1、本裝置共由一臺隔壁精餾塔及計算機控制系統(tǒng)組成,可用于減壓、常壓條件下的隔壁塔精餾分離多組分物料的連續(xù)實驗。
裝置規(guī)模:塔徑:300mm,處理量:30kg/h,填料層高度12m,裝置總高16.5m。操作參數(shù):塔釜最高使用溫度:210℃;塔操作壓力:常減壓,塔頂真空度≤1000Pa絕壓;系統(tǒng)防爆等級BT4,防護等級IP56??蚣芙M裝后外圍尺寸8000*4000*16500(長*寬*高,單位mm),為便于操作,設(shè)置五層平臺,撬裝平臺可拆卸,便于組裝和運輸,裝置框架不銹鋼及平臺不小于5mm厚防滑鋁板。
2、塔釜及預(yù)熱器采用導(dǎo)熱油加熱方式作為熱源,全塔一共包括四個塔節(jié),各塔節(jié)之間采用法蘭連接,連接部分保證氣密性和無泄漏,全塔安裝完成后需通過氣密性測試和壓力測試,合格后方可投入使用。塔釜及預(yù)熱器配置精密的導(dǎo)熱油溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),通過系統(tǒng)可調(diào)控加熱溫度。
各塔節(jié)采用強制保溫,分段控制加熱溫度,以克服環(huán)境對操作的影響。塔體強制保溫采用防爆電加熱方式,外表面包覆高導(dǎo)熱系數(shù)的耐高溫絕緣材料,加熱爐絲內(nèi)嵌于節(jié)能、環(huán)保的新型保溫材料中,并與設(shè)備表面留有適當(dāng)?shù)拈g隙,保證加熱溫和、均勻,避免因局部過熱造成的聚合、結(jié)碳等不良現(xiàn)象的發(fā)生。加熱部件均采用成型燒結(jié)工藝制造,保證其拆卸方便、加熱均勻、安全可靠、環(huán)保節(jié)能、牢固耐用、造型美觀。
塔體填料段設(shè)置多個進(jìn)料口和采樣口(包括氣相和液相采樣),方便調(diào)節(jié)進(jìn)料位置和采樣分析。隔壁下側(cè)設(shè)置氣體分布器安裝結(jié)構(gòu),方便進(jìn)行隔壁塔氣體分布器研究工作。
3、塔體隔壁段分為兩段,上段采用換熱隔板,下端采用絕熱隔板,與上下兩段采用法蘭連接,兩填料段之間設(shè)置液體再分布器,分布器段及加料取樣段設(shè)置玻璃視鏡,可方便觀察塔內(nèi)狀態(tài),按設(shè)計參數(shù)制作多種形式隔壁段塔體(包括左右兩半等分、隔壁偏左或者偏右等),可以互換,方便進(jìn)行不同物系,不同隔壁位置,不同隔壁形式,絕熱隔壁及換熱隔壁等形式的研究工作。
各管線采用法蘭形式連接,閥門采用耐高溫高壓的截止閥及球閥,流量及壓力調(diào)節(jié)控制點,采用微調(diào)針形閥。關(guān)鍵部件、管線和閥門采用進(jìn)口產(chǎn)品。閥門無內(nèi)漏及外漏,管線及設(shè)備采用內(nèi)外拋光,操作安全可靠、外表美觀。塔節(jié)設(shè)有測溫口及側(cè)口,側(cè)口配置側(cè)線采出冷凝器及側(cè)線采出儲罐,出口管路采用進(jìn)口耐熱氣動球閥控制,可做采樣和側(cè)線采出使用,既保證精餾過程的穩(wěn)定操作,又能有效的實現(xiàn)側(cè)線采出及對全塔溫度和濃度分布的實時測控,有利于對實驗體系的研究和控制操作穩(wěn)定性,保證產(chǎn)品質(zhì)量。塔釜配置塔釜液冷卻器,通過計量泵連續(xù)采出。
4、針對本系統(tǒng)的實際操作特點,精餾塔內(nèi)徑為300mm,內(nèi)裝不銹鋼Mellapak 750Y或等效填料(規(guī)整),設(shè)計時分段安裝,各測溫點采用外插套管方式,將溫度計套管和填料支撐抽出后,精餾塔塔體內(nèi)為光滑管道,這樣對于易聚合物系,即使塔內(nèi)發(fā)生聚合,也可將通過拆卸精餾塔的方式將塔內(nèi)填料和聚合物方便地清理出來,填料通過高溫?zé)Y(jié)后重新使用。冷凝器設(shè)計時采用物料走管程的方式,發(fā)生聚合時能夠方便清理。系統(tǒng)冷凝器及冷卻器均采用管殼式,保證足夠的換熱面積。儲罐配置一用一備。
所有流量控制均通過里瓦計量泵(或進(jìn)口同等級廠家)實現(xiàn),配置精密可靠的穩(wěn)壓裝置,所有計量泵保證在任何操作條件下進(jìn)料計量準(zhǔn)確。隔壁塔回流及分配精密且連續(xù)可調(diào)。
所有測溫元件采用Pt100電阻或熱電偶。關(guān)鍵部位測壓原件采用精密壓力傳感器及就地壓力表,雙表配置,其他部位采用就地壓力表。關(guān)鍵液位元件采用壓差遠(yuǎn)傳液位計及磁翻板液位計,雙表配置,其他部位采用磁翻板液位計。流量原件采用就顯加遠(yuǎn)傳流量計。關(guān)鍵測量儀表采用進(jìn)口品牌,國產(chǎn)品牌采用川儀或同等級產(chǎn)品。
全塔配有N2氣置換管線,用于系統(tǒng)吹掃及置換,保證整體系統(tǒng)氮氣氛圍,避免形成可燃?xì)怏w混合物,造成一定的危險。
系統(tǒng)配置穩(wěn)定可靠導(dǎo)熱油系統(tǒng),導(dǎo)熱油系統(tǒng)最高使用溫度350℃,系統(tǒng)成撬裝,便于拆卸移動。系統(tǒng)滿足防爆及防護等級。
系統(tǒng)配置足夠冷量的工業(yè)冷水機,為塔頂冷凝器,分配冷凝器,側(cè)線采出冷凝器,塔釜液冷卻器等提供足量冷凍水,保證冷凝效果。系統(tǒng)滿足防爆及防護等級。
系統(tǒng)配置高效真空系統(tǒng),系統(tǒng)成撬裝,便于拆卸移動,配置真空泵保護附加裝置,避免真空泵長期使用造成損壞。系統(tǒng)滿足防爆及防護等級。
5、采用西門子數(shù)顯智能控制儀表及模塊,儀表本身帶有自動調(diào)節(jié)和手動調(diào)節(jié)。 控制盤面對應(yīng)各控制儀表設(shè)有指示燈,且布置美觀。
所有設(shè)備表面進(jìn)行拋光處理,各塔柱測溫點采用套管連接方式,底部應(yīng)有可拆卸的填料支撐;冷凝器下出口應(yīng)設(shè)有視鏡;各進(jìn)料段設(shè)有液體收集及防漏液裝置,用于側(cè)線采出。
整個裝置采用DCS計算機控制系統(tǒng),采用專用通訊卡直接通訊方式,支持TCP/IP通訊協(xié)議,采用工業(yè)以太網(wǎng),確保通訊數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和精確性;主要控制參數(shù)包括各塔塔釜、預(yù)熱器、塔體等控制點的溫度控制;塔釜的液位控制;各部物料流量控制;各進(jìn)料點的流量控制及各塔壓力控制;塔液相回流及分配控制;塔氣相分配控制;塔安全操作控制;故障預(yù)判及警示系統(tǒng);物系模擬計算系統(tǒng)等。計算機采集溫度、壓力、壓差、泵計量值,并進(jìn)行溫度控制,實時數(shù)據(jù)存貯,將數(shù)據(jù)以曲線圖形式表達(dá)運行狀態(tài),并配有軟件,操作過程全部可由計算機控制。
通信主站/從站,主站:中控室DCS系統(tǒng);從站:精餾控制系統(tǒng);數(shù)據(jù)刷新周期:250ms,IP地址:主站和從站在同一個IP段 (具體的IP地址由主控制系統(tǒng)供應(yīng)方設(shè)定);通信接口清單:REAL 型通信變量的量程上限、下限、單位以及信號說明(報警限值等); BOOL型通信變量的信號說明(ON代表的含義,OFF代表的含義) 等;寄存器地址等。
控制模式分為自動、手動、本地、遠(yuǎn)程控制模式,自動狀態(tài)下可通過自控程序?qū)崿F(xiàn)精餾工藝的自動運行過程;手動狀態(tài)下可以實現(xiàn)對各閥、泵、電機等部件進(jìn)行操作;本地控制實現(xiàn)就地設(shè)備工藝控制,并且預(yù)留與DCS中控室通訊接口和交換機。各種控制模式可通過本地操作臺旋鈕進(jìn)行選擇,且具有完善的互鎖保護功能。
上位人機界面至少包含以下功能。
報警:系統(tǒng)應(yīng)具管道過流、槽內(nèi)高低液位、超壓、超限位等異常情況進(jìn)行聲光報警,報警畫面自動推出,并執(zhí)行相應(yīng)的保護措施。整個控制系統(tǒng)應(yīng)至少具備CPU模件故障診斷報警、I/O卡件故障診斷報警、通訊模件故障診斷報警、電源組件故障診斷報警、軟件故障診斷報警。
趨勢功能:將需要實時監(jiān)控的模擬量,如槽內(nèi)液位等參數(shù)需進(jìn)行實時曲線跟蹤、可隨時調(diào)用歷史曲線。除此之外還應(yīng)包括存檔的歷史趨勢、存檔數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的比較。
工藝參數(shù)監(jiān)控:包含整個裝置配置工藝所有模擬量和數(shù)字量參數(shù)監(jiān)控,用圖形、顏色、數(shù)據(jù)等組合顯示工藝的運行狀態(tài)和變量的實時值。除了必要的I/O點以外,需根據(jù)工藝要求,顯示過程變量,如電機的實時轉(zhuǎn)速、等信息,必須動態(tài)顯示整個工藝過程,如管道流動狀態(tài)、液位變化狀態(tài)等。
設(shè)備狀態(tài)顯示:通過采集設(shè)備狀態(tài)參數(shù),統(tǒng)計設(shè)備運行時間和故障時間;計劃檢修時間;維護保養(yǎng)時間提示功能。
維護功能:該畫面能準(zhǔn)確顯示故障信息,診斷狀態(tài)等參數(shù),提示指導(dǎo)維修人員工作。
建立設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫:統(tǒng)計設(shè)備故障類型及對應(yīng)解決方法、支持設(shè)備資料的收集、檢索、查閱、修訂更新,建立設(shè)備、備件和材料臺賬,便捷現(xiàn)場維修查閱。
現(xiàn)場儀表及供電要求,各類管道和罐槽等壓力、溫度、流量、物位等儀表,就地檢測元件和執(zhí)行元件選擇信譽好、質(zhì)量高的產(chǎn)品,可獲得較長的無故障連續(xù)運行時間??紤]到備品備件和以后維護的便利,選用品皆為定型的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,避免使用不成熟的儀器儀表。