1和降温水大开关阀6的截止阀Ⅰ6-1和切断阀Ⅲ6-2是关闭的，甲醇会沿管道滴加至醇析结晶釜中，并且降温水会通过降温水小开关阀7中的切断阀Ⅳ7-2和截止阀Ⅱ7-1进入醇析结晶釜的降温管和夹套中给醇析结晶釜进行降温，当甲醇流量计2的量达到设定的甲醇总加入量的10%时，流量传感器会将信号传给中央控制系统，中央控制系统会命令甲醇小开关阀3中的切断阀Ⅱ3-2和一蝶阀Ⅰ3-1关闭，此时甲醇大开关阀4的切断阀Ⅰ4-1会打开，降温水小开关阀7的切断阀Ⅳ7-2和截止阀Ⅱ7-1会关闭，降温水大开关阀6的切断阀Ⅲ6-2和截止阀Ⅰ6-1会打开，当甲醇流量计2的累计流量达到设定量时，流量传感器将信号传递给中央控制系统，中央控制系统命令甲醇大开关阀4的切断阀Ⅰ4-1关闭，此时的降温水大开关阀6仍开启持续为醇析结晶釜降温，直至醇析结晶釜内的温度传感器探测到釜内温度降为设定温度并将信号传递给中央控制系统时，中央控制系统命令切断阀Ⅲ6-2和截止阀Ⅰ6-1关闭，此时完成一次氨基乙酸醇析结晶操作过程。
Claims (3)
1.一种氨基乙酸醇析结晶自控装置，包括带有降温系统、加甲醇系统和釜内温度传感器的搪玻璃闭式醇析结晶釜，其特征在于：所述降温系统包括一降温水进水管（5）、降温水回水管道（15）、与降温水进水管（5）和降温水回水管道（15）连接的降温器；所述降温器包括位于结晶釜外表面的夹套和在结晶釜内部竖向设置的两组换热管组，所述换热管组包括竖向设置的若干组细管（14），每组细管（14）的两端通过横管汇集连通，每组细管（14）两端的横管又通过竖直粗管（12）连通一水平的弧形管；所述降温水进水管（5）上安装有蝶阀以及主要由一组降温水大开关阀（6）和一组降温水小开关阀（7）并联连接而成的降温水开关，降温水进水管（5）的下游分支为四条管道，其中两条管道与夹套的两个夹套入水口（8）连通，另外两条管道分别通过降温管水入口管（9）各与一组换热管组底部的弧形管连通；换热管组上部的弧形管通过降温管出水口（10）与降温水回水管道（15）连通，降温水回水管道（15）还通过夹套出水口（11）与夹套的上部连通；所述加甲醇系统包括安装有甲醇开关阀、带有流量传感器的甲醇流量计（2）的与结晶釜的进料口连通的进料管（1），所述甲醇开关阀主要由甲醇小开关阀（3）和甲醇大开关阀（4）并联组成；所述的甲醇小开关阀（3）、甲醇大开关阀（4）、降温水大开关阀（6）、降温水小开关阀（7）、流量传感器和釜内温度传感器均与中央控制系统连接；中央控制系统对甲醇小开关阀（3）、降温水小开关阀（7）、甲醇大开关阀（4）、降温水大开关阀（6）进行控制，甲醇小开关阀（3）和降温水小开关阀（7）联动，甲醇大开关阀（4）和降温水大开关阀（6）联动，甲醇小开关阀（3）和甲醇大开关阀（4）互锁，降温水小开关阀（7）和降温水大开关阀（6）互锁。
2.根据权利要求1所述的一种氨基乙酸醇析结晶自控装置，其特征在于：每组换热管组包括三组细管（14），分别位于弧形管的两端和中间位置，每组细管（14）两端的连接横管和弧形管的竖直粗管（12）分为两段并通过法兰连接；每个降温管水入口管（9）与弧形管的连通以及每个降温管出水口（10）与弧形管的连通均是通过法兰与连通弧形管的竖管（13）连接。
3.根据权利要求1所述的一种氨基乙酸醇析结晶自控装置，其特征在于：所述的甲醇大开关阀（4）包括一切断阀Ⅰ（4-1），甲醇小开关阀（3）由一切断阀Ⅱ（3-2）和一蝶阀Ⅰ（3-1）串联组成，降温水大开关阀（6）由切断阀Ⅲ（6-2）和截止阀Ⅰ（6-1）串联组成，降温水小开关阀（7）由切断阀Ⅳ（7-2）和截止阀Ⅱ（7-1）串联组成；蝶阀Ⅰ（3-1）、切断阀Ⅱ（3-2）、切断阀Ⅰ（4-1）、截止阀Ⅰ（6-1）、切断阀Ⅲ（6-2）、截止阀Ⅱ（7-1）、切断阀Ⅳ（7-2）均为自动控制阀门。
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| Title |
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| 氯乙酸氨解法甘氨酸合成工艺的研究;张汉铭;《化学工业与工程技术》;20101231;第31卷(第6期);第1-3页 * |
| 甘氨酸的合成;任军 等;《江苏农药》;19970915(第3期);第6-7页 * |
| 甘氨酸醇析工序中甲醇用量的确定;马学雷;《河北化工》;20070831;第30卷(第8期);第62-63页 * |
| 甲醇法循环生产甘氨酸工艺研究;陈浩 等;《精细与专用化学品》;20101021;第18卷(第10期);第56-57页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104326931A (zh) | 2015-02-04 |
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