CN112286257B - 一种连续流化学反应过程温度控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制药和化工行业技术领域，且公开了一种连续流化学反应过程温度控制系统，包括箱体，所述箱体的内部包含有制冷单元与加热单元，所述加热单元内部包含有TCU循环泵、二通调节阀、气液分离罐、温度变送器和压力变送器、止回阀、电加热、进口截止阀与出口截止阀组成，所述制冷单元内包含有冷油循环泵、冷油缓冲罐、制冷机组、冷油回管路、去夹套管路、夹套回管路、排空管路与溢流管路组成，该连续流化学反应过程温度控制系统，导热介质通过TCU循环泵在反应釜或其他设备的夹套内进行循环，用电加热提供热源进行升温，用制冷机组提供冷源，调节冷媒进入循环系统的流量来进行降温，搭载独特的控制程序，达到智能调节反应釜内温度的目的。
Description
技术领域
本发明涉及制药和化工行业技术领域，具体为一种连续流化学反应过程温度控制系统。
背景技术
在制药和化工领域，为提高生产效率，连续流化学实验及制药反应生产系统越来越广泛地被应用。在连续流反应过程中，温度控制是关键工艺控制点，温度控制的升降温速率、精确度和稳定性等，都对反应起着至关重要的作用。
传统温度控制系统一般基于常规的生产工艺要求进行设计和制造，存在如下特点，系统单机输出功率较大，冷热媒循环量也较大；系统输出温度单一，无法实现一机多输出、单机多温度点控制功能；一般利用外部冷热媒进行升降温，安装、使用环境受限；受结构布局影响，外形尺寸一般较大，不适合连续流化学反应实验和生产使用。
与传统生产工艺相比较，连续流生产过程中的温度控制点具有单一负荷小、温度范围广、控制精度要求更高、布置相对集中紧凑，实验室一般无法提供蒸汽、乙二醇或盐水等冷热媒公用工程等特点，受工作原理、结构布局等限制，传统工业级温度控制系统已无法满足连续流生产中的复杂工况和使用环境需求，开发一种精小紧凑、控温精确平稳、升降温灵敏、操作方便，能满足实验室公用工程环境的连续流智能温度控制系统成为了一种需求。
发明内容
技术方案
为实现上述省去公用工程和管线敷设建设费用，生产过程自动化程度高，系统安全可靠环保目的，本发明提供如下技术方案：一种连续流化学反应过程温度控制系统，包括箱体，所述箱体的内部包含有制冷单元与加热单元，所述加热单元包含有TCU循环泵、二通调节阀、气液分离罐、温度变送器和压力变送器、止回阀、电加热、进口截止阀与出口截止阀，所述制冷单元包含有冷油循环泵、冷油缓冲罐、制冷机组、冷油回管路、去夹套管路、夹套回管路、空气管路与溢流管路，所述冷油循环泵的进口端通过管道连接有冷油缓冲罐，所述冷油循环泵的出口端通过管道连接至制冷单元中的制冷机组的进口端，所述制冷单元的出口端固定安装有三通，所述三通的一端通过管道连接至冷油缓冲罐的上端接口，一端与冷油回管路的进口端连接，所述冷油回管路的出口端与二通调节阀的进口端相连接，所述二通调节阀的出口端通过正三通与夹套回管路连接，所述夹套回管路与进口截止阀连接，再与正三通连接，所述正三通的另一端与TCU循环泵的进口端管道连接，所述TCU循环泵的出口端与电加热的底部进口端相连接，所述电加热的出口端与气液分离罐的中部进口相连接，所述气液分离罐的底部出口端与去夹套管路相连接，所述气液分离罐的底部出口端管道安装有温度变送器和压力变送器，再连接有止回阀，再次通过管道连接至出口截止阀，所述出口截止阀与去夹套管路连接，所述气液分离罐上部分溢流口与溢流管路相互连接，相邻所述溢流管路之间相互连接并汇合，最后与冷油缓冲罐的顶部进口端相连接，所述气液分离罐的顶部设置有一个放空口，所述放空口与空气管路相互连接，相邻所述空气管路之间相互连接并汇合，并连接至冷油缓冲罐顶部的平衡口处，形成平衡系统。
进一步地，所述夹套回管路通过不锈钢钢管连接进口截止阀，所述进口截止阀通过不锈钢钢管连接正三通接口，所述二通调节阀通过不锈钢管连接正三通接口，正三通接口通过不锈钢钢管连接至TCU循环泵进口。
进一步地，所述TCU循环泵安装于箱体支架底部，出口通过不锈钢管路连接至电加热，并在TCU循环泵出口与电加热之间安装现场压力表。
进一步地，所述电加热出口通过不锈钢钢管连接至气液分离罐，所述气液分离罐分为三个出口，顶部与制冷单元中冷油缓冲罐连通，侧边通过溢流管路连接至制冷单元中冷油缓冲罐，底部通过不锈钢钢管连接止回阀，所述气液分离罐与止回阀之间安装温度变送器和压力变送器。
进一步地，所述止回阀通过不锈钢钢管接出口截止阀，所述出口截止阀通过不锈钢管连接有去夹套管路。
进一步地，所述冷油缓冲罐安装于箱体支架底部，所述冷油缓冲罐设置有三个进口与一个出口，所述冷油缓冲罐出口通过不锈钢钢管连接冷油循环泵进口，所述冷油循环泵置于箱体支架底部，所述冷油循环泵出口通过不锈钢管连接制冷机组，所述制冷机组通过不锈钢管连接到所述冷油缓冲罐。
进一步地，所述制冷机组与冷油缓冲罐之间安装温度变送器和压力变送器。
有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种连续流化学反应过程温度控制系统，具备以下有益效果：
1、该连续流化学反应过程温度控制系统，通过导热介质通过TCU循环泵在反应釜或其他设备的夹套内进行循环，用电加热提供热源进行升温，用制冷机组提供冷源，调节冷媒进入循环系统的流量来进行降温，搭载独特的控制程序，达到智能调节反应釜内温度的目的。
、该连续流化学反应过程温度控制系统，通过PLC内程序和设定的参数，控制加热器的输出功率和冷媒二通调节阀的开度，调节从本系统输出导热介质的温度，通入到反应釜或其他设备的夹套内对反应釜或其他设备内物料进行加热或冷却，导热介质再返回到系统内，达到循环控温的目的。
、该连续流化学反应过程温度控制系统，通过本连续流化学反应温度控制系统系统在运行前注入导热介质，启动后，系统将开始制冷降温，冷油循环泵和制冷机组启动运行，维持冷油缓冲罐内介质达到设定温度，此时，TCU循环泵方可开始工作，系统将根据温度控制点设置温度，自动进行升降温或恒温操作。
附图说明
图1为本发明连续流化学反应温度控制系统流程图；
图2为本发明整体结构外侧示意图；
图3为本发明连续流化学反应温度控制系统-轴测图；
图4为本发明连续流化学反应温度控制系统-俯视图；
图5为本发明连续流化学反应温度控制系统-正视图；
图6为本发明加热单元详图；
图7为本发明制冷单元详图；
图8为本发明制冷单元B-B示意图；
图9为本发明制冷单元C-C示意图。
图中：1-TCU循环泵、2-二通调节阀、3-气液分离罐、4-温度变送器和压力变送器、5-止回阀、6-电加热、7-进口截止阀、8-出口截止阀、9-冷油循环泵、10-冷油缓冲罐、11-制冷机组、12-箱体、13-冷油回管路、14-制冷单元、15-加热单元、16-去夹套管路、17-夹套回管路、18-空气管路、19-溢流管路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-9，一种连续流化学反应过程温度控制系统，包括箱体12，箱体12的包含有制冷单元14与加热单元15，加热单元15内部包含有TCU循环泵1、二通调节阀2、气液分离罐3、温度变送器和压力变送器4、止回阀5、电加热6、进口截止阀7与出口截止阀8，制冷单元14包含有冷油循环泵9、冷油缓冲罐10、制冷机组11、冷油回管路13、去夹套管路16、夹套回管路17、空气管路18与溢流管路19，冷油循环泵9的进口端通过管道连接有冷油缓冲罐10，冷油循环泵9的出口端通过管道连接至制冷单元14中的制冷机组11的进口端，制冷单元14的出口端固定安装有三通，三通的一端通过管道连接至冷油缓冲罐10的上端接口，一端与冷油回管路13的进口端连接，冷油回管路13的出口端与二通调节阀2的进口端相连接，二通调节阀2的出口端通过正三通与夹套回管路17连接，夹套回管路17与进口截止阀7连接，再与正三通连接，正三通的另一端与TCU循环泵1的进口端管道连接，TCU循环泵1的出口端与电加热6的底部进口端相连接，电加热6的出口端与气液分离罐3的中部进口相连接，气液分离罐3的底部出口端与去夹套管路16相连接，气液分离罐3的底部出口端管道安装有温度变送器和压力变送器4，再连接有止回阀5，再次通过管道连接至出口截止阀8，出口截止阀8与去夹套管路16连接，气液分离罐3上部分溢流口与溢流管路19相互连接，相邻溢流管路19之间相互连接并汇合，最后与冷油缓冲罐10的顶部进口端相连接，气液分离罐3的顶部设置有一个放空口，放空口与空气管路18相互连接，相邻空气管路18之间相互连接并汇合，并连接至冷油缓冲罐10顶部的平衡口处，形成平衡系统。
其中，进一步地，夹套回管路17通过不锈钢钢管连接进口截止阀7，进口截止阀7通过不锈钢钢管连接正三通接口，来自制冷单元14的冷媒通过不锈钢管连接二通调节阀2，二通调节阀2通过不锈钢管连接正三通接口，正三通接口通过不锈钢钢管连接至TCU循环泵1进口。
其中，进一步地，TCU循环泵1安装于箱体12支架底部，出口通过不锈钢管路连接至电加热6，并在TCU循环泵1出口与电加热6之间安装现场压力表。
其中，进一步地，电加热6出口通过不锈钢钢管连接至气液分离罐3，气液分离罐3分为三个出口，顶部与制冷单元14中冷油缓冲罐10连通，实现气相平衡，侧边通过溢流管路19连接至制冷单元14中冷油缓冲罐10，底部通过不锈钢钢管连接止回阀5，气液分离罐3与止回阀5之间安装温度变送器和压力变送器4。
其中，进一步地，止回阀5通过不锈钢钢管接出口截止阀8，出口截止阀8通过不锈钢管连接有去夹套管路16。
其中，进一步地，冷油缓冲罐10安装于箱体12支架底部，冷油缓冲罐10设置有三个进口与一个出口，冷油缓冲罐10出口通过不锈钢钢管连接冷油循环泵9进口，冷油循环泵9置于箱体12支架底部，冷油循环泵9出口通过不锈钢管连接制冷机组11，制冷机组11通过不锈钢管连接到冷油缓冲罐10。
其中，进一步地，制冷机组11与冷油缓冲罐10之间安装温度变送器和压力变送器4。
本发明的工作原理及使用流程：导热介质通过TCU循环泵1在反应釜或其他设备的夹套内进行循环，用电加热6提供热源进行升温，用制冷机组11提供冷源，调节冷媒进入循环系统的流量来进行降温，搭载独特的控制程序，达到智能调节反应釜内温度的目的。
通过PLC内程序和设定的参数，控制加热器的输出功率和冷媒二通调节阀2的开度，调节从本系统输出导热介质的温度，通入到反应釜或其他设备的夹套内对反应釜或其他设备内物料进行加热或冷却，导热介质再返回到系统内，达到循环控温的目的。
本连续流化学反应温度控制系统系统在运行前注入导热介质，启动后，系统将开始制冷降温，冷油循环泵9和制冷机组11启动运行，维持冷油缓冲罐10内介质达到设定温度，此时，TCU循环泵1方可开始工作，系统将根据温度控制点设置温度，自动进行升降温或恒温操作。
本系统采用PLC控制，在PLC系统中设置了必要的联锁报警和保护，确保系统的安全运行。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种连续流化学反应过程温度控制系统，包括箱体（12），其特征在于：所述箱体（12）的内部包含有制冷单元（14）与加热单元（15），所述加热单元（15）包含有TCU循环泵（1）、二通调节阀（2）、气液分离罐（3）、温度变送器和压力变送器（4）、止回阀（5）、电加热（6）、进口截止阀（7）与出口截止阀（8），所述制冷单元（14）包含有冷油循环泵（9）、冷油缓冲罐（10）、制冷机组（11）、冷油回管路（13）、去夹套管路（16）、夹套回管路（17）、空气管路（18）与溢流管路（19），所述冷油循环泵（9）的进口端通过管道连接有冷油缓冲罐（10），所述冷油循环泵（9）的出口端通过管道连接至制冷单元（14）中的制冷机组（11）的进口端，所述制冷机组（11）的出口端固定安装有三通，所述三通的一端通过管道连接至冷油缓冲罐（10）的上端接口，一端与冷油回管路（13）的进口端连接，所述冷油回管路（13）的出口端与二通调节阀（2）的进口端相连接，所述二通调节阀（2）的出口端通过正三通与夹套回管路（17）连接，所述夹套回管路（17）与进口截止阀（7）连接，再与正三通连接，所述正三通的另一端与TCU循环泵（1）的进口端管道连接，所述TCU循环泵（1）的出口端与电加热（6）的底部进口端相连接，所述电加热（6）的出口端与气液分离罐（3）的中部进口相连接，所述气液分离罐（3）的底部出口端与去夹套管路（16）相连接，所述气液分离罐（3）的底部出口端管道安装有温度变送器和压力变送器（4），再连接有止回阀（5），再次通过管道连接至出口截止阀（8），所述出口截止阀（8）与去夹套管路（16）连接，所述气液分离罐（3）上部分溢流口与溢流管路（19）相互连接，相邻所述溢流管路（19）之间相互连接并汇合，最后与冷油缓冲罐（10）的顶部进口端相连接，所述气液分离罐（3）的顶部设置有一个放空口，所述放空口与空气管路（18）相互连接，相邻所述空气管路（18）之间相互连接并汇合，并连接至冷油缓冲罐（10）顶部的平衡口处，形成平衡系统。
2.根据权利要求1所述的一种连续流化学反应过程温度控制系统，其特征在于：所述夹套回管路（17）通过不锈钢钢管连接进口截止阀（7），所述进口截止阀（7）通过不锈钢钢管连接正三通接口，所述二通调节阀（2）通过不锈钢管连接正三通接口，正三通接口通过不锈钢钢管连接至TCU循环泵（1）进口。
3.根据权利要求1所述的一种连续流化学反应过程温度控制系统，其特征在于：所述TCU循环泵（1）安装于箱体（12）支架底部，出口通过不锈钢管路连接至电加热（6），并在TCU循环泵（1）出口与电加热（6）之间安装现场压力表。
4.根据权利要求1所述的一种连续流化学反应过程温度控制系统，其特征在于：所述电加热（6）出口通过不锈钢钢管连接至气液分离罐（3），所述气液分离罐（3）分为三个出口，顶部与制冷单元（14）中冷油缓冲罐（10）连通，侧边通过溢流管路（19）连接至制冷单元（14）中冷油缓冲罐（10），底部通过不锈钢钢管连接止回阀（5），所述气液分离罐（3）与止回阀（5）之间安装温度变送器和压力变送器（4）。
5.根据权利要求1所述的一种连续流化学反应过程温度控制系统，其特征在于：所述止回阀（5）通过不锈钢钢管接出口截止阀（8），所述出口截止阀（8）通过不锈钢管连接有去夹套管路（16）。
6.根据权利要求1所述的一种连续流化学反应过程温度控制系统，其特征在于：所述冷油缓冲罐（10）安装于箱体（12）支架底部，所述冷油缓冲罐（10）设置有三个进口与一个出口，所述冷油缓冲罐（10）出口通过不锈钢钢管连接冷油循环泵（9）进口，所述冷油循环泵（9）置于箱体（12）支架底部，所述冷油循环泵（9）出口通过不锈钢管连接制冷机组（11），所述制冷机组（11）通过不锈钢管连接到所述冷油缓冲罐（10）。
7.根据权利要求1所述的一种连续流化学反应过程温度控制系统，其特征在于：所述制冷机组（11）与冷油缓冲罐（10）之间安装温度变送器和压力变送器（4）。
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