基于乙醇精馏塔的SIS流程模拟系统的制作方法

本实用新型涉及化工工程应用模拟技术领域，具体涉及基于乙醇精馏塔的sis流程模拟系统。

背景技术：

sis是流程工业中重要的安全系统，确保其完整性是保障生产系统安全的重要任务。为了检验和保证安全仪表系统的可靠性，常常需要对行程和调节阀的性能等方面进行测试。

但是在以前安全仪表系统检测维修需要停车进行，这对于大型厂区和重要设备来说也是一种打击。因为很多设备无法停止运行，一旦停下就会使得温度、压力或者液位等工况超过或低于容许范围，导致工作失败，甚至有时会造成一定的安全事故。为了应对这种情况的发生，国内外一直在研究检测方法，设计方案来进行在线检测，从而避免或者减少上述损失和不安全的事件发生。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了设计合理的基于乙醇精馏塔的sis流程模拟系统。

本实用新型的技术方案如下：

基于乙醇精馏塔的sis流程模拟系统，其特征在于，包括乙醇精馏塔，所述乙醇精馏塔中部进料侧连接有预热器及原料贮罐；所述乙醇精馏塔上部出料侧连接有冷凝器一及产品贮罐；所述乙醇精馏塔底部出口连接有再沸器、冷凝器二及釜液贮罐；

所述乙醇精馏塔顶部及塔釜位置均设有压力测点及温度测点，所述釜液贮罐及产品贮罐上分别设有液位测点，所述原料贮罐上设有流量测点；

所述预热器的进出料管路上分别设有气动闸阀组，且预热器的进料管路上设有与气动闸阀组联锁的流量测点，预热器的出料管路上设有与气动闸阀组联锁的温度测点；所述预热器的热媒入口管路上设置气动闸阀，且预热器的热媒入口管路上设有与气动闸阀联锁的压力测点；

所述冷凝器一的出料管路上设有气动闸阀，且冷凝器一的出料管路上设有与气动闸阀联锁的流量测点及温度测点；所述冷凝器一的冷媒入口管路上设置气动闸阀，且冷凝器一的冷媒入口管路上设有与气动闸阀联锁的温度测点；

所述冷凝器二的入料管路上设有气动闸阀，且冷凝器二的入料管路设有与气动闸阀联锁的流量测点；所述冷凝器二的出料管路设有温度测点；所述冷凝器二的冷媒入口管路上设置气动闸阀，且冷凝器二的冷媒入口管路上设有与气动闸阀联锁的温度测点；

所述再沸器的热媒入口管路上设有气动闸阀，且再沸器的热媒入口管路上设有与气动闸阀联锁的压力测点。

所述的基于乙醇精馏塔的sis流程模拟系统，其特征在于，所述乙醇精馏塔顶部出口连接有火炬及火炬气分离罐，所述火炬气分离罐的入口管路上设有气动闸阀组，且火炬气分离罐的入口管路上设有与气动闸阀组相联锁的温度测点及流量测点。

所述的基于乙醇精馏塔的sis流程模拟系统，其特征在于，所述乙醇精馏塔上部设有回流管路及回流泵，且回流管路与冷凝器一的出料管路相连通，所述回流管路上设有气动闸阀组，且回流管路上设有与气动闸阀组联锁的温度测点及流量测点；

所述的基于乙醇精馏塔的sis流程模拟系统，其特征在于，所述气动闸阀组包括气动闸阀及气动闸阀，所述气动闸阀与其对应的测点相联锁。

本实用新型的有益效果是：本设计通过模拟乙醇精馏塔的实际环境，模拟整个工艺流程，通过试验对安全联锁系统进行型式试验，可确定测试系统的性能，又能保障其完整性，让人们更加直观方便地了解sis系统的故障原因和应对措施；在减少了成本的同时保障了安全。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本实用新型做进一步描述。

如图1所示，基于乙醇精馏塔的sis流程模拟系统，主要包括各管道、原料贮罐v0101、釜液贮罐v0102、产品贮罐v0103、乙醇乙醇精馏塔t0101、原料泵p0101、水泵p0102、回流泵p0103、再沸器e0102、冷凝器一e0103、冷凝器二e0104、预热器e0101、压缩机c0101、缓冲罐v0105、火炬s0101、火炬气分离罐v0104、手动闸阀及气动闸阀。

工作流程：

乙醇水溶液从原料贮罐v0101中通过原料泵p0101打进乙醇精馏塔t0101中，中间用饱和水蒸气预热器e0101进行加热，其中饱和水蒸气是被压缩机c0101压缩后再经过缓冲罐v0105缓冲而得的。在乙醇精馏塔t0101中，乙醇水溶液不断进行气液传质，含有大量乙醇的蒸汽从塔顶馏出，而带有大部分水的溶液从塔釜排出。塔顶蒸汽经过冷凝器一e0103被水泵p0102泵出的水冷凝后，一部分排到产品贮罐v0103中，一部分通过回流泵p0103回流到乙醇精馏塔t0101；塔釜溶液一部分通过再沸器e0102加热成蒸汽回到乙醇精馏塔t0101，另一部分经过冷凝器二e0104冷凝后去釜液贮罐v0102；回到乙醇精馏塔t0101中的两相继续传质以精馏出最终的浓度。

本实施例中基于乙醇精馏塔的sis流程模拟系统，包括乙醇精馏塔t0101，所述乙醇精馏塔t0101中部进料侧连接有预热器e0101及乙醇精馏塔t0101；乙醇精馏塔t0101上部出料侧连接有冷凝器一e0103及产品贮罐v0103；乙醇精馏塔t0101底部出口连接有再沸器e0102、冷凝器二e0104及釜液贮罐v0102；

本实施例中乙醇精馏塔t0101顶部设有压力测点pi0105及温度测点ti0104，塔釜位置设有压力测点pi0110及温度测点ti0109，所述釜液贮罐v0102设有液位测点lt0113,产品贮罐v0103上设有液位测点lt0108，所述原料贮罐v0101上设有流量测点fi0116；

本实施例中预热器e0101的进出料管路分别设有气动闸阀组，且预热器e0101的进料管路上设有与气动闸阀组联锁的流量测点fi0103，预热器e0101的出料管路上设有与气动闸阀组联锁的温度测点ti0102；所述预热器e0101的热媒入口管路上设置气动闸阀，且预热器e0101的热媒入口管路上设有与气动闸阀联锁的压力测点pi0115；

本实施例中冷凝器一e0103的出料管路设有气动闸阀，且冷凝器一e0103的出料管路上设有与气动闸阀联锁的流量测点fi0107及温度测点ti0106；所述冷凝器一e0103的冷媒入口管路上设置气动闸阀，且冷凝器一e0103的冷媒入口管路上设有与气动闸阀联锁的温度测点ti0118；

本实施例中冷凝器二e0104的入料管路设有气动闸阀，且冷凝器二e0104的入料管路设有与气动闸阀联锁的流量测点fi0116，所述冷凝器二e0104的出料管路设有温度测点ti0112；所述冷凝器二e0104的冷媒入口管路上设置气动闸阀，且冷凝器二e0104的冷媒入口管路上设有与气动闸阀联锁的温度测点ti0119；

本实施例中再沸器e0102的热媒入口管路上设有气动闸阀，且再沸器e0102的热媒入口管路上设有与气动闸阀联锁的压力测点pi0114。

本实施例中乙醇精馏塔t0101顶部出口连接有火炬s0101及火炬气分离罐v0104，所述火炬气分离罐v0104的入口管路上设有气动闸阀组，且火炬气分离罐v0104的入口管路上设有与气动闸阀组相联锁的温度测点ti0117及流量测点fi0116。

本实施例中乙醇乙醇精馏塔t0101上部设有回流管路及回流泵p0103，且回流管路与冷凝器一e0103的出料管路相连通，所述回流管路上设有气动闸阀组，且回流管路上设有与气动闸阀组联锁的温度测点ti0121及流量测点fi0120；

本实施例中的气动闸阀组包括气动闸阀及气动闸阀，其中气动闸阀与其对应的测点相联锁。此外本实施例中的流量测点采用流量计、温度测点采用温度计、压力测点采用压力计、液位测点采用液位仪。

本申请通过模拟实际情况的危险工况发生让控制点（工业plc系统）向气动闸阀发出信号，那么气动闸阀的执行机构就会在控制信号的作用下自动开启安全功能，使得设备紧急停车，也就是推动调节机构闭合以阻止恶性安全事故的发生；也可以模拟流量变化，气动闸阀也会在控制信号作用下自动运行执行机构使得阀门开度变大或减小以达到合适的流量；只要观测气动闸阀的执行机构的运动情况，就能在线检测其性能是否良好。

如：在乙醇精馏塔工艺流程正常运作时，以换热器e0101为例。在换热器e0101的原料出口管道处布置气动闸阀和手动闸阀，并设置温度、流量测点，这些测点分别检测换热后的温度和流量是否达到要求。正常工作时，测点接收信号，并发送到外接设备，判断为正常工况，气动闸阀无动作；这时通过模拟实际环境，模拟危险工况发生，测点接收到信号值后，传输到外接设备，判断为危险工况，并反馈给控制点，控制点传送信号给气动闸阀。此时，若是气动闸阀内的气动执行机构性能良好，则会在压缩空气的作用下，推动活塞与活塞杆动作；活塞杆是与阀杆连接在一起的，从而推动阀杆动作，实现阀门开度的大小进行改变，以达到控制流量，进而实现流量安全和温度安全的目的。若是气动闸阀内的气动执行机构性能不能达到安全要求，就会无法正常实现上述操作，危险工况不能被通过气动闸阀调节控制，判断该气动闸阀异常，且通过手动闸阀进行调节。

本设计根据实际情况采用机械限制式方法，可以防止因为意外关断，而导致非正常状况的停车。设备与设备之间的管道上安装需要测试的阀门（气动阀门）和一个手动阀门。通过模拟实际情况的危险工况发生让控制点向需测试阀门的执行机构发出信号，手动阀门是手动操作的，不能通过接收信号自动闭合，那么需测试阀门的执行机构就会在控制信号的作用下自动开启安全功能，使得设备紧急停车，也就是推动调节机构闭合以阻止恶性安全事故的发生。也可以模拟流量变化，需测试阀门也会在控制信号作用下自动运行执行机构使得阀门开度变大或减小以达到合适的流量。我们这时只要观测需测试阀门的执行机构的运动情况，就能检测其性能是否良好。此种模拟代替了实际环境，不仅适用于学术研究，且通过模拟的方式来检验出安全联锁系统执行机构是否出现问题，减少了成本的同时保障了安全。

此外，塔顶同时与火炬气分离罐连接后，再通入火炬系统，这不仅可以实现高压串低压，更能解决尾气问题，将环保问题考虑在内，更好的模拟实际环境。