CN105390059A - 一种多工艺体感式化工安全实训装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多工艺体感式化工安全实训装置，包括加热单元A、反应单元B、分离单元C、精制单元D、贮存单元E，所述各单元分别通过管线与管廊相连，以及与各单元中连接有事故模拟装置F，所述各单元和事故模拟装置F的操控点通过有线或无线与控制及考核评价系统G连接。本发明解决了传统授课教学及现场培训方式无法达到的培训效果，及受训内容以单一化工工艺过程为蓝本，使用时局限在单一的某一种化工工艺过程内。由于化工行业种类繁多，各大学院校开设的化工专业也不尽相同，对化工安全教育提出了多样性的要求。本发明具有培训时安全、可靠、应用广泛，受训人员可掌握多种化工安全事故的处理手段，适用于多种工艺过程的安全实训。

Description

一种多工艺体感式化工安全实训装置

技术领域

本发明涉及化工领域的安全实训装置，具体说是一种多工艺体感式化工安全实训装置。

背景技术

随着化学工业的发展及技术的进步，现代化工生产的特点主要有：一是原料和目的产品大都具有易燃、易爆、易中毒、易腐蚀的危险化学品。二是化工生产条件有的是在高温高压条件下进行，有的是在低温、真空条件。三是生产规模逐渐大型化，自动化水平越来越高。与其他行业相比化工生产的危险性和危害性更大,因此化工生产对安全生产的要求更严格。

目前，化工安全教育和培训主要是研习传统的授课式的教学方法—“教师认真讲，学生糊涂听”，虽然近年来采取了一些诸如“案例剖析式”的现场培训方法,但效果依旧不是很明显。受训者对化工安全生产的重要性以及化工安全事故的危害性没有直观的认识，安全意识培养和安全技能的掌握不能达到预期的效果。近年来化工安全教育和培训中加入了一些对安全实训装置的操作，通过对实训装置的操作以达到提高受训者安全意识和安全技能水平的目的。但是该类装置在设计的时候都是以单一的化工工艺过程为蓝本，在使用的时候也就单一的局限在某一种化工工艺过程内，然而当今化工行业种类繁多，尤其是各大学院校开设的化工专业也不尽相同，对化工安全教育的多样性提出了更高的要求。

发明内容

鉴于上述现状，本发明的目的在于提供一种适用于多种化工工艺、多种化工介质的体感式化工安全实训装置。克服现有的化工安全培训形式单一、涉及工艺及介质涵盖不够广泛的不足，为培训化工生产操作人员提供一种安全、环保、逼真的化工安全实训装置。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种多工艺体感式化工安全实训装置，包括加热单元A、反应单元B、分离单元C、精制单元D、贮存单元E，所述各单元分别通过管线与管廊相连，以及与各单元中连接有事故模拟装置F，所述各单元和事故模拟装置F的操控点通过有线或无线与控制及考核评价系统G连接。

本发明中，所述的加热单元A，包括燃气加热炉、控制阀和测量仪表，该燃气加热炉的燃气进口、物料进料口、物料出料口及炉底部的消防蒸汽进气口分别通过管线与管廊的工艺管线连接；所述的燃气加热炉具有加热段和辐射段。

进一步地，所述的反应单元B，包括釜式反应器、转料泵、列管反应器、合成气换热器及控制阀和测量仪表，该釜式反应器的进料口通过管线与管廊的工艺管线相连，出料口通过转料泵和管线与管廊的工艺管线相连，釜式反应器冷媒进、出口分别通过管线与管廊的冷媒入、冷媒出相连；所述列管反应器进料口通过管线与管廊的工艺管线相连，列管反应器出料口通过管线与所述的合成气冷却器物料进口相连；所述列管换热器的冷媒进、出口分别通过管线与管廊的冷媒入、冷媒出相连；所述的合成气换热器的物料出口通过管线与管廊的工艺管线相连，合成气换热器冷媒出口和合成气换热器不凝气出口分别通过管线与管廊的冷媒出管相连。

进一步地，所述的分离单元C，包括分离器及控制阀和测量仪表，该分离器的物料进口、分离器的重相出口和分离器的轻相出口分别通过管线与管廊的工艺管线相连。

进一步地，所述的精制单元D，包括1#精制塔、1#精制塔塔顶冷凝器、1#精制塔循环泵、1#精制塔循环备用泵、2#精制塔、2#精制塔塔顶冷凝器、2#精制塔回流液中间罐、2#精制塔循环泵、2#精制塔循环备用泵、2#精制塔塔底再沸器及控制阀和测量仪表；所述的1#精制塔物料进口、1#精制塔塔底废渣出料口分别通过管线与管廊的工艺管线相连，1#精制塔塔底热媒进口通过管线与管廊的热媒入管相连；其中1#精制塔塔顶出料口通过管线与1#精制塔塔顶冷凝器物料进口相连，1#精制塔塔顶循环液进口通过管线与1#精制塔循环泵和1#精制塔循环备用泵出口相连；1#精制塔塔顶冷凝器冷凝液出口通过管线与1#精制塔循环泵和1#精制塔循环备用泵进口相连；所述的2#精制塔物料进口通过管线与管廊的工艺管线相连，2#精制塔加热物料进口与2#精制塔塔底再沸器物料出口相连，2#精制塔塔底物料分别通过管线与2#精制塔塔底再沸器物料进口和管廊的工艺管线相连，2#精制塔塔顶物料出口通过管线与2#精制塔塔顶冷凝器物料进口相连，所述的2#精制塔塔顶循环液进口通过管线与2#精制塔循环泵、2#精制塔循环备用泵的出口以及管廊相连；2#精制塔塔顶冷凝器物料出口通过管线与2#精制塔回流液中间罐物料进口相连，2#精制塔塔顶冷凝器冷媒进、出口分别通过管线与管廊的冷媒入、冷媒出相连；2#精制塔回流液中间罐物料出口分别通过管线与2#精制塔循环泵、2#精制塔循环备用泵的进口相连。

进一步地，所述贮存单元E，包括球罐、球罐转料泵、拱顶罐、拱顶罐转料泵及控制阀和测量仪表；所述的球罐罐底进料口通过管线与管廊的工艺管线相连，球罐罐底出料口通过管线与球罐转料泵进口相连，球罐转料泵出口通过管线与管廊的工艺管线相连；所述的拱顶罐灌顶进料口通过管线与管廊的工艺管线相连，拱顶罐罐底出料口通过管线与拱顶罐出料泵进口相连，拱顶罐转料泵出口通过管线与管廊的工艺管线相连。

进一步地，所述的事故模拟装置F，包括烟雾发生器、火焰模拟机、发声器、气体发生器、液体发生器、加热器，通过控制及考核评价系统中的控制系统，以无线或有线通讯方式，达到对现实化工生产安全事故的模拟。在整个装置内不存在化工介质的情况下完成各种事故现象及工艺参数的不正常变化。

进一步地，所述的控制及考核评价系统G，包括控制系统、化工安全事故选取软件、化工安全事故库、DCS控制模拟软件、考核评价软件构成。通过控制事故模拟系统工作和接收事故处理结果实现对安全实训考核。

本发明所指的釜、罐、换热器、塔、管线采用不锈钢或烤漆碳钢制成。

本发明所指的管廊包括热媒出和入、工艺管线和冷媒出和入，属常规技术内容。在化工工艺中没有实际的意义，仅为各功能单元的管线连接点，故省略具体表述。

本发明的有益效果是：（1）培训时安全、可靠；（2）受训人员可以直观掌握多种化工安全事故的处理手段；（3）具有应用广泛，适用于多种工艺过程的安全实训。

附图说明

图1是本发明的系统配置图。

具体实施方式

下面将结合附图实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示的一种多工艺体感式化工安全实训装置，包括加热单元A、反应单元B、分离单元C、精制单元D、贮存单元E五个独立单元，所述各单元分别通过管线与管廊相连，以及与各单元中连接有事故模拟装置F，所述各单元和事故模拟装置F的操控点通过有线或无线与控制及考核评价系统G连接。本发明中，所述的加热单元A，包括燃气加热炉1、控制阀和测量仪表，该燃气加热炉1的燃气进口、物料进料口、物料出料口及炉底部的消防蒸汽进气口分别通过管线与管廊的工艺管线连接；所述的燃气加热炉1具有加热段和辐射段。所述的反应单元，包括釜式反应器2、转料泵3、列管反应器4、合成气换热器5及控制阀和测量仪表，该釜式反应器2的进料口通过管线与管廊的工艺管线相连，出料口通过转料泵3和管线与管廊的工艺管线相连，釜式反应器1的冷媒进、出口分别通过管线与管廊的冷媒入、冷媒出相连；所述列管反应器4的进料口通过管线与管廊的工艺管线相连，列管反应器4出料口通过管线与所述的合成气冷却器物料进口相连；所述列管换热器5的冷媒进、出口分别通过管线与管廊的冷媒入、冷媒出相连；所述的合成气换热器5的物料出口通过管线与管廊的工艺管线相连，合成气换热器5的冷媒出口和合成气换热器5上的不凝气出口分别通过管线与管廊的冷媒出管相连。本发明中，所述的分离单元B，包括分离器6及控制阀和测量仪表（图中未标注），该分离器6的物料进口、分离器6的重相出口和分离器6的轻相出口分别通过管线与管廊的工艺管线相连。本发明中，所述的精制单元D，包括1#精制塔7、1#精制塔塔顶冷凝器8、1#精制塔循环泵9、1#精制塔循环备用泵10、2#精制塔11、2#精制塔塔底再沸器12、2#精制塔塔顶冷凝器、2#精制塔回流液中间罐14、2#精制塔循环泵15、2#精制塔循环备用泵16及控制阀和测量仪表；所述的1#精制塔7的物料进口、1#精制塔塔底废渣出料口分别通过管线与管廊的工艺管线相连，1#精制塔7塔底热媒进口通过管线与管廊的热媒入管相连；其中1#精制塔7塔顶出料口通过管线与1#精制塔塔顶冷凝器8的物料进口相连，1#精制塔7塔顶循环液进口通过管线与1#精制塔循环泵15和1#精制塔循环备用泵16的出口相连；1#精制塔塔顶冷凝器13的冷凝液出口通过管线与1#精制塔循环泵15和1#精制塔循环备用泵16的进口相连；所述的2#精制塔11的物料进口通过管线与管廊的工艺管线相连，2#精制塔11的加热物料进口与2#精制塔塔底再沸器12的物料出口相连，2#精制塔11塔底物料分别通过管线与2#精制塔塔底再沸器12物料进口和管廊的工艺管线相连，2#精制塔11塔顶物料出口通过管线与2#精制塔塔顶冷凝器13的物料进口相连，所述的2#精制塔11塔顶循环液进口通过管线与2#精制塔循环泵15、2#精制塔循环备用泵16的出口以及管廊相连；2#精制塔塔顶冷凝器13物料出口通过管线与2#精制塔回流液中间罐14的物料进口相连，2#精制塔塔顶冷凝器13的冷媒进、出口分别通过管线与管廊的冷媒入和冷媒出相连；2#精制塔回流液中间罐14物料出口分别通过管线与2#精制塔循环泵15、2#精制塔循环备用泵16的进口相连。本发明中，所述贮存单元E，包括球罐17、球罐转料泵18、拱顶罐19、拱顶罐转料泵20及控制阀和测量仪表；所述的球罐罐底进料口通过管线与管廊的工艺管线相连，球罐罐底出料口通过管线与球罐转料泵18的进口相连，球罐转料泵18的出口通过管线与管廊的工艺管线相连；所述的拱顶罐19灌顶进料口通过管线与管廊的工艺管线相连，拱顶罐19罐底出料口通过管线与拱顶罐19的出料泵进口相连，拱顶罐转料泵20出口通过管线与管廊的工艺管线相连。本发明中，所述的事故模拟装置F，包括烟雾发生器21-1、火焰模拟机21-2、发声器21-3、气体发生器21-4、液体发生器21-5、加热器21-6，根据具体的工艺进行分布，通过所述的控制及考核评价系统中的控制单元，以无线或有线通讯方式，达到对现实化工生产安全事故的模拟。因此，在整个装置内不存在化工介质的情况下完成各种事故现象及工艺参数的不正常变化，可模拟真实工厂中的化学介质的泄漏中毒事故的发生及事故的处理、化学介质的泄漏着火事故的发生及事故、化学灼伤事故的发生、热灼伤事故的发生、超温超压事故、物理伤害事故的发生及事故的处理过程。本发明中，所述的控制及考核评价系统G，包括控制系统22-1、化工安全事故选取软件22-2、化工安全事故库22-3、DCS控制模拟软件22-4、考核评价软件构成22-5。通过控制事故模拟装置工作和接收事故处理结果实现对安全实训考核。根据受训需要先通过化工安全事故选取软件从化工安全事故库中选取某工艺，事故库中的事故为根据需求设定好的事故，然后DCS控制模拟软件对事故现象模拟装置对事故现象进行控制，在受训者根据具体的工艺及化工介质事故的处理过程中，考核评价软件对其进行考核评价，考核评价软件中包含标准答案。

上述中所指的釜、罐、换热器、塔、管线由不锈钢或碳钢烤漆制成。

上述中所述的多种工艺主要是指在DCS控制模拟软件中设置了多种完整的化工生产工艺，各化工生产工艺都是由各个功能单元有机的组合在一起组成。在生产过程中一般事故的处理都是以各个单元为最小处理单位，所以现场的各个单元为事故现象的承载平台，而化工生产的具体工艺控制为中控室的DCS集散控制系统完成，这样就实现了集多种工艺为一体的化工安全实训装置。

Claims (8)

1.一种多工艺体感式化工安全实训装置，其特征是，包括加热单元A、反应单元B、分离单元C、精制单元D、贮存单元E，所述各单元分别通过管线与管廊相连，以及与各单元中连接有事故模拟装置F，所述各单元和事故模拟装置F的操控点通过有线或无线与控制及考核评价系统G连接。

2.根据权利要求1所述的多工艺体感式化工安全实训装置，其特征是，加热单元A，包括燃气加热炉、控制阀和测量仪表，该燃气加热炉的燃气进口、物料进料口、物料出料口及炉底部的消防蒸汽进气口分别通过管线与管廊的工艺管线连接；所述的燃气加热炉具有加热段和辐射段。

3.根据权利要求1所述的多工艺体感式化工安全实训装置，其特征是，反应单元B，包括釜式反应器、转料泵、列管反应器、合成气换热器及控制阀和测量仪表，该釜式反应器的进料口通过管线与管廊的工艺管线相连，出料口通过转料泵和管线与管廊的工艺管线相连，釜式反应器冷媒进、出口分别通过管线与管廊的冷媒入、冷媒出相连；所述列管反应器进料口通过管线与管廊的工艺管线相连，列管反应器出料口通过管线与所述的合成气冷却器物料进口相连；所述列管换热器的冷媒进、出口分别通过管线与管廊的冷媒入、冷媒出相连；所述的合成气换热器的物料出口通过管线与管廊的工艺管线相连，合成气换热器冷媒出口和合成气换热器不凝气出口分别通过管线与管廊的冷媒出管相连。

4.根据权利要求1所述的多工艺体感式化工安全实训装置，其特征是，分离单元C，包括分离器及控制阀和测量仪表，该分离器的物料进口、分离器的重相出口和分离器的轻相出口分别通过管线与管廊的工艺管线相连。

5.根据权利要求1所述的多工艺体感式化工安全实训装置，其特征是，精制单元D，包括1#精制塔、1#精制塔塔顶冷凝器、1#精制塔循环泵、1#精制塔循环备用泵、2#精制塔、2#精制塔塔顶冷凝器、2#精制塔回流液中间罐、2#精制塔循环泵、2#精制塔循环备用泵、2#精制塔塔底再沸器及控制阀和测量仪表；所述的1#精制塔物料进口、1#精制塔塔底废渣出料口分别通过管线与管廊的工艺管线相连，1#精制塔塔底热媒进口通过管线与管廊的热媒入管相连；其中1#精制塔塔顶出料口通过管线与1#精制塔塔顶冷凝器物料进口相连，1#精制塔塔顶循环液进口通过管线与1#精制塔循环泵和1#精制塔循环备用泵出口相连；1#精制塔塔顶冷凝器冷凝液出口通过管线与1#精制塔循环泵和1#精制塔循环备用泵进口相连；所述的2#精制塔物料进口通过管线与管廊的工艺管线相连，2#精制塔加热物料进口与2#精制塔塔底再沸器物料出口相连，2#精制塔塔底物料分别通过管线与2#精制塔塔底再沸器物料进口和管廊的工艺管线相连，2#精制塔塔顶物料出口通过管线与2#精制塔塔顶冷凝器物料进口相连，所述的2#精制塔塔顶循环液进口通过管线与2#精制塔循环泵、2#精制塔循环备用泵的出口以及管廊相连；2#精制塔塔顶冷凝器物料出口通过管线与2#精制塔回流液中间罐物料进口相连，2#精制塔塔顶冷凝器冷媒进、出口分别通过管线与管廊的冷媒入、冷媒出相连；2#精制塔回流液中间罐物料出口分别通过管线与2#精制塔循环泵、2#精制塔循环备用泵的进口相连。

6.根据权利要求1所述的多工艺体感式化工安全实训装置，其特征是，贮存单元E，包括球罐、球罐转料泵、拱顶罐、拱顶罐转料泵及控制阀和测量仪表；所述的球罐罐底进料口通过管线与管廊的工艺管线相连，球罐罐底出料口通过管线与球罐转料泵进口相连，球罐转料泵出口通过管线与管廊的工艺管线相连；所述的拱顶罐灌顶进料口通过管线与管廊的工艺管线相连，拱顶罐罐底出料口通过管线与拱顶罐出料泵进口相连，拱顶罐转料泵出口通过管线与管廊的工艺管线相连。

7.根据权利要求1所述的多工艺体感式化工安全实训装置，其特征是，事故模拟装置F，包括烟雾发生器、火焰模拟机、发声器、气体发生器、液体发生器、加热器，通过控制及考核评价系统中的控制系统，以无线或有线通讯方式，达到对现实化工生产安全事故的模拟。

8.根据权利要求1所述的多工艺体感式化工安全实训装置，其特征是，控制及考核评价系统G，包括控制系统、化工安全事故选取软件、化工安全事故库、DCS控制模拟软件和考核评价软件。