一種有機相和水體系自動重力分離裝置制造方法
【專利摘要】一種有機相和水體系自動重力分離裝置，涉及一種水系分離裝置，所述裝置包括機械部分和控制系統(tǒng)二部分，機械部分包括調(diào)節(jié)閥（3)、電磁流量計（4)和快速切斷閥（5);其控制系統(tǒng)部分電器元件通過如下依次連接：反應(yīng)釜出料口通過法蘭連接方式連接管路，反應(yīng)釜的出料管路上依次連接調(diào)節(jié)閥、電磁流量計、快速切斷閥，管路和調(diào)節(jié)閥（3)通過法蘭連接；電磁流量計（4)和管路通過法蘭連接；快速切斷閥（5)和管路通過法蘭連接，電器元件的電源線和信號線都連接到控制系統(tǒng)。本實用新型通過預(yù)測分離終點，在分離過程后期控制分離水相的體積流量進(jìn)而控制管路內(nèi)水相的流速，防止兩相返混，適用于化工生產(chǎn)中需要進(jìn)行液-液兩種介質(zhì)的分離。
【專利說明】—種有機相和水體系自動重力分離裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種水系分離裝置，特別是涉及一種有機相和水體系自動重力分離裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]化工生產(chǎn)過程中，常常需要進(jìn)行液-液兩種介質(zhì)的分離。重力分離是通過兩種介質(zhì)的密度不同的分離方法，因其操作方便，設(shè)備簡單，可以直接在反應(yīng)釜或儲槽中實現(xiàn)兩種液相介質(zhì)的分離，在化工生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用。在傳統(tǒng)手工分離操作過程中，一般是操作者通過觀察釜或儲槽放料管路中的視鏡，來判斷分離終點，人為因素影響較大，提前或延遲關(guān)閥，會造成水沒有完全分離而影響產(chǎn)品的純度，或?qū)⒉糠之a(chǎn)物排出，降低產(chǎn)品的收率造成的浪費。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種有機相和水體系自動重力分離裝置，該裝置通過預(yù)測分離終點，在分離過程后期控制分離水相的體積流量進(jìn)而控制管路內(nèi)水相的流速，防止兩相返混進(jìn)行分離，滿足工程實際應(yīng)用的要求。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]一種有機相和水體系自動重力分離裝置，所述裝置包括機械部分和控制系統(tǒng)二部分，機械部分包括調(diào)節(jié)閥、電磁流量計和快速切斷閥；其控制系統(tǒng)部分電器元件通過如下依次連接:反應(yīng)釜出料口通過法蘭連接方式連接管路，反應(yīng)釜的出料管路上依次連接調(diào)節(jié)閥、電磁流量計、快速切斷閥，管路和調(diào)節(jié)閥通過法蘭連接；電磁流量計和管路通過法蘭連接；快速切斷閥和管路通過法蘭連接，電器元件的電源線和信號線都連接到控制系統(tǒng)。
[0006]所述的一種有機相和水體系自動重力分離裝置，所述電磁流量計為分離終點檢測的傳感器。
[0007]本實用新型的優(yōu)點與效果是:
[0008]本實用新型通過預(yù)測分離終點，在分離過程后期控制分離水相的體積流量進(jìn)而控制管路內(nèi)水相的流速，克服由于關(guān)閥延時引起的水相存留或有機物流失問題，同時控制管路內(nèi)水相處于層流流動狀態(tài)，防止兩相返混，達(dá)到較為理想的分離效果，滿足工程實際應(yīng)用的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3是分離水相控制流程圖。

【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖所示實施例，對本實用新型作進(jìn)一步詳述。
[0013]本實用新型自動重力分離控制裝置，反應(yīng)釜的出料管路上依次連接調(diào)節(jié)閥、電磁流量計、快速切斷閥?？刂萍壥腔谖鏖T子PLC S7-300的系統(tǒng)，監(jiān)控級的人機界面WinCC監(jiān)控程序與S7-300通過以太網(wǎng)通訊，實現(xiàn)對現(xiàn)場閥門等執(zhí)行元件的控制。根據(jù)水與有機相二者電導(dǎo)率差異大的特點，利用電磁流量計檢測分離終點，電磁流量計對分離終點響應(yīng)速度快且可靠；根據(jù)流體的流量預(yù)測分離終點，分離過程先快后慢提高分離效率，通過控制分離后期流體的流量來控制流體的流型，使分離后期兩種流體均處于層流狀態(tài)；根據(jù)分離界面由檢測點到達(dá)切斷閥門的時間及切斷閥的關(guān)閥動作延時，計算了控制指令發(fā)出的延時時間并根據(jù)實際現(xiàn)場調(diào)整，保證了分離精度。
[0014]實施例:
[0015]圖1重力分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖:1-有機相；2_水相；3_調(diào)節(jié)閥；4-電磁流量計；5_快速切斷閥。
[0016]圖2是控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是分離水相控制流程圖。
[0018]1.硬件選型:水和有機相分離控制的關(guān)鍵技術(shù)是分離終點的檢測，分離終點檢測的準(zhǔn)確性直接影響分離精度和產(chǎn)品的收率。本設(shè)計采用電磁流量計作為分離終點檢測的傳感器，同時可以預(yù)測分離終點。調(diào)節(jié)閥的作用是在分離過程中控制水相的瞬時流量，從而控制流速?？焖偾袛嚅y的作用是在到達(dá)分離終點時，閥門快速關(guān)閉。由于調(diào)節(jié)閥動作時間滯后大，不能作為切斷閥使用，否則當(dāng)電磁流量計檢測到有機物時，由于關(guān)閥滯后可能導(dǎo)致有機相流失。
[0019]2.流速控制:水相分離初期調(diào)節(jié)閥開度調(diào)至最大(開度為100%)，快速分離出水相提高生產(chǎn)效率。水相分離后期需控制流體的流速?？刂屏魉伲狗蛛x后期管路的流動狀態(tài)為層流，管路的雷諾準(zhǔn)數(shù)應(yīng)滿足:
[0020]Re = ^<2000.0根據(jù)操作條件下的物理參數(shù)P、μ，求出分離后期水相流速控

μ
制給定值It沒，繼而求出β!、.。
[0021]3.延時關(guān)閥時間:電磁流量計檢測到有機物分離終點至分離終點到達(dá)切斷閥入口側(cè)時間為θ =
[0022]0為分離終點由電磁流量計檢測點到達(dá)切斷閥門入口的時間為電磁流量計檢測點到切斷閥的距離。
[0023]由于閥門自身存在動作延時(即閥門開始關(guān)閉到完全關(guān)閉時間)?檢測到分離終點后延時龜秒發(fā)出切斷指令。為保證分離精度，必須控制分離終點到達(dá)到閥門入口側(cè)時，恰好閥門完全關(guān)閉。貝IJ
[0024]O = O0 I O1
[0025]β?為閥門動作延時；0k為檢測到分離終點后延時發(fā)出指令時間。
[0026]4.分離終點預(yù)測:反應(yīng)釜中水相的總量可以根據(jù)前期投料量和化學(xué)反應(yīng)過程估算得到，在分離過程中通過電磁流量計檢測到的分離出水相的累計流量可以預(yù)測分離終點。當(dāng)電磁流量計檢測到分離出水相累計流量值到達(dá)到釜內(nèi)水相總量的80%時，系統(tǒng)自動切換到PID控制模式控制流量，計算出的流量作為PID給定值。
[0027]5.有機相分離控制:由于有機相和水臨界面流經(jīng)釜出口時的擾動等因素，分離過程不可避免地出現(xiàn)少量返混合，因此，第一次分離完成之后，將釜中水和有機物靜置2分鐘，調(diào)節(jié)閥保持當(dāng)前開度，靜置結(jié)束后開啟快速切斷閥進(jìn)行細(xì)分，當(dāng)流量計再次檢測到分離終點時，延時龜秒后關(guān)閉切斷閥，分離出返混的少量水，分離完成。
【權(quán)利要求】
1.一種有機相和水體系自動重力分離裝置，其特征在于，所述裝置包括機械部分和控制系統(tǒng)二部分，機械部分包括調(diào)節(jié)閥(3)、電磁流量計(4)和快速切斷閥(5);其控制系統(tǒng)部分電器元件通過如下依次連接:反應(yīng)釜出料口通過法蘭連接方式連接管路，反應(yīng)釜的出料管路上依次連接調(diào)節(jié)閥、電磁流量計、快速切斷閥，管路和調(diào)節(jié)閥(3)通過法蘭連接；電磁流量計(4)和管路通過法蘭連接；快速切斷閥(5)和管路通過法蘭連接，電器元件的電源線和信號線都連接到控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機相和水體系自動重力分離裝置，其特征在于，所述電磁流量計為分離終點檢測的傳感器。
【文檔編號】B01D17/025GK204017447SQ201420413658
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】李紅斌, 馮殿義, 婁玲玉, 陳躍華 申請人:遼寧工業(yè)大學(xué)