CN204034690U - 一种高分子合成生产实训装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高分子合成生产实训装置，包括：原料罐、碱洗釜、第一水洗釜、蒸馏釜、反应釜、第二水洗釜、第一冷凝器、第二冷凝器、恒温水浴槽、振动筛、贮罐、阀门、管路、抽真空系统、软化水系统和恒温水浴系统。根据实训系统的工艺特点，生产过程分为原料碱洗、原料水洗、减压蒸馏、聚合、产品水洗五个工段。本装置采用DCS操作系统。本实用新型的有益效果是：(1)培训时安全、可靠；(2)学员可以学会化工操作的技能；(3)本装置的应用广泛。

Description

一种高分子合成生产实训装置

技术领域

本发明涉及工业生产实训装置，特别涉及高分子化工生产中教学或操作人员培训使用的真实生产实训装置。

背景技术

随着化学工业的发展及技术的进步，化工生产逐渐走向集中化、复杂化、连续化的方向发展。化工生产呈现设备多样化、复杂化以及过程连接管道化的特点，要求从事化工生产的工程技术人员，在上岗前必须掌握一定的化工生产操作技能。同时，由于化工生产现场环境下集散控制系统DCS的广泛运用，已成为化工生产自动控制的最基本控制,也是化工专业的学生必须掌握的操作技能。

以往对化工生产操作技能方面的培训主要有理论知识培训、仿真操作培训及进厂实习、单元操作实操训练四种模式。理论知识的培训对提高化工生产人员的实际操作能力很有限；仿真操作培训虽然具有安全性、费用低的特点，但缺乏直观、现场感，也达不到提高实际操作能力的目的；进厂实习虽然是能够提高学生对生产过程认识的直观性，但由于受安全因素的限制，无法进行动手实际操作；随着高职教育的发展，很多高职学校也设置了单元操作装置用于教学，虽能够解决了动手能力的训练，但还仅限于单体设备，无法让学生对生产过程有全面地了解和掌握，对于培训学生的实践技能也具有一定的局限性。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高分子合成生产实训装置设备，克服化工生产装置现有培训手段的不足，为培训化工生产操作人员提供一种安全、环保、真实的化工生产实训装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高分子合成生产实训装置包括：包括原料罐、碱洗釜、第一水洗釜、蒸馏釜、单体接收釜、反应釜、第二水洗釜和振动筛；原料罐的出料口通过管路连接碱洗釜的进料口，碱洗釜的出料口通过管路连接第一水洗釜的进料口，第一水洗釜的出料口通过管路连接蒸馏釜的进料口，蒸馏釜的出料口通过管路连接单体接收釜的进料口，单体接收釜的出料口通过管路连接反应釜的进料口，反应釜的出料口通过管路连接第二水洗釜的进料口，第二水洗釜的出料口通过管路连接振动筛；还设有冷却系统、抽真空系统、软化水系统和恒温水浴系统。

优选的是，所述的软化水系统设有一个冷软化水贮罐和一个热软化水贮罐，所述的热软化水贮罐设有加热装置；所述的冷软化水贮罐通过管路与冷软化水泵相连，所述的冷软化水泵通过管路与水计量罐相连，所述的水计量罐通过管路与碱洗釜和第一水洗釜相连；所述的热软化水贮罐通过管路与热软化水泵，热软化水泵通过管路与第二水洗釜相连。

优选的是，所述的恒温水浴系统设有一个恒温水浴槽，所述的恒温水浴槽通过管路与热水泵相连，热水泵通过管路分别于蒸馏釜和反应釜相连。

优选的是，所述的冷却系统包括：第一冷凝器和第二冷凝器；所述的第一冷凝器分别与第二冷凝器、蒸馏釜、单体接收釜、第一分离罐相连，第二冷凝器与第二分离罐相连。

优选的是，所述的碱洗釜、第一水洗釜和第二水洗釜设有抽真空系统转料阀。

优选的是，所述的蒸馏釜设有夹套，所述的蒸馏釜分别与恒温水浴槽和真空泵相连，所述的真空泵通过管路与真空缓冲罐相连。

优选的是，所述的第一水洗釜底和第二水洗釜底部设有滤网。

优选的是，所述的第一水洗釜、第二水洗釜、碱洗釜和反应釜均设有搅拌装置和玻璃视盅。

优选的是，还设有手动紧急停车装置。

优选的是，所述的釜、罐和管道由不锈钢或无缝钢管制成；框架整体采用高温烤漆钢制，设有双层操作平台。

本实用新型的有益效果是：(1)培训时安全、可靠；(2)学员可以学会化工操作的技能；(3)本装置的应用广泛。

附图说明

图1是本实用新型一种高分子合成生产实训装置示意图。

图中：原料罐1，碱洗釜2，第一水洗釜3，蒸馏釜4，单体接收釜5，反应釜6，第二水洗釜7，振动筛8，第一冷凝器9，第二冷凝器10，恒温水浴槽11，冷软化水贮罐12，热软化水贮罐13，第一分离罐14，第二分离罐15，水计量罐16，真空缓冲罐17，水洗接收罐18，单体转料泵19，冷软化水泵20，自来水泵21，热水泵22，真空泵23，热软化水泵24。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明：

如图1所示，本实用新型高分子合成生产实训装置包括：原料罐1、碱洗釜2、第一水洗釜3、蒸馏釜4、单体接收釜5、反应釜6、第二水洗釜7、振动筛8、第一冷凝器9、第二冷凝器10、恒温水浴槽11、冷软化水贮罐12、热软化水贮罐13、第一分离罐14、第二分离罐15、水计量罐16、真空缓冲罐17、水洗接收罐18、单体转料泵19、冷软化水泵20、自来水泵21、热水泵22、真空泵23、热软化水泵24。

所述的原料罐1的出料口通过管路连接所述的碱洗釜2的进料口，碱洗釜2的出料口通过管路连接所述的第一水洗釜3的进料口，第一水洗釜3的出料口通过管路连接所述的蒸馏釜4的进料口，蒸馏釜4的出料口通过管路连接所述的单体接收釜5的进料口，单体接收釜5的出料口通过管路连接所述的反应釜6的进料口，反应釜6的出料口通过管路连接所述的第二水洗釜7的进料口，第二水洗釜7的出料口通过管路连接所述的振动筛8。

此外还包括软化水系统、恒温水浴系统和冷却系统。

所述的软化水系统包括冷软化水贮罐12和热软化水贮罐13。冷软化水贮罐12与冷软化水泵20相连，冷软化水泵20通过管路与水计量罐16相连。所述的水计量罐16分别于碱洗釜2和第一水洗釜3相连。热软化水贮罐13设有加热装置，与热软化水泵24相连，热软化水泵24与第二水洗釜相连7。还设有第二水洗釜7与水洗接收罐18相连。

所述的恒温水浴系统，设有恒温水浴槽11与热水泵22相连，所述的热水泵22与所述的蒸馏釜4和反应釜6相连热。

所述的冷却系统包括：第一冷凝器9和第二冷凝器10。所述的第一冷凝器9和第二冷凝器10与蒸馏釜4相连，所述的第一冷凝器9与第一分离罐14相连，所述的第二冷凝器10与第二分离罐15相连。

在所述的单体接收釜5与反应釜6之间设有单体转料泵19。设有自来水水泵21通过管路分别与蒸馏釜4、单体接收釜5和反应釜6相连。设有真空泵23分别与蒸馏釜4和真空缓冲罐17相连。

具体操作可分为以下几个步骤：

1、准备工作

开车之前首先确定各电器元件正常运行，各种泵、阀门及其他设备能正常运行。开启蒸馏釜4、反应釜6、单体接收釜5及冷凝器的进出水阀；提前处理好软化水，并将其打入冷软化水贮罐12和热软化水贮罐13中，以备实验之需。依次开启自来水泵21进口阀，恒温水浴槽11进水阀，给恒温水浴槽11上水，待灌满水后关闭恒温水浴槽11进水阀。通过自来水管路将蒸馏釜4和反应釜6的夹套充满水待灌满后通过开启排气阀将夹套内的气排出。

2、碱洗工序

关闭原料罐抽真空阀，同时打开放空阀。关闭碱洗釜2放空阀，开启抽真空阀，随后开启碱洗釜2单体进料阀及原料罐底出料阀,转料完毕后，打开碱洗釜2放空阀，关闭抽真空阀，同时关闭碱洗釜2单体进料阀及原料罐底出料阀,转料完毕。在上位机上设定水计量罐16的液位；开启水计量罐16进口电磁阀及冷软化水泵20的进出口阀,启动冷软化水泵20，开始给水计量罐16上水,待液位达到设定值后,电磁阀自动关闭，上水结束，关闭冷软化水泵20；开启水计量罐16底阀及碱洗釜2进水口电磁阀,向碱洗釜2中加水，加水结束之后关闭电磁阀；开启碱洗釜2搅拌电机；打开碱洗釜2漏斗下手阀,向釜中加入NaOH固体,搅拌一刻钟,碱洗结束。关闭碱洗釜2搅拌电机，静置分层，一刻钟后，开始分离盐酯：打开碱洗釜2底下料阀，随后缓慢打开排污阀，排掉水溶液，注意观察玻璃视盅，待到出现分层时，小心控制阀门的开度，不要将原料排掉，排污完成后，关闭排污阀。

3、水洗工序

打开第一水洗釜3的抽真空阀，关闭放空阀，打开碱洗釜2的转料阀，开始转料，待料液转完之后，关闭碱洗釜2抽真空阀，打开放空阀；在上位机上设定磁翻板液位计的液位；开启水计量罐16进口电磁阀，同时开启冷软化水泵20，开始上水，等水位达到设定值后，进水电磁阀自动关闭，此时上水完毕，关闭冷软化水泵20；开启原料第一水洗釜3顶进水口电磁阀，向第一水洗釜3中加水，加水结束之后关闭电磁阀；开启原料第一水洗釜3搅拌电机，后停止搅拌，静置分层；打开原料第一水洗釜3底出料阀，缓慢打开排污阀，观察玻璃视盅中液体的状态，待出现分层现象时，将下层液完全排出后，关闭排污阀。

4、蒸馏工序

开启蒸馏釜4原料进料阀，开始转料，转料结束之后，关闭蒸馏釜4原料进料阀，同时开启搅拌电机；开启蒸馏釜4夹套循环冷水进口阀及排气阀，待排气口有液体溢出时，依次关闭蒸馏釜4夹套循环冷水上水阀和排气阀，给夹套上水；开启第一冷凝器9和第二冷凝器10的冷凝液出口阀及第一分离罐14和第二分离罐15罐顶的抽真空阀门，此处需设定真空缓冲罐17、蒸馏釜4的真空度；开启恒温水浴槽11底出水口阀门，之后开启恒温水浴槽11电源，开始升温(温度依据用户的实验条件自定)；开启热水泵22出入口阀门及蒸馏釜夹套循环热水进出口管路电磁阀，启动热水泵22，开始蒸馏,一段时间后玻璃视盅中会有液体流出，开启单体接收釜5搅拌电机，待玻璃视盅中看不见液体流出时，蒸馏结束，此时关闭热水泵22，同时关闭蒸馏釜4夹套循环热水进出管路电磁阀，关闭第一冷凝器9底进料阀；关闭真空缓冲罐17上前段抽真空口阀门，关闭真空泵23。

5、聚合工段

开启反应釜6进料阀，开始转料，转料结束之后，关闭反应釜6原料进料阀，同时开启搅拌电机和恒温水浴装置。

6、水洗工段

开启反应釜6底放料阀及第二水洗釜7顶进料阀，同时开启第二水洗釜7搅拌电机；开启电伴热带电源，待热软化水贮罐13的温度达到设定值时，关闭电伴热带电源；开启热软化水贮罐13底阀，热软化水泵24出口阀及第二水洗釜7顶进水阀，开启热软化水泵24向第二水洗釜7中上水(上水量据实验要求用户自定)，开始水洗；搅拌一段时间后，开启第二水洗釜7底出水阀及洗水接收罐18顶进水阀，开启水洗接收罐18抽真空阀，开启真空泵23，将第二水洗釜7中的洗水抽入水洗接收罐18中，此过程中注意观察液位，若液位达到液位计以上，即停真空泵开启水洗接收罐18的排污阀将洗水排净；第二次水洗，首先关闭第二水洗釜7底出水阀，打开水洗接收罐18顶放空阀，开启热软化水泵24，向第二水洗釜7中上水，重复之前第一次过程，进行第二次水洗，如此循环几次，直到未反应的单体被冲洗干净，随后关闭真空泵23及第二水洗釜7底出水阀。

7、产品精制工段

打开第二水洗釜7底出料阀，将产品全部转入振动筛8中，同时开启振动筛8的电机，进行固液分离，上层筛出聚合物固体颗粒，下层的洗水直接去排污管路。

此外本实用新型还设有手动停车装置，一旦发现反应存在异常情况时，通过紧急停车按钮，开启自来水降温管路对反应釜进行降温处理，防止爆聚的发生。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种高分子合成生产实训装置，其特征在于：包括原料罐、碱洗釜、第一水洗釜、蒸馏釜、单体接收釜、反应釜、第二水洗釜和振动筛；原料罐的出料口通过管路连接碱洗釜的进料口，碱洗釜的出料口通过管路连接第一水洗釜的进料口，第一水洗釜的出料口通过管路连接蒸馏釜的进料口，蒸馏釜的出料口通过管路连接单体接收釜的进料口，单体接收釜的出料口通过管路连接反应釜的进料口，反应釜的出料口通过管路连接第二水洗釜的进料口，第二水洗釜的出料口通过管路连接振动筛。

2.根据权利要求1所述的一种高分子合成生产实训装置，其特征在于：还设有软化水系统，所述的软化水系统设有一个冷软化水贮罐和一个热软化水贮罐，所述的热软化水贮罐设有加热装置；所述的冷软化水贮罐通过管路与冷软化水泵相连，所述的冷软化水泵通过管路与水计量罐相连，所述的水计量罐通过管路与碱洗釜和第一水洗釜相连；所述的热软化水贮罐通过管路与热软化水泵，热软化水泵通过管路与第二水洗釜相连。

3.根据权利要求1所述的一种高分子合成生产实训装置，其特征在于：还设有恒温水浴系统，所述的恒温水浴系统设有一个恒温水浴槽，所述的恒温水浴槽通过管路与热水泵相连，热水泵通过管路分别于蒸馏釜和反应釜相连。

4.根据权利要求1所述的一种高分子合成生产实训装置，其特征在于：还设有冷却系统，所述的冷却系统包括：第一冷凝器和第二冷凝器；所述的第一冷凝器分别与第二冷凝器、蒸馏釜、单体接收釜、第一分离罐相连，第二冷凝器与第二分离罐相连。

5.根据权利要求1或2所述的一种高分子合成生产实训装置，其特征在于：所述的碱洗釜、第一水洗釜和第二水洗釜设有抽真空系统转料阀。

6.根据权利要求1或3或4所述的一种高分子合成生产实训装置，其特征在于：所述的蒸馏釜设有夹套，所述的蒸馏釜分别与恒温水浴槽和真空泵相连，所述的真空泵通过管路与真空缓冲罐相连。

7.根据权利要求5所述的一种高分子合成生产实训装置，其特征在于：所述的第一水洗釜和第二水洗釜底部设有滤网。

8.根据权利要求1或2所述的一种高分子合成生产实训装置，其特征在于：所述的第一水洗釜、第二水洗釜、碱洗釜和反应釜均设有搅拌装置和玻璃视盅。

9.根据权利要求1所述的一种高分子合成生产实训装置，其特征在于：还设有手动紧急停车装置。

10.根据权利要求1所述的一种高分子合成生产实训装置，其特征在于：所述的釜、罐和管道由不锈钢或无缝钢管制成；框架整体采用高温烤漆钢制成，设有双层操作平台。