一种氯化工艺考培用实物装置的制作方法

1.本实用新型属于工艺安全技能培训考核技术领域，尤其涉及一种氯化工艺考培用实物装置。


背景技术：

2.氯化指由甲醇和氯化氢在升温、加压和触媒存在下发生氯化反应生成氯甲烷的过程。氯化反应作为一种重要的合成手段，广泛应用于许多化工生产过程。
3.氯化工艺作为一种特种工艺，要求学校、培训中心和企业对氯化工艺的操作人员进行安全技术实操培训考核、安全教育、技能实操考核评级工作等。根据《氯化工艺特种作业人员安全生产培训大纲及考核标准》，氯化工艺特种作业人员需要进行培训与考核，但是培训与考核的方式为理论知识培训且采用书面答题和机考理论题的形式进行考核，无法对人员实际操作能力进行考评，更无法提高应急管理部门对企业员工的执业能力的确认。
4.因此现有技术中出现有仿真形式的培训与考核装置，用于对学员进行实操培训与考核，但是其采用的是纯仿真的形式进行，不走任何物料，使用的全部都是仿真仪表阀门，使得与工业化实际生产现场差别巨大，对工业生产现场的安全指导工作意义甚微，并不能有效的提高学校学生和从业人员的氯化工艺作业安全技能水平。


技术实现要素：

5.针对背景技术中的问题，本实用新型的目的是提供一种氯化工艺考培用实物装置，包括：
6.模拟甲醇源，用于提供模拟甲醇；
7.模拟蒸汽源，用于提供模拟蒸汽；
8.模拟氯化氢源，用于提供模拟氯化氢；
9.模拟触媒源，用于提供模拟触媒；
10.冷却水源，用于提供冷却水；
11.甲醇贮槽，通过管路连接所述模拟甲醇源；
12.进料泵，通过管路连接所述甲醇贮槽；
13.甲醇汽化器，通过管路连接所述进料泵，所述模拟蒸汽源通过管路连接所述甲醇汽化器；
14.氯化反应器，通过管路连接所述甲醇汽化器的出口，所述模拟氯化氢源和所述模拟触媒源均通过管路连接所述氯化反应器；
15.搅拌器，设于所述氯化反应器内；
16.回流冷凝器，通过管路连接所述氯化反应器，所述冷却水源通过管路连接所述回流冷凝器；
17.回流罐，进口通过管路连接所述回流冷凝器的出口，所述回流罐的液相出口通过管路连接所述氯化反应器、气相出口连接至出料管。
18.较佳的，包括模拟消防水源，用于提供消防水；所述甲醇贮槽设有消防水喷淋装置，所述模拟消防水源通过管路连接所述消防水喷淋装置。
19.较佳的，所述模拟甲醇、所述模拟触媒均为水，所述模拟氯化氢、所述模拟蒸汽均为空气。
20.较佳的，所述甲醇贮槽内、所述甲醇汽化器内、所述氯化反应器内、所述回流罐内均设有液位计。
21.较佳的，所述进料泵和所述甲醇汽化器之间的管路上、所述甲醇汽化器和所述氯化反应器之间的管路上、所述氯化反应器内均设有压力表。
22.较佳的，所述进料泵和所述甲醇汽化器之间的管路上、所述模拟氯化氢源和所述氯化反应器之间的管路上均设有流量计。
23.较佳的，所述甲醇汽化器和所述氯化反应器之间的管路上、所述氯化反应器内、所述回流冷凝器和所述回流罐之间的管路上均设有温度表。
24.本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
25.本实用新型设置模拟甲醇源、模拟蒸汽源、模拟氯化氢源、模拟触媒源、冷却水源、甲醇贮槽、进料泵、甲醇汽化器、氯化反应器、搅拌器、回流冷凝器和回流罐，使得可较好的体现工业实际中典型的氯化工艺流程，使学员了解氯化工艺行业典型的工艺流程、生产原理、主要设备的结构及用途性能。采取真实的仪器设备加上模拟物料水和空气运行，保证安全，且运行物料安全、环保、可循环使用，运行成本低。
附图说明
26.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
27.图1为本实用新型整体示意图。
28.附图标记说明：
29.v701：甲醇贮槽；p701：进料泵；e701：甲醇汽化器；r701：氯化反应器；e702：回流冷凝器；v702：回流罐；m：搅拌器；f：流量计；p：压力表；l：液位计；t：温度表。
具体实施方式
30.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
31.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
32.参看图1，本实用新型的核心是提供一种氯化工艺考培用实物装置，用于配合dcs控制系统实现氯化工艺作业安全技能的培训与考核。包括模拟甲醇源、模拟蒸汽源、模拟氯化氢源、模拟触媒源、冷却水源、甲醇贮槽v701、进料泵p701、甲醇汽化器e701、氯化反应器r701、搅拌器m、回流冷凝器e702和回流罐v702。
33.模拟甲醇源用于提供模拟甲醇，本实施例中模拟甲醇为水。甲醇贮槽v701通过管
路连接模拟甲醇源，模拟甲醇源将模拟甲醇通入甲醇贮槽v701内。甲醇贮槽v701还设有消防水喷淋装置，还包括模拟消防水源，用于提供消防水，模拟消防水源通过管路连接消防水喷淋装置，当甲醇储槽v701出现泄漏时可通过消防水喷淋装置喷淋水进行稀释吸收，防止甲醇中毒或发生火灾。
34.模拟触媒源用于提供模拟触媒溶液，模拟触媒源通过管路连接氯化反应器r701，本实施例中模拟触媒为水。工作时，通过模拟触媒源向氯化反应器r701内通入模拟触媒，之后再向甲醇贮槽v701内通入模拟甲醇。
35.进料泵p701的进口通过管路连接甲醇贮槽v701，用于抽取甲醇贮槽v701内的模拟甲醇。进料泵p701的出口通过管路连接甲醇汽化器e701。模拟蒸汽源通过管路连接甲醇汽化器e701，用于向甲醇汽化器e701内通入模拟蒸汽，本实施例中模拟蒸汽为空气。在真实反应中，通过将蒸汽通入甲醇汽化器e701内以加热液态的甲醇，把液态甲醇汽化、升温和增压后形成甲醇蒸汽送入氯化反应器r701内。由于本装置中模拟甲醇为水、模拟蒸汽为空气，模拟甲醇进入甲醇汽化器e701后并不会被模拟蒸汽加热汽化成模拟甲醇蒸汽，模拟甲醇进入甲醇汽化器e701后从辅助管线流出。
36.模拟氯化氢源通过管路连接氯化反应器r701，模拟氯化氢源用于提供模拟氯化氢，本实施例中模拟氯化氢为空气。氯化反应器r701内还设有搅拌器m，用于搅拌。在真实反应中，甲醇蒸汽通入氯化反应器r701的同时，向氯化反应器r701内通入氯化氢，然后启动搅拌器m，搅拌器m搅拌触媒溶液，使得气态的氯化氢和甲醇蒸汽与触媒溶液均匀接触，使得反应均匀、放热均匀。气态的氯化氢和甲醇蒸汽在氯化反应器r701中在触媒溶液的作用下进行放热反应生成气态的氯甲烷。由于本装置中模拟蒸汽为空气，并不能加热蒸发甲醇汽化器e701中的模拟甲醇，因此甲醇汽化器e701至氯化反应器r701是通过模拟甲醇蒸汽流通，模拟甲醇蒸汽为空气，可以通过辅助管线将空气总管内的空气通入甲醇汽化器e701内以提供模拟甲醇蒸汽的来源空气，也可以由模拟蒸汽提供，将模拟蒸汽直接通入甲醇汽化器e701的工质通道，也就是与氯化反应器r701连通的通道。模拟氯化氢则正常通入氯化反应器r701内。
37.本装置氯化反应器r701内并不会发生真实的反应生成气态的氯甲烷，因此气态的氯甲烷由模拟氯甲烷替代，模拟氯甲烷为空气，该空气的来源即为模拟氯化氢和模拟甲醇蒸汽。
38.回流冷凝器e702通过管路连接氯化反应器r701，冷却水源通过管路连接回流冷凝器e702，通过冷却水源向回流冷凝器e702内通入冷却水，在真实反应中，氯化反应器r701中生成的气态的氯甲烷通入回流冷凝器e702中通过冷却水进行冷却，以控制氯化反应器r701内物料温度和压力符合工艺要求，具体的，冷凝过程将气态的未反应的氯化氢和甲醇蒸汽冷凝下来，未冷凝的氯甲烷通过气体管路排放，冷凝后的液体经回流罐v702返回氯化反应器r701，从而降低氯化反应器r701的温度和压力。由于本装置中模拟氯甲烷为空气，并不会被冷却水冷却，因此冷却后的模拟氯甲烷仍为空气。
39.回流罐v702的进口通过管路连接回流冷凝器e702的出口，回流罐v702的液相出口通过管路连接氯化反应器r701、气相出口连接至出料管，通过出料管去下个工序。在真实反应中，未被冷凝的气态的氯甲烷通入回流罐v702中，再从回流罐v702的气相出口管产出的氯甲烷粗产品去下个工序净化。冷凝后的液体氯化氢和甲醇通过回流罐v702的液相出口返
回氯化反应器r701。
40.本实用新型的氯化工艺考培用实物装置还设有真实的仪表组件，仪表组件包括若干液位计l、压力表p、流量计f和温度表t。
41.甲醇贮槽v701内、甲醇汽化器e701内、氯化反应器r701内、回流罐v702内均设有液位计l。
42.进料泵p701和甲醇汽化器e701之间的管路上、甲醇汽化器e701和氯化反应器r701之间的管路上、氯化反应器r701内均设有压力表p。
43.进料泵p701和甲醇汽化器e701之间的管路上、模拟氯化氢源和氯化反应器r701之间的管路上均设有流量计f。甲醇贮槽v701中的模拟甲醇通入甲醇汽化器e701的量由流量计f确定。
44.甲醇汽化器e701和氯化反应器r701之间的管路上、氯化反应器r701内、回流冷凝器e702和回流罐v702之间的管路上均设有温度表t。
45.本实用新型选取氯化工业的反应工段为设计蓝本，装置全部采取模拟物料水和空气运行，保证安全，运行物料安全、环保，且可循环使用，运行成本低。且各个仪器设备均为真实的仪器设备，可让学员更好的进行考培体验。
46.将本实用新型结合真实的工业级dcs控制系统，可实现氯化工艺作业安全技能培训与考核。dcs界面数据能够模拟工业中真实的氯化工艺装置系统的工艺参数，仪表测量信号采集后进行仿真处理，dcs仪表数据能够模拟工业中真实的氯化工艺装置系统的工艺参数。且还可结合esd联锁控制系统，集培训和考核于一体。esd联锁系统独立于dcs控制系统，其安全级别高于dcs。
47.将本实用新型结合真实的工业级dcs控制系统，可使培训考核考点丰富，设计有隐患排查、装置开停车、正常运行、异常处理和应急处置等诸多培训考核内容。可实现隐患排查、装置开车操作、装置正常运行、装置停车操作、异常处理、应急处置等诸多培训考核功能，可以对学员氯化工艺装置现场危险源、安全注意事项、个人防护等进行培训考核。且能实现氯化工艺实物装置的开车过程、正常运行、停车过程及故障事故处理过程的考核培训功能。
48.本实用新型的各个设备的外形和安装方式参照工业现场实际，采用工业化布局，使得通过结合真实的工业级dcs控制系统，能广泛开展氯化工艺高危企业安全技能培训与考核、实现多元安全技能培训载体、支撑氯化工艺安全技能培训基础能力建设。
49.本实用新型面向化工安全工程、化工工程与工艺、应用化学、电气工程等工科专业的学校研究教学需要，面向培训中心和化工企业的生产安全技能培训、考核评级取证的需要，设计开发了氯化工艺考培用实物装置，通过将本实用新型结合先进声光电技术和工业级控制系统，结合危化品产业实际情况，可实现仿真模拟的形式进行氯化工艺作业安全技能实操考培，将学校学生、企业负责人和企业安全管理人员、特种作业人员的危险化工工艺作业安全培训、岗位人员安全培训、应急演练培训、职业安全健康等多种培训进行融合，形成一套完整的、科学有效的、具有鲜明特色的氯化工艺作业安全技能实操考核新系统。
50.本装置结合真实的工业级dcs控制系统能较好的体现工业实际中典型的氯化工艺流程，现场装置根据氯化工艺中的典型设备按一定比例缩小组成，但均为真实且具有实际生产能力的真实设备，使学员了解氯化工艺行业典型的工艺流程、生产原理、主要设备的结
构及用途性能等。能开展氯化工艺高危企业安全技能培训与考核，且通过真实的工业级dcs控制系统可实现紧扣考试标准设计，遵循工艺原理，融入异常故障，设置事故仿真场景，可实现计算机自动评分。
51.上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。