多功能精细化工生产线实训装置的制作方法

本实用新型涉及一种化工实训教学实践装置，具体涉及一种多功能精细化工生产线实训装置。

背景技术：

洗涤用品工业的发展与经济、环境、技术和人口等因素的关联性较大，产品结构随着需求结构的不同发生转变。液体洗涤剂是近几年洗涤用品行业中发展的热点，行业存在着巨大的市场利润和商业空间。液体洗涤产品向着人体安全性和环境相容性更高的方向转变，节能、节水、安全、环保型产品将得到较快发展。发展液体洗涤剂将成为洗涤用品行业结构调整和可持续发展的重要内容。因此，研发一种精细化工生产线实训装置使初学者对液体洗涤用品的生产过程进行了解具有十分重要的现实意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种多功能精细化工生产线实训装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种多功能精细化工生产线实训装置，它包括精馏模块、反应配料模块和乳化模块；

所述精馏模块包括筛板精馏塔、设置于所述筛板精馏塔底部的塔釜、与所述塔釜连通的塔釜热交、与所述筛板精馏塔顶部相连接的塔顶热交、与筛板精馏塔进料口连通的原料罐，所述塔釜热交的冷凝液出口连通塔釜液罐，所述塔顶热交的冷凝液出口连接有馏分器，所述馏分器连通塔顶产品罐和所述筛板精馏塔的回流口；

所述反应配料模块包括第一辅料罐、第二辅料罐和配料槽，所述第一辅料罐、所述第二辅料罐和所述塔顶产品罐的出料口连通所述配料槽的进料口；

所述乳化模块包括乳化釜、调浆釜、板框过滤机和产品罐，所述乳化釜的进料口连通所述配料槽的出料口，所述乳化釜的出料口连通所述调浆釜的进料口，所述调浆釜的出料口连通所述板框过滤机的进液口，所述板框过滤机的出液口连通所述产品罐的进料口。

基于上述多功能精细化工生产线实训装置，它还包括公共工程模块、上部管廊和下部管廊，所述上部管廊中设置真空管、压缩空气管、软化水上水管、冷却水上水管和冷却水回水管；所述下部管廊中设置排污管、第一物料管、第二物料管、第三物料管和第四物料管；

所述公共工程模块包括盐箱、软化柱、软化水罐、循环水罐、空气缓冲罐、真空缓冲罐、真空泵、空压机、软化水泵、循环水泵；沿液体流动方向，所述冷却水上水管的出水口、所述软化柱、所述软化水罐、所述软化水泵、所述软化水上水管的进水口顺次连通，所述软化柱的输盐口连通所述盐箱；所述软化水上水管、所述冷却水上水管和所述冷却水回水管的出水口分别和所述循环水罐的进水口连通，且所述循环水罐的出水口通过所述循环水泵连通所述冷却水上水管；沿气体流动方向，所述空压机的出气口、所述空气缓冲罐和所述压缩空气管的进气口顺次连通，所述真空泵的抽气口、所述真空缓冲罐和所述真空管的出气口顺次连通。

基于上述，所述塔釜液罐、所述塔顶产品罐、所述塔顶热交、所述馏分器、所述配料槽、所述乳化釜以及所述调浆釜的排气口分别和所述真空管的进气口连通。

基于上述，所述原料罐、所述第一辅料罐、所述第二辅料罐、所述配料槽、所述乳化釜、所述调浆釜、所述产品罐和所述板框过滤机的进水口分别连通所述软化水上水管的出水口。

基于上述，所述塔顶产品罐的出料口连通所述第一物料管的进料口，所述第一辅料罐和所述第二辅料罐的出料口连通所述第二物料管的进料口，所述第一物料管、所述第二物料管和所述第四物料管的出料口连通所述配料槽的进料口，所述配料槽的出料口通过初滤器连通所述第三物料管的进料口，所述乳化釜的进料口连通所述第三物料管的出料口，所述第一物料管、所述第二物料管和所述第三物料管的出料口连通所述调浆釜的进料口，所述产品罐的出料口连通所述第四物料管的进料口。

基于上述，所述塔釜液罐、所述塔顶产品罐的出料口还分别连通所述原料罐的进料口。

基于上述，所述塔釜热交为管壳式换热器，所述管壳式换热器的管程进口连通所述原料罐的出料口且管程出口连通所述筛板精馏塔的进料口，所述管壳式换热器的壳程进口连通所述塔釜的出料口且壳程出口连通所述塔釜液罐的进料口。

基于上述，所述反应配料模块还包括恒温槽，所述第一辅料罐的外壁设有加热介质层，所述加热介质层上设有加热介质入口和加热介质出口，所述加热介质出口与所述恒温槽的进水口连通，所述恒温槽的出水口通过循环泵连通所述加热介质入口，且所述循环泵的出水口还连通所述恒温槽的进水口。

基于上述，所述公共工程模块、所述精馏模块、反应配料模块和乳化模块均设置于所述上部管廊和所述下部管廊之间。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体地说，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的多功能精细化工生产线实训装置可以用于化工教学或化工厂的新人培训过程，它包括公共工程模块、精馏模块、反应配料模块和乳化模块，各模块既可以结合进行精细化工实训，又可以选择某一模块进行单独实训操作，各模块之间和管路之间还可以自由拆装组合，进行开放性实验研究，锻炼学生的动手能力，培养学生的创造性，呈现出多种教学点，降低装置购置成本，实现多元化教学，使初学者充分理解精细化工生产中的精馏、配料、乳化、换热和过滤等多种化工单元操作，有效提高培训效率；进一步，所述公共工程模块可以为精馏模块、反应配料模块和乳化模块提供负压环境、压缩空气和软化水，使得该实训装置可以通过负压、泵体和重力三种方式进行物料输送，使初学者可以充分理解化工生产中的物料输送方式，同时，自来水经过软化水柱处理成软化水后，用来作为配料以及冷却循环水供水使用，避免钙镁离子对于乳化、配料等过程的影响，还可以避免管道结垢；进一步，精馏模块中原料罐中的原料和塔釜的物料可以进入塔釜热交中进行热交换，利用塔釜的物料对原料进行预热，更加节能环保，避免热能损失。

附图说明

图1 是本实用新型中多功能精细化工生产线实训装置的工艺流程图。

图2 是本实用新型中所述公共工程模块的结构示意图。

图3 是本实用新型中所述精馏模块的结构示意图。

图4 是本实用新型中所述反应配料模块的结构示意图。

图5 是本实用新型中所述乳化模块的结构示意图。

图中：1.盐箱；2.软化柱；3. 软化水罐；4. 循环水罐；5. 空气缓冲罐；6. 真空缓冲罐；7软化水泵；8.循环水泵；9.空压机；10.真空泵；11. 筛板精馏塔；12.原料罐；13. 塔釜；14. 塔顶热交；15. 塔顶产品罐；16. 塔釜液罐；17. 塔釜热交；18.馏分器；19.液体流量计；20.回流泵；21.原料泵；22.原料循环泵；23.恒温槽；24. 第一辅料罐；25. 第二辅料罐； 26.配料槽；27.初滤器；28.进样泵；29.乳化釜；30.调浆釜；31.板框过滤器；32.产品罐；33.出料泵；34.循环泵。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。本实施例中的泵体为气动隔膜泵。

如图1-5所示，一种多功能精细化工生产线实训装置，它包括上部管廊、下部管廊以及设置于所述上、下管廊之间的公共工程模块、精馏模块、反应配料模块和乳化模块，便于各模块和管廊中管道连通，通过重力作用进行物料输送；所述上部管廊中设置真空管、压缩空气管、软化水上水管、冷却水上水管和冷却水回水管；所述下部管廊中设置排污管、第一物料管、第二物料管、第三物料管和第四物料管；

所述公共工程模块包括盐箱1、软化柱2、软化水罐3、循环水罐4、空气缓冲罐5、真空缓冲罐6、真空泵10、空压机9、软化水泵7、循环水泵8；沿液体流动方向，所述冷却水上水管的出水口、所述软化柱2、所述软化水罐3、所述软化水泵7、所述软化水上水管的进水口顺次连通，所述软化柱2的输盐口连通所述盐箱1；所述软化水上水管、所述冷却水上水管和所述冷却水回水管的出水口分别和所述循环水罐4的进水口连通，且所述循环水罐4的出水口通过所述循环水泵8连通所述冷却水上水管，以便所述软化柱2或软化水罐3发生意外使软化水无法正常供应时，可以使用所述冷却水上水管的自来水继续进行试验；沿气体流动方向，所述空压机9的出气口、所述空气缓冲罐5和所述压缩空气管的进气口顺次连通，所述压缩空气管为实训装置中泵体提供动力源，所述真空泵10的抽气口、所述真空缓冲罐6和所述真空管的出气口顺次连通，以便为实训装置中提供需要的负压环境。

所述精馏模块包括筛板精馏塔11、设置于所述筛板精馏塔11底部的塔釜13、与所述塔釜11连通的塔釜热交17、与所述筛板精馏塔11顶部相连接的塔顶热交14、与筛板精馏塔11进料口连通的原料罐12，所述塔釜热交17的冷凝液出口连通塔釜液罐16，所述塔顶热交14的冷凝液出口连接有馏分器18，所述馏分器18连通塔顶产品罐15和所述筛板精馏塔11的回流口。

具体的，所述塔顶热交14为蛇管式换热器，所述蛇管式换热器的冷凝水进口通过液体流量计19连通所述冷却水上水管且冷凝水出口连通所述冷却水回水管，所述蛇管式换热器的冷凝液出口连通馏分器18，所述馏分器18通过回流电磁阀分别连通塔顶产品罐15和所述筛板精馏塔11的回流口。

所述塔釜热交17为管壳式换热器，所述管壳式换热器的管程进口连通所述原料罐12的出料口且管程出口连通所述筛板精馏塔11的进料口，所述管壳式换热器的壳程进口连通所述塔釜12的出料口且壳程出口连通所述塔釜液罐16的进料口，原料和釜液可以在所述塔釜热交17中进行热交换，对原料进行预热，更加节能环保。

所述反应配料模块包括恒温槽23、第一辅料罐24、第二辅料罐25和配料槽26，所述第一辅料罐24、所述第二辅料罐25和所述塔顶产品罐15的出料口通过进样泵连通所述配料槽26的进料口；

具体的，所述第一辅料罐24的外壁设有加热介质层，所述加热介质层上设有加热介质入口和加热介质出口，所述加热介质出口与所述恒温槽23的进水口连通，所述恒温槽23的出水口通过循环泵连通所述加热介质入口，且所述循环泵的出水口还连通所述恒温槽23的进水口。

所述乳化模块包括乳化釜29、调浆釜30、板框过滤机31和产品罐32，所述乳化釜29的进料口连通所述配料槽26的出料口，所述乳化釜29的出料口连通所述调浆釜30的进料口，所述调浆釜30的出料口连通所述板框过滤机31的进液口，所述板框过滤机31的出液口连通所述产品罐32的进料口；所述乳化釜29中设置有乳化头，所述调浆釜30中设有锚框式搅拌器，所述调浆釜30的外壁设有冷却夹套，所述冷却夹套的进水口连通所述软化水上水管的出水口且所述冷却夹套的出水口连通所述冷却水回水管的进水口。

进一步，所述乳化釜29的出料口通过出料泵33连通乳化釜29的进料口，所述调浆釜30的出料口通过产品泵34分别连通所述调浆釜30的进料口和板框过滤机31的进液口。

具体的，所述塔顶热交14的冷凝腔以及所述塔釜液罐16、所述塔顶产品罐15、所述馏分器18、所述配料槽26、所述乳化釜29、所述调浆釜30的排气口分别和所述真空管的进气口连通，以便形成负压环境。

所述原料罐12、所述第一辅料罐24、所述第二辅料罐25、所述配料槽26、所述乳化釜29、所述调浆釜30、所述产品罐32和所述板框过滤机31的进水口分别连通所述软化水上水管的出水口。

具体的，所述塔顶产品罐15的出料口连通所述第一物料管的进料口，所述第一辅料罐24和所述第二辅料罐25的出料口连通所述第二物料管的进料口，所述第一物料管、所述第二物料管和所述第四物料管的出料口连通所述配料槽26的进料口，所述配料槽26的出料口通过初滤器27连通所述第三物料管的进料口，所述乳化釜29的进料口连通所述第三物料管的出料口，所述第一物料管、所述第二物料管和所述第三物料管的出料口连通所述调浆釜30的进料口，所述产品罐32的出料口连通所述第四物料管的进料口

所述塔釜液罐16、所述塔顶产品罐15的出料口还分别连通所述原料罐12的进料口，以便进入原料罐12中重新使用。

具体的，参见图2-5，该多功能精细化工生产线实训装置中还包括若干阀门VA101～VA427，所述软化水罐3、所述循环水罐4、所述原料罐12、所述第一辅料罐24、所述第二辅料罐25、所述配料槽26、所述乳化釜29、所述调浆釜30、所述产品罐32为透明罐体以便观察实验现象，且各罐体中分别设置有液位计、温度计和压力计等。

利用该多功能精细化工生产线实训装置的生产液体精细化工产品的主要工艺流程如下：

自来水经过软化水柱处理成软化水后，用来作为配料以及冷却循环水供水使用，然后原料经精馏塔处理后变成纯度较高的物质进行后续操作反应；原料处理完成后，根据产品指标要求调节产品pH值至6～8，活性剂含量不低于10%按比例配入配料槽，经充分混合均匀后，取样检测；合格后导入至乳化釜，进行乳化，日化品净洗原理主要是依据乳化原理；乳化完成的初步产品为保证最终获得具有一定香味、粘度、通透性、稳定性要求的产品，则需要进行再一步的调配处理，常见的工艺是在调浆釜内加入调和剂，比如香精、增稠剂、增亮剂、抗凝剂等；最后将处理后的产品经过冷却至成品温度，经板框过滤器分离后即可得到符合指标要求的产品，存入产品罐内。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。