專利名稱：非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種遠(yuǎn)程實驗裝置，尤其是涉及一種非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，屬于化工實驗裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]目前遠(yuǎn)程實驗裝置多數(shù)為機械、電子及化工單元操作類，而化工單元反應(yīng)類僅是仿真類操作。有的遠(yuǎn)程實驗裝置還需要用戶安裝客戶端軟件及其他相關(guān)軟件，給用戶帶來了不必要的麻煩。而仿真類軟件是在工程經(jīng)驗的基礎(chǔ)上設(shè)計的，如異常現(xiàn)象均是設(shè)定的，而真實化學(xué)反應(yīng)有不可預(yù)見的多因素存在。此種按游戲的方式操作就給學(xué)生一種虛假的感覺，也很難達到真實反應(yīng)裝置操作的教學(xué)效果，僅能作為一種輔助教學(xué)手段。[0003]非均相催化氧化在基本有機化學(xué)工業(yè)中占有很重要的地位，有許多氧化產(chǎn)品可用非均相催化氧化的方法制得，如苯酐、均酐等。非均相催化氧化特點1)、非均相催化氧化是氣態(tài)物料通過固體催化劑所構(gòu)成的床層進行氧化反應(yīng)，和一般非均相催化氧化相似，其過程包括擴散、吸附、表面反應(yīng)、脫附和擴散等五個基本步驟。催化劑的宏觀結(jié)構(gòu)、表面活性、 流體流動的特征和分子擴散速度都對反應(yīng)速度和傳熱速度有一定影響。一般都采用高線速來消除外擴散的影響因素和提高傳熱效率。如擴散速度不是很快，反應(yīng)產(chǎn)物積累在催化劑表面附近，將有利于深度氧化連串反應(yīng)的發(fā)生，此外，平行副反應(yīng)的竟?fàn)幰脖染嘌趸磻?yīng)復(fù)雜而較難控制。故對于非均相催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)的選擇性問題往往比均相氧化反應(yīng)更為突出，它不僅與催化劑的組成有關(guān)，還與催化劑的結(jié)構(gòu)如比表面、孔結(jié)構(gòu)等有關(guān)；2)、反應(yīng)過程的影響因素較多，如外界條件的控制，對目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性和設(shè)備的正常運作有著不可忽略的影響，且反應(yīng)機理較為復(fù)雜，副產(chǎn)物品種多；3)、氧化反應(yīng)是強放熱反應(yīng)，非均相催化氧化過程的傳熱情況比均相氧化過程復(fù)雜，在非均相催化氧化系統(tǒng)中，有催化劑顆粒內(nèi)的傳熱，催化劑顆粒和氣體間的傳熱，以及床層與管壁間傳熱，而催化劑的載體又往往是導(dǎo)熱欠佳的物質(zhì)，如采用固定床反應(yīng)器，床層溫度分布由于受到傳熱效率的限制，有時可能產(chǎn)生較大的溫差，甚至影響反應(yīng)選擇性，產(chǎn)生飛溫，破壞反應(yīng)的正常進行。實用新型內(nèi)容[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種無需安裝額外軟件、即能實現(xiàn)用戶與遠(yuǎn)端實驗裝置的數(shù)據(jù)交互，能夠達到真實反應(yīng)裝置操作教學(xué)效果的非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置。[0005]為達到上述目的，本實用新型是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的[0006]非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，其特征在于，包括設(shè)置在現(xiàn)場的實驗裝置以及操作站、實驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和客戶端，所述的實驗裝置、操作站、實驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器順序連接，而所述的實驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和客戶端連接。[0007]所述的實驗裝置包括壓縮機、緩沖罐、第一電動調(diào)節(jié)閥和第二電動調(diào)節(jié)閥、第一質(zhì)量流量計、第二質(zhì)量流量計、第一預(yù)熱器、第二預(yù)熱器、汽化器、氧化反應(yīng)器、第一產(chǎn)品捕集器、第二產(chǎn)品捕集器、尾氣洗滌塔、濕式氣體流量計和I/O智能儀表，所述的壓縮機和緩沖罐連接，而緩沖罐分別和第一電動調(diào)節(jié)閥和第二電動調(diào)節(jié)閥連接，而第一電動調(diào)節(jié)閥、第一質(zhì)量流量計和第一預(yù)熱器順序連接，而第二電動調(diào)節(jié)閥、第二質(zhì)量流量計和第二預(yù)熱器順序連接，所述的第一預(yù)熱器與汽化器連接，而所述的第二預(yù)熱器與所述的氧化反應(yīng)器連接， 所述的第一預(yù)熱器與汽化器之間設(shè)置有第一電磁閥，而所述的第一預(yù)熱器與氧化反應(yīng)器之間設(shè)置有第二電磁閥，此外，所述的汽化器、氧化反應(yīng)器、產(chǎn)品捕集器、尾氣洗滌塔和濕式氣體流量計順序連接，而所述的產(chǎn)品捕集器為兩個，順序連接，及第一產(chǎn)品捕集器和第二產(chǎn)品捕集器。且所述的壓縮機、第一電動調(diào)節(jié)閥、第二電動調(diào)節(jié)閥、第一質(zhì)量流量計、第二質(zhì)量流量計、第一電磁閥、第二電磁閥和濕式氣體流量計均與所述的I/O智能儀表連接。[0008]進一步，所述的汽化器、第一預(yù)熱器、第二預(yù)熱器、氧化反應(yīng)器上均設(shè)置有熱電偶溫度傳感器，且所述的熱電偶溫度傳感器與所述的I/O智能儀表連接。[0009]而所述的非均相催化氧化實驗裝置的管路上還設(shè)置有變送器，所述的變送器也與所述的I/O智能儀表連接。且所述的變送器為電容式壓力變送器。[0010]此外，所述的I/O智能儀表包括溫度調(diào)節(jié)器、巡檢儀、開關(guān)量信號模塊和流量積算儀。[0011]由于學(xué)生遠(yuǎn)離實驗裝置，不能去現(xiàn)場觀察設(shè)備的運行，因此在現(xiàn)場還設(shè)置有帶云臺的攝像機，遠(yuǎn)端學(xué)生可通過調(diào)整云臺來觀察需要觀察的設(shè)備。[0012]本實用新型的有益效果是本實用新型針對化工專業(yè)遠(yuǎn)程教學(xué)需要，開發(fā)了非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，建立了基于B/S模式的非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)總線RS485、TCP\IP與上位機或現(xiàn)場儀表進行通訊，實現(xiàn)了用戶與遠(yuǎn)端實驗裝置的數(shù)據(jù)交互，使用戶通過瀏覽器可遠(yuǎn)程監(jiān)控非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，無需安裝額外軟件，彌補了遠(yuǎn)程教育實踐環(huán)節(jié)的不足，充分突現(xiàn)了遠(yuǎn)程教育的特色。


[0013][0014][0015][0016][0017][0018][0019][0020]圖1為本實用新型一實施例的流程示意圖。附圖中主要標(biāo)記含義如下 1、壓縮機2、緩沖罐 3、第一電動調(diào)節(jié)閥4、第一電磁閥5、第二電磁閥 8、第二預(yù)熱器 11、第一產(chǎn)品捕集器 14、濕式氣體流量計 17、I/O智能儀表6、第一預(yù)熱器 9、汽化器 12、第二產(chǎn)品捕集器 15、第一質(zhì)量流量計7、第二電動調(diào)節(jié)閥 10、氧化反應(yīng)器 13、尾氣洗滌塔 16、第二質(zhì)量流量計18、操作站19、實驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 20、客戶端。
具體實施方式
[0021]
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作具體的介紹。[0022]圖1為本實用新型一實施例的流程示意圖。[0023]如圖1所述非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，包括設(shè)置在現(xiàn)場的實驗裝置、操作站 18、實驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器19和客戶端20，所述的實驗裝置、操作站18、實驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器19順序連接，而所述的實驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器19與客戶端20連接。[0024]而所述的實驗裝置包括壓縮機1、緩沖罐2、第一電動調(diào)節(jié)閥3和第二電動調(diào)節(jié)閥 4、第一質(zhì)量流量計15、第二質(zhì)量流量計16、第一預(yù)熱器6、第二預(yù)熱器8、汽化器9、氧化反應(yīng)器10、第一產(chǎn)品捕集器11、第二產(chǎn)品捕集器12、尾氣洗滌塔13、濕式氣體流量計14和I/ 0智能儀表17，所述的壓縮機1和緩沖罐2連接，而緩沖罐2分別和第一電動調(diào)節(jié)閥3和第二電動調(diào)節(jié)閥7連通，而第一電動調(diào)節(jié)閥3、第一質(zhì)量流量計15和第一預(yù)熱器6順序連接， 而第二電動調(diào)節(jié)閥7、第二質(zhì)量流量計16和第二預(yù)熱器8順序連接，所述的第一預(yù)熱器6與汽化器9連接，而所述的第二預(yù)熱器8與所述的氧化反應(yīng)器10連接，所述的第一預(yù)熱器6 與汽化器9之間設(shè)置有第一電磁閥4，而所述的第一預(yù)熱器6與氧化反應(yīng)器10之間設(shè)置有第二電磁閥5，此外，所述的汽化器9、氧化反應(yīng)器10、產(chǎn)品捕集器、尾氣洗滌塔13和濕式氣體流量計14順序連接，且所述的壓縮機1、第一電動調(diào)節(jié)閥3、第二電動調(diào)節(jié)閥7、第一質(zhì)量流量計15、第二質(zhì)量流量計16、第一電磁閥4、第二電磁閥5和濕式氣體流量計14均與所述的I/O智能儀表17連通。[0025]此外，所述的汽化器9、第一預(yù)熱器6、第二預(yù)熱器8、氧化反應(yīng)器10上均設(shè)置有熱電偶溫度傳感器，且所述的熱電偶溫度傳感器與所述的I/O智能儀表17連接。[0026]而所述的非均相催化氧化實驗裝置的管路上還設(shè)置有變送器，所述的變送器也與所述的I/O智能儀表17連接。且所述的變送器為電容式壓力變送器。[0027]此外，所述的I/O智能儀表17包括溫度調(diào)節(jié)器、巡檢儀、開關(guān)量信號模塊和流量積算儀。[0028]由于學(xué)生遠(yuǎn)離實驗裝置，不能去現(xiàn)場觀察設(shè)備的運行，因此在現(xiàn)場還設(shè)置有帶云臺的攝像機，遠(yuǎn)端學(xué)生可通過調(diào)整云臺來觀察需要觀察的設(shè)備。[0029]本實施方式中的具體實施例為均四甲苯催化氧化遠(yuǎn)程實驗，其工作過程如下從壓縮機1出來的空氣進第二預(yù)熱器8預(yù)熱，預(yù)熱后的空氣與經(jīng)過第一預(yù)熱器6和第二預(yù)熱器8預(yù)熱后，在汽化器9中與汽化后的均四混合后進入氧化反應(yīng)器10反應(yīng)，反應(yīng)后的混合氣進產(chǎn)品捕集器凝華結(jié)晶，在本實施方式中，所述的產(chǎn)品捕集器具有兩個，即第一產(chǎn)品捕集器11和第二產(chǎn)品捕集器12凝華結(jié)晶，而氧化尾氣進尾氣洗滌塔13，洗滌后的尾氣進濕式氣體流量計14。[0030]根據(jù)圖1所示本實用新型實施例裝置根據(jù)設(shè)計要求，對照附圖1進行設(shè)備制造、 工藝配管、設(shè)備儀表安裝、DCS組態(tài)、裝填催化劑及加料，而本實用新型的催化劑裝填、物料添加及稱量、產(chǎn)品分析由現(xiàn)場人員操作。[0031]而本實用新型的具體操作過程如下[0032]1.從客戶端20進入DCS操作界面后檢查I/O智能儀表17檢測顯示正確后，點加熱開始升溫；[0033]2.當(dāng)?shù)谝活A(yù)熱器6及和第二預(yù)熱器8的溫度達150°C時，開壓縮機1，打開第二電磁閥5，開第一電動調(diào)節(jié)閥3及第二電動調(diào)節(jié)閥7，按照預(yù)定的流量，調(diào)節(jié)第一電動調(diào)節(jié)閥3 及第二電動調(diào)節(jié)閥7，使第一質(zhì)量流量計15和第二質(zhì)量流量計16的值在規(guī)定范圍內(nèi)。調(diào)節(jié)后中的空氣分別進第一預(yù)熱器6及和第二預(yù)熱器8預(yù)熱，并對管路及其余設(shè)備進行預(yù)熱；[0034]3.當(dāng)氧化反應(yīng)器10溫度達到低于預(yù)定的反應(yīng)溫度約20 30°C時，打開第一電磁閥4，并關(guān)閉第二電磁閥45，接通汽化器9和氧化反應(yīng)器10進行氧化反應(yīng)；[0035]4.調(diào)節(jié)第一電動調(diào)節(jié)閥3及第二電動調(diào)節(jié)閥7的開度，使溫度穩(wěn)定在規(guī)定范圍[0036]5.每隔10分鐘，記錄空氣流量、尾氣流量、溫度、現(xiàn)象等；[0037]6.經(jīng)1小時反應(yīng)結(jié)束，切斷氧化反應(yīng)器10和汽化器9的連接(關(guān)閉第一電磁閥 4)，用第二預(yù)熱器8的空氣吹掃15分鐘，停加熱結(jié)束實驗。[0038]實驗過程中，可隨時通過攝像機調(diào)整云臺來觀察實驗裝置中相關(guān)儀表設(shè)備。[0039]本實用新型針對化工專業(yè)遠(yuǎn)程教學(xué)需要，開發(fā)了非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置， 建立了基于B/S模式的非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)總線RS485、TCP\IP與上位機或現(xiàn)場儀表進行通訊，實現(xiàn)了用戶與遠(yuǎn)端實驗裝置的數(shù)據(jù)交互，使用戶通過瀏覽器可遠(yuǎn)程監(jiān)控非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，無需安裝額外軟件，彌補了遠(yuǎn)程教育實踐環(huán)節(jié)的不足，充分突現(xiàn)了遠(yuǎn)程教育的特色。[0040]上述實施例不以任何形式限制本實用新型，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，其特征在于，包括設(shè)置在現(xiàn)場的實驗裝置以及操作站、實驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和客戶端，所述的實驗裝置、操作站、實驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器順序連接，而所述的實驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和客戶端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，其特征在于，所述的實驗裝置包括壓縮機、緩沖罐、第一電動調(diào)節(jié)閥和第二電動調(diào)節(jié)閥、第一質(zhì)量流量計、第二質(zhì)量流量計、第一預(yù)熱器、第二預(yù)熱器、汽化器、氧化反應(yīng)器、第一產(chǎn)品捕集器、第二產(chǎn)品捕集器、尾氣洗滌塔、濕式氣體流量計和I/O智能儀表，所述的壓縮機與緩沖罐連接，所述的緩沖罐分別和第一電動調(diào)節(jié)閥和第二電動調(diào)節(jié)閥連接，而第一電動調(diào)節(jié)閥、第一質(zhì)量流量計和第一預(yù)熱器順序連接，而第二電動調(diào)節(jié)閥、第二質(zhì)量流量計和第二預(yù)熱器順序連接，所述的第一預(yù)熱器與汽化器連接，而所述的第二預(yù)熱器與所述的氧化反應(yīng)器連接，所述的第一預(yù)熱器與汽化器之間設(shè)置有第一電磁閥，而所述的第一預(yù)熱器與氧化反應(yīng)器之間設(shè)置有第二電磁閥，此外，所述的汽化器、氧化反應(yīng)器、第一產(chǎn)品捕集器、第二產(chǎn)品捕集器、尾氣洗滌塔和濕式氣體流量計順序連接，且所述的壓縮機、第一電動調(diào)節(jié)閥、第二電動調(diào)節(jié)閥、第一質(zhì)量流量計、第二質(zhì)量流量計、第一電磁閥、第二電磁閥和濕式氣體流量計均與所述的I/O智能儀表連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，其特征在于，所述的汽化器、 第一預(yù)熱器、第二預(yù)熱器、氧化反應(yīng)器上均設(shè)置有熱電偶溫度傳感器，且所述的熱電偶溫度傳感器與所述的I/O智能儀表連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，其特征在于，所述的實驗裝置的管路上還設(shè)置有變送器，所述的變送器與所述的I/O智能儀表連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求7所述的非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，其特征在于，所述的變送器為電容式壓力變送器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，其特征在于，所述的I/O智能儀表包括溫度調(diào)節(jié)器、巡檢儀、開關(guān)量信號模塊和流量積算儀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，其特征在于，在現(xiàn)場還設(shè)置有帶云臺的攝像機。
專利摘要本實用新型涉及一種非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，包括設(shè)置在現(xiàn)場的非均相催化氧化實驗裝置以及操作站、實驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和客戶端，所述的非均相催化氧化實驗裝置、操作站、實驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器順序連接，而所述的實驗網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和客戶端連接。本實用新型針對化工專業(yè)遠(yuǎn)程教學(xué)需要，開發(fā)了非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，建立了基于B/S模式的非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)總線RS485、TCP\IP與上位機或現(xiàn)場儀表進行通訊，實現(xiàn)了用戶與遠(yuǎn)端實驗裝置的數(shù)據(jù)交互，使用戶通過瀏覽器可遠(yuǎn)程監(jiān)控非均相催化氧化遠(yuǎn)程實驗裝置，無需安裝額外軟件，彌補了遠(yuǎn)程教育實踐環(huán)節(jié)的不足，突現(xiàn)了遠(yuǎn)程教育的特色。
文檔編號B01J8/00GK202290010SQ201120376520
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者吳永貴 申請人:南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院