[发明专利]用于实训教学的乙苯脱氢制苯乙烯装置

说明书

技术领域：

本发明属于化工教学教具技术领域，具体涉及一种用于教学实训的乙苯脱氢制苯乙烯装置。

背景技术：

苯乙烯分子中，由于侧链是C＝C双键，因此，化学性质较为活泼。本身可处自聚生成聚苯乙烯树脂，也可以和其它不饱和化合物发生共聚。如AS塑料；丁苯橡胶；ABS塑料；聚酯树脂等均是苯乙烯共聚产物，另外，苯乙烯也广泛应用于制药、涂料、颜料和纺织等工业，所以苯乙烯是重要的化工原料。乙苯脱氢实训装置是将乙苯脱氢制苯乙烯的工业装置缩小建在实训室中的一种小型装置，广泛应用于教学及科研。

乙苯脱氢生成苯乙烯的反应是分子数增加的反应，乙苯脱氢主反应是一个吸热反应，乙苯脱氢裂解副反应，也是一个吸热反应，而加氢裂解副反应则是一个放热反应。

由于苯乙烯的代表性，国内学校建有实验装置从事教学及科研，如南京工业大学等。也有部分高校开发了计算机仿真操作软件，但毕竟是在模拟操作装置，学生在没有实物感的情况下训练就会有虚假的感觉，真实装置与模拟装置还是存在很大的差别。

目前乙苯气固相催化脱氢实验装置大部分院校均建在实验台(柜)上，于真实工业装置相比差别较大，不具备操作培训功能。

发明内容：

本发明针对现有的乙苯脱氢实验装置存在的功能单一的问题，而提出的一种用于实训教学的乙苯脱氢制苯乙烯装置。

本发明解决了工业装置占地面积大、投资大、运行费用高及安全因素的问题，可有效地缓解目前学校普遍存在的经费不足的问题。既可以用于验证性实验教学、装置操作培训，又可用于对产品的开发研究、优选工艺条件、考评催化剂性能、测定反应的宏观动力学。

为了实现发明目的，本发明将工业装置缩小后建在实训室中用于教学及实训的小装置，主要包括计量罐、输送泵、汽化器、反应器、换热器、产品接受罐、尾气冷凝器、操作站、色谱及工作站；其工作过程如下：从计量罐出来的乙苯由输送泵打进汽化反应器汽化区汽化，汽化后的乙苯进入反应区，反应后的混合气进换热器换热冷凝，换热后的物料进接收器汽液分离，尾气进尾气冷凝器冷凝放空，该装置采用计算机控制，具有实时数据采集，数据历史保存，实时数据显示、历史数据查询、报表查询、曲线绘制、报表曲线打印、PID参数整定的功能。

一般地本发明装置包括原料部分设备(乙苯计量罐及液位变送器、水计量罐及液位变送器、乙苯输送泵、水计输送泵、水及乙苯汽化器)、反应部分设备(汽化反应器、换热器、产品接受罐、尾气冷凝器)、测量控制部分(温度、流量、压力的测量及控制)、操作站、产品分析部分(色谱及工作站)。

计算机控制软件采用的DCS软件为标准网络版，接入实训系统专用服务器，联网用户无需安装额外软件，通过浏览器输入服务器IP地址即可实时浏览装置运行状况，以方便教与学。本发明装置还具有动画功能的三维界面

附图说明：

附图1为本发明实施例装置示意图。

图中，1—乙苯计量泵，2—水计量泵，3—乙苯计量罐，4—水计量罐，5—汽化反应器，6—急冷器，7—产品接收器，8—尾冷器，9—放料阀。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明加以详细描述。

本实施例装置根据设计要求，对照附图1进行设备制造、工艺配管、设备仪表安装及DCS组态。实训开车操作过程：

1.对照附图，确认各设备的位置，检查开关、阀门等是否处于关闭状态；

2.补充乙苯计量罐3中的乙苯和水计量罐4中的去离子水，并记录起始液位；

3.通电加热，当汽化、反应温度升至预定温度，启动加料泵2，调节水的加料速度，活化10分钟。继续升温，启动加料泵1，调节乙苯的加料速度，使反应温度稳定在规定的范围之内，且物料速度稳定，开启放料阀9放净产品接受器7中的液体至烧杯中，将油水分开倒入指定容器；

4.每隔5分钟记录一次温度、液位。反应半小时，停泵1，继续加水10分钟，停泵2。放下接受器7中的油水，放入分液漏斗净置分层，并计量炉油(脱氢液)、水的量，炉油经色谱分析其组成，水及油倒入指定容器；

5.根据分析结果分析反应情况及计算转化率、选择性及收率；

6.当温度降至250℃时，关机并切断电源；

7.停水，清洁用品及工作区。

操作过程中随时可以在操作站上查看实时数据，历史数据查询、报表查询、曲线绘制、报表曲线打印和PID参数整定。

在系统服务器正常运行状态下，通过互联网在浏览器输入服务器IP地址即可查看实训装置运行状况。