苯酐加工方法及其装置与流程

文档序号:19018872发布日期:2019-11-01 20:22阅读:917来源:国知局
苯酐加工方法及其装置与流程

本发明涉及苯酐加工技术领域,特别涉及一种苯酐加工方法及其装置。



背景技术:

邻苯二甲酸酐,简称苯酐,是邻苯二甲酸分子内脱水形成的环状酸酐。苯酐为白色固体,是化工中的重要原料,尤其用于增塑剂的制造。现有苯酐加工方法及加工装置生产苯酐具有生产效率低的缺陷。



技术实现要素:

本发明提供一种苯酐加工方法及其装置,用以解决现有苯酐加工方法及加工装置生产苯酐具有生产效率低的缺陷。

一种苯酐加工装置,包括:

萘储存罐和第二预处理装置,所述第二预处理装置用于对萘进行预处理,所述第二预处理装置的萘入口与萘储存罐的萘出口连通;

邻二甲苯储存罐和第三预处理装置,所述第三预处理装置用于对邻二甲苯进行预处理,所述第三预处理装置的邻二甲苯入口与邻二甲苯储存罐的邻二甲苯出口连通;

第四预处理装置和混合装置,所述第四预处理装置用于对空气进预处理;

所述第二预处理装置的萘出口、第三预处理装置的邻二甲苯出口、第四预处理装置的空气出口分别与混合装置的入口端连通;

反应器、冷却装置、第一预处理装置、精馏装置,所述混合装置的出口与反应器的入口连通,所述反应器的出口与冷却装置的入口连通,所述冷却装置的出口与第一预处理装置的入口连通,所述第一预处理装置的苯酐出口与精馏装置的苯酐入口连通,所述第一预处理装置的尾气出口还连接有尾气处理装置。

优选的,所述第二预处理装置包括:第一加热器、蒸发器、第一过热器、第二过热器,所述第一加热器的萘入口与萘储存罐的萘出口连通,所述第一加热器的萘出口与蒸发器的萘入口连通,所述蒸发器的萘出口与第一过热器的萘入口连通,所述第一过热器的萘出口与第二过热器的萘入口连通;

所述第三预处理装置包括:第一过滤器、第二加热器,所述第一过滤器的邻二甲苯入口与邻二甲苯储存罐的邻二甲苯出口通过连接管连通,所述连接管上连接有邻二甲苯泵,所述第一过滤器的邻二甲苯出口与第二加热器的邻二甲苯入口连通;

所述第四预处理装置包括:第二过滤器、空气加压器、第三加热器,所述第二过滤器的空气出口与空气加压器的空气入口连通,所述空气加压器的空气出口与第三加热器的空气入口连通;

所述第二过热器的萘出口、第二加热器的邻二甲苯出口、第三加热器的空气出口分别与混合装置的入口端连通;

所述冷却装置为气体冷却器;

所述第一预处理装置包括:预冷凝器,所述预冷凝器的气体入口与气体冷却器的气体出口连通,所述预冷凝器的苯酐出口连接有第一粗酐罐;切换冷凝器,所述切换冷凝器的气体入口与预冷凝器气体出口连通,所述切换冷凝器的气体出口连接有尾气处理装置,所述切换冷凝器的粗酐出口连接有第二粗酐罐;

所述精馏装置包括真空精馏塔,所述真空精馏塔包括:轻组分塔和纯苯酐塔,所述轻组分塔的苯酐出口与纯苯酐塔的苯酐入口连通,所述纯苯酐塔的苯酐出口还连接有苯酐结片机。

优选的,所述反应器为带有熔盐夹套的反应器,所述反应器的熔盐夹套底部设有熔盐入口,所述反应器的熔盐夹套顶部设有熔盐出口,所述反应器内设有温度传感器;

所述反应器外部还设有熔盐储罐,所述熔盐储罐的熔盐出口与所述反应器夹套的熔盐入口通过第一连接管连通,所述第一连接管上设有流量控制电磁阀及熔盐泵,所述反应器夹套的熔盐出口通过第二连接管与熔盐储罐的熔盐入口连通;

所述反应器外部还设有第一控制器,所述第一控制器与所述温度传感器、流量控制电磁阀电、熔盐泵连接;

所述第一控制器通过电源电路与电源连接,所述电源电路包括:

场效应晶体管,所述电源与场效应晶体管的漏极连接;

第二可调电阻,所述第二可调电阻第一端与场效应晶体管的源极连接,所述第二可调电阻第二端与场效应晶体管的栅极连接;

第二电容,所述第二电容一端与第二可调电阻的第二端连接;

第一双极结型晶体管,所述第一双极结型晶体管的集电极与第二可调电阻的第二端连接;

第一热敏电阻,所述第一热敏电阻第一端与第二电容另一端连接,所述第一热敏电阻第二端与第一双极结型晶体管发射极连接;

第一可调电阻,所述第一可调电阻第一端与第一热敏电阻第一端连接,所述第一可调电阻第二端与第一双极结型晶体管基极连接,所述第一可调电阻的第一端还接地;

第一电容,所述第一电容一端与第一双极结型晶体管的基极连接;

第二双极结型晶体管,所述第二双极结型晶体管基极与第一双极结型晶体管的集电极以及第二可调电阻的第二端连接,所述第二双极结型晶体管的发射极与第一电容另一端连接,所述第二双极结型晶体管集电极与场效应晶体管漏极连接,所述第二双极结型晶体管发射极与第一控制器连接;

所述温度传感器连接有温度调理电路,所述温度传感器包括:第二热敏电阻,所述第二热敏电阻一端接地,所述第二热敏电阻另一端与第四电阻第一端连接,所述第四电阻第二端与第二电阻一端连接,所述第二电阻另一端连接电源;

所述温度调理电路包括:

压缩空气管、第二运算放大器、第三电阻,所述压缩空气管一端与电源连接,所述压缩空气管另一端与第二运算放大器的同相输入端连接,所述第二运算放大器的反相输入端与第三电阻的一端连接,所述第三电阻的另一端与第四电阻第二端连接;

所述第六电阻一端与第二运算放大器同相输入端连接,所述第六电阻另一端与第二运算放大器输出端连接;

第一运算放大器,所述第二运算放大器的输出端通过第八电阻与第一运算放大器的反相输入端连接;

第七电阻,所述第七电阻一端与第一运算放大器同相输入端连接,所述第七电阻另一端连接电源;

第四电容,所述第四电容一端与第一运算放大器反相输入端连接,另一端与第一运算放大器输出端连接;

第三电容、第九电阻,所述第三电容一端与第二运算放大器输出端连接,所述第三电容另一端与第九电阻第一端连接,所述第九电阻第二端与第一运算放大器反相输入端连接;

第五电阻,所述第五电阻一端与第九电阻第二端连接,所述第五电阻另一端与第五电容一端连接,所述第五电容另一端与第一运算放大器的输出端连接,所述第一运算放大器的输出端与第一控制器连接。

优选的,所述第二预处理装置中含有一个智能控制设备,所述智能控制设备能智能计算所述萘的所需量,所述智能设备智能计算的过程如下所示:

在计算过程中将苯酐加工的反应分为五个阶段,其中所述五个阶段分别为加速反应阶段、强反应阶段、过渡阶段、减速反应阶段和低速反应阶段e;

根据所述五个反应阶段构建数学模型(1)

其中,m为所需萘的含量的值,vf为加速反应时萘的计算速度,tf为加速反应阶段的耗时,ts强反应阶段的耗时,vt为过渡阶段的萘的消耗速度,tt为过渡阶段的反应耗时,vl为减速阶段萘的消耗速度,tl为减速反应耗时,δm为低速反应时所需的萘的含量;

其中,所述ts、tt、tl、tf的值为预设值,所述vf为实时计算值,所述vt、vl、δm为与vf取值相关的值;

其中,在计算vf时,进行样本点的采集,获取连续n段单位时间内反应时所消耗的萘的含量,n一般取5,并利用公式(2)计算这n段单位时间内萘的消耗速度vf;

vf为第f段时间的萘的消耗速度,f=1、2、3……n,yi为第i段时间内所消耗的萘的含量,i=1、2、3……n;

利用公式(3)对计算所得到的萘的消耗速度vf,进行异常值排除;

0.15*σ+μ≤vf≤3.09*σ+μ(3)

其中,σ为计算得到的n次的萘的消耗速度vf的方差,μ为计算得到的n次的萘的消耗速度vf的均值,对于满足公式(3)的萘的消耗速度vf保留,不满足公式(3)的vf进行剔除,将保留下来的vf带入公式(4)进行数值均衡;

k为经过公式(3)的剔除后,还剩余k个vf,vi为剩余的k个vf的第i个值,i=1、2、3……k;

最后,利用公式(5)得到vt、vl、δm;

其中,为通过对大量历史数据进行统计获取,

本发明还提供了一种苯酐加工方法,包括以下步骤:

s1:将萘储存罐储存的液态萘经第二预处理装置进行预处理,将邻二甲苯储存罐储存的邻二甲苯经第三预处理装置进行预处理、将空气经第四预处理装置进行预处理;

s2:将预处理后的萘、邻二甲苯、空气通入混合装置进行混合;

s3:将混合物通入反应器,在催化剂存在下进行反应,并控制反应温度;

s4:反应产物通入冷却装置冷却;

s5:冷却后的反应产物经第一预处理装置进行预处理得到粗苯酐,反应产物预处理的同时将反应产生的尾气经尾气处理装置处理后排放;

s6:粗苯酐通过精馏装置精馏处理后得到苯酐成品。

优选的,所述步骤s1中液态萘的预处理为汽化处理,液态萘经汽化处理后变成过热萘蒸汽,所述汽化处理包括:依次进行的第一预热步骤、蒸发步骤、第一过热处理步骤、第二过热处理步骤;

所述步骤s1中邻二甲苯原料预处理包括:依次进行的第一过滤步骤、第二预热步骤;

所述步骤s1中空气预处理包括:依次进行的第二过滤步骤、加压步骤、第三预热步骤;

所述步骤s3中通过熔盐控制反应温度;

所述步骤s4中反应产物冷却通过将反应产物通入气体冷却器中进行冷却;

所述步骤s5中反应产物的预处理包括:通过预冷凝器进行预冷凝,以及预冷凝后通过切换冷凝器进行冷凝,所述预冷凝器连接有第一粗酐罐,所述切换冷凝器连接有尾气处理装置以及第二粗酐罐;

所述步骤s6中精馏处理为真空精馏处理,所述精馏处理包括:脱除比苯酐沸点低的组分、脱除比苯酐沸点高的组分。

优选的,所述熔盐控制反应温度为350-380℃;

所述邻二甲苯经第二预热步骤预热后温度大于等于135℃,所述空气经第三热步骤预热后温度大于等于175℃;

萘的蒸发步骤通过蒸发器进行蒸发、且蒸发器的温度为240±2℃,萘的第一过热处理步骤、第二过热处理步骤分别通过第一过热器和第二过热器进行过热处理;

反应产物经所述气体冷却器冷却后温度为160-170℃;

冷却后的反应产物经所述预冷凝器预冷凝后温度为150±2℃。

优选的,所述反应器为带有熔盐夹套的反应器,所述反应器的熔盐夹套底部设有熔盐入口,所述反应器的熔盐夹套顶部设有熔盐出口,所述反应器内设有温度传感器;

所述反应器外部还设有熔盐储罐,所述熔盐储罐的熔盐出口与所述反应器夹套的熔盐入口通过第一连接管连通,所述第一连接管上设有流量控制电磁阀及熔盐泵,所述反应器夹套的熔盐出口通过第二连接管与熔盐储罐的熔盐入口连通;

所述反应器外部还设有第一控制器,所述第一控制器与所述温度传感器、流量控制电磁阀电、熔盐泵连接;

所述第一控制器通过电源电路与电源连接,所述电源电路包括:

场效应晶体管,所述电源与场效应晶体管的漏极连接;

第二可调电阻,所述第二可调电阻第一端与场效应晶体管的源极连接,所述第二可调电阻第二端与场效应晶体管的栅极连接;

第二电容,所述第二电容一端与第二可调电阻的第二端连接;

第一双极结型晶体管,所述第一双极结型晶体管的集电极与第二可调电阻的第二端连接;

第一热敏电阻,所述第一热敏电阻第一端与第二电容另一端连接,所述第一热敏电阻第二端与第一双极结型晶体管发射极连接;

第一可调电阻,所述第一可调电阻第一端与第一热敏电阻第一端连接,所述第一可调电阻第二端与第一双极结型晶体管基极连接,所述第一可调电阻的第一端还接地;

第一电容,所述第一电容一端与第一双极结型晶体管的基极连接;

第二双极结型晶体管,所述第二双极结型晶体管基极与第一双极结型晶体管的集电极以及第二可调电阻的第二端连接,所述第二双极结型晶体管的发射极与第一电容另一端连接,所述第二双极结型晶体管集电极与场效应晶体管漏极连接,所述第二双极结型晶体管发射极与第一控制器连接;

所述温度传感器连接有温度调理电路,所述温度传感器包括:第二热敏电阻,所述第二热敏电阻一端接地,所述第二热敏电阻另一端与第四电阻第一端连接,所述第四电阻第二端与第二电阻一端连接,所述第二电阻另一端连接电源;

所述温度调理电路包括:

压缩空气管、第二运算放大器、第三电阻,所述压缩空气管一端与电源连接,所述压缩空气管另一端与第二运算放大器的同相输入端连接,所述第二运算放大器的反相输入端与第三电阻的一端连接,所述第三电阻的另一端与第四电阻第二端连接;

所述第六电阻一端与第二运算放大器同相输入端连接,所述第六电阻另一端与第二运算放大器输出端连接;

第一运算放大器,所述第二运算放大器的输出端通过第八电阻与第一运算放大器的反相输入端连接;

第七电阻,所述第七电阻一端与第一运算放大器同相输入端连接,所述第七电阻另一端连接电源;

第四电容,所述第四电容一端与第一运算放大器反相输入端连接,另一端与第一运算放大器输出端连接;

第三电容、第九电阻,所述第三电容一端与第二运算放大器输出端连接,所述第三电容另一端与第九电阻第一端连接,所述第九电阻第二端与第一运算放大器反相输入端连接;

第五电阻,所述第五电阻一端与第九电阻第二端连接,所述第五电阻另一端与第五电容一端连接,所述第五电容另一端与第一运算放大器的输出端连接,所述第一运算放大器的输出端与第一控制器连接。

优选的,所述步骤s5中反应产物的预处理包括:通过预冷凝器进行预冷凝,以及预冷凝后通过切换冷凝器进行冷凝,所述预冷凝器连接有第一粗酐罐,所述切换冷凝器连接有尾气处理装置以及第二粗酐罐;

所述尾气处理装置包括:

余热利用装置,所述余热利用装置的气体入口与切换冷凝器的气体出口连通;

催化反应器,所述催化反应器的气体入口与余热利用装置的气体出口连通;

洗涤装置,所述洗涤装置包括:

箱体,所述箱体的气体入口与催化反应器的气体出口连通;

压缩空气管、水管,所述压缩空气管和水管均贯穿箱体一侧后伸入箱体内,且水管位于压缩空气管下方;

可伸缩软管,所述压缩空气管和水管分别通过可伸缩软管连接在喷头上;

第一电磁阀,所述第一电磁阀连接在水管上;

第二电磁阀,所述第二电磁阀连接在压缩空气管上;

滑轨,所述滑轨设置在箱体内顶部,所述滑轨水平设置、且滑轨两端分别与箱体左右两侧内壁连接;

滑块,所述滑块滑动连接在滑轨上;

喷头,所述喷头连接在滑块下端;

固定座,所述箱体左侧外壁固定连接有固定座;

斜撑,所述固定座下端与箱体左侧外壁之间设有若干斜撑;

电机,所述电机固定连接在固定座顶部,所述电机的输出轴沿平行于箱体前后方向水平设置;

转盘,所述转盘固定连接在电机输出轴上;

第一连接杆,所述第一连接杆一端固定连接在转盘表面;

第二连接杆,所述第二连接杆一端与第一连接杆另一端铰接,所述第二连接杆另一端与滑块铰接;

液位传感器,所述液位传感器设置箱体内壁;

排水管,所述箱体底部设有排水管,所述排水管上设有第三电磁阀;

所述箱体外还设有储水箱、压缩空气储罐、第二控制器,所述储水箱与水管远离喷头的一端连接,所述压缩空气储罐与压缩空气管远离喷头的一端连接,所述第二控制器分别与所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、电机、液位传感器电连接。

优选的,在步骤s3中,为提高反应产物的纯度,同时不浪费原料,需要通过计算智能控制所需萘的含量,在计算过程中将所述反应分为五个阶段,其中所述五个阶段分别为加速反应阶段、强反应阶段、过渡阶段、减速反应阶段和低速反应阶段e;

根据所述五个反应阶段构建数学模型(1)

其中,m为所需萘的含量的值,vf为加速反应时萘的计算速度,tf为加速反应阶段的耗时,ts强反应阶段的耗时,vt为过渡阶段的萘的消耗速度,tt为过渡阶段的反应耗时,vl为减速阶段萘的消耗速度,tl为减速反应耗时,δm为低速反应时所需的萘的含量;

其中,所述ts、tt、tl、tf的值为预设值,所述vf为实时计算值,所述vt、vl、δm为与vf取值相关的值;

其中,在计算vf时,进行样本点的采集,获取连续n段单位时间内反应时所消耗的萘的含量,n一般取5,并利用公式(2)计算这n段单位时间内萘的消耗速度vf;

vf为第f段时间的萘的消耗速度,f=1、2、3……n,yi为第i段时间内所消耗的萘的含量,i=1、2、3……n;

利用公式(3)对计算所得到的萘的消耗速度vf,进行异常值排除;

0.15*σ+μ≤vf≤3.09*σ+μ(3)

其中,σ为计算得到的n次的萘的消耗速度vf的方差,μ为计算得到的n次的萘的消耗速度vf的均值,对于满足公式(3)的萘的消耗速度vf保留,不满足公式(3)的vf进行剔除,将保留下来的vf带入公式(4)进行数值均衡;

k为经过公式(3)的剔除后,还剩余k个vf,vi为剩余的k个vf的第i个值,i=1、2、3……k;

最后,利用公式(5)得到vt、vl、δm;

其中,为通过对大量历史数据进行统计获取,

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:

图1为本发明苯酐加工装置结构示意框图。

图2为本发明苯酐加工装置一种实施例的结构示意框图。

图3为电源电路和温度调理电路的电路图。

图4为本发明尾气处理装置的结构示意图。

图中:1、场效应晶体管;2、第二可调电阻;3、第一双极结型晶体管;4、第一热敏电阻;5、第一可调电阻;6、第二双极结型晶体管;7、第二热敏电阻;8、第一运算放大器;9、第二运算放大器;r1、压缩空气管;r2、第二电阻;r3、第三电阻;r4、第四电阻;r5、第五电阻;r6、第六电阻;r7、第七电阻;r8、第八电阻;r9、第九电阻;c1、第一电容;c2、第二电容;c3、第三电容;c4、第四电容;c5、第五电容;10、尾气处理装置;101、余热利用装置;102、催化反应器;103、洗涤装置;1031、箱体;1032、压缩空气管;1033、可伸缩软管;1034、水管;1035、滑轨;1036、滑块;1037、喷头;1038、固定座;1039、斜撑;10310、电机;10311、转盘;10312、第一连接杆;10313、第二连接杆;10314、压缩空气储罐;10315、储水箱;10316、排水管;10317、密封罩。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种苯酐加工装置,包括:

萘储存罐和第二预处理装置,所述第二预处理装置用于对萘进行预处理,所述第二预处理装置的萘入口与萘储存罐的萘出口连通;

邻二甲苯储存罐和第三预处理装置,所述第三预处理装置用于对邻二甲苯进行预处理,所述第三预处理装置的邻二甲苯入口与邻二甲苯储存罐的邻二甲苯出口连通;

第四预处理装置和混合装置,所述第四预处理装置用于对空气进预处理;

所述第二预处理装置的萘出口、第三预处理装置的邻二甲苯出口、第四预处理装置的空气出口分别与混合装置的入口端连通;

反应器、冷却装置、第一预处理装置、精馏装置,所述混合装置的出口与反应器的入口连通,所述反应器的出口与冷却装置的入口连通,所述冷却装置的出口与第一预处理装置的入口连通,所述第一预处理装置的苯酐出口与精馏装置的苯酐入口连通,所述第一预处理装置的尾气出口还连接有尾气处理装置。

优选的,第四预处理装置可包括:对空气进行过滤净化的装置,对空气过滤净化以便于空气与萘、邻二甲苯反应;对空气进行加压的装置,对空气加压以便于空气与预处理后邻二甲苯、萘进行充分混合,提高混合效率,从而便于混合后通入反应器充分反应;对空气预加热的装置,对空气进行预加热以便于其萘、邻二甲苯充分混合,提高混合效率,从而便于混合后进入反应器能够充分进行气相氧化生成苯酐,以提高生产苯酐的效率。

优选的,第三预处理装置可包括:对邻二甲苯原料进行过滤去除杂质的装置,邻二甲苯原料进行过滤去除杂质便于其邻二甲苯、空气反应;对邻二甲苯原料进行预加热的装置,对邻二甲苯原料进行预加热以便于其与萘、空气充分混合,提高混合效率,从而便于混合后进入反应器能够充分进行气相氧化生成苯酐,以提高生产苯酐的效率。

优选的,第二预处理装置可包括:对液态萘进行汽化处理的装置,汽化处理装置可包括:对萘进行预加热的装置、蒸发的装置、过热处理的装置,使得液态萘变成过热萘蒸汽,从而便于萘与邻二甲苯、空气充分混合,提高混合效率,从而便于混合后进入反应器能够充分进行气相氧化生成苯酐,以提高生产苯酐的效率。根据需要,也设置对液态萘进行过滤的装置,可对液态萘进行过滤去除杂质,便于其与邻二甲苯、空气反应;

上述技术方案的工作原理和有益效果为:上述装置的工作原理为以邻苯和萘的混合物为原料,进行气相氧化生成苯酐;

上述技术结构中第二预处理装置用于对萘进行预处理、第二预处理装置用于对萘进行预处理、第四预处理装置用于对空气进预处理,第二预处理装置的萘出口、第三预处理装置的邻二甲苯出口、第四预处理装置的空气出口分别与混合装置的入口端连通,将液态萘、邻二甲苯、空气分别进行预处理后再通入混合装置中混合,便于充分混合,以及便于混合后进入反应器能够充分进行气相氧化生成苯酐,以提高生产苯酐的效率;将冷却后的反应产物经第一预处理转轴预处理后再进行精馏,便于精馏得到纯度较高的苯酐成品,第一预处理装置还连接尾气处理装置,将反应产生的尾气经处理后排放,避免尾气直接排放入空气污染环境。

在一个实施例中,所述第二预处理装置包括:第一加热器、蒸发器、第一过热器、第二过热器,所述第一加热器的萘入口与萘储存罐的萘出口连通,所述第一加热器的萘出口与蒸发器的萘入口连通,所述蒸发器的萘出口与第一过热器的萘入口连通,所述第一过热器的萘出口与第二过热器的萘入口连通;第一加热器用于对萘进行预加热,蒸发器用于蒸发液态萘,第一过热器用于对萘进行第一次过热处理,第二过热器用于萘进行第二次过热处理;

所述第三预处理装置包括:第一过滤器、第二加热器,所述第一过滤器的邻二甲苯入口与邻二甲苯储存罐的邻二甲苯出口通过连接管连通,所述连接管上连接有邻二甲苯泵,所述第一过滤器的邻二甲苯出口与第二加热器的邻二甲苯入口连通;第一过滤器用于对邻二甲苯进行过滤,第二加热器用于对邻二甲苯进行预热;

所述第四预处理装置包括:第二过滤器、空气加压器、第三加热器,所述第二过滤器的空气出口与空气加压器的空气入口连通,所述空气加压器的空气出口与第三加热器的空气入口连通;第二过滤器用于对空气进行过滤,空气加压器用于对空气加压,第三加热器用于对空气预加热;

所述第二过热器的萘出口、第二加热器的邻二甲苯出口、第三加热器的空气出口分别与混合装置的入口端连通;混合装置用于将预处理后的萘、空气、邻二甲苯进行混合;

所述冷却装置为气体冷却器;

所述第一预处理装置包括:预冷凝器,所述预冷凝器的气体入口与气体冷却器的气体出口连通,所述预冷凝器的苯酐出口连接有第一粗酐罐;切换冷凝器,所述切换冷凝器的气体入口与预冷凝器气体出口连通,所述切换冷凝器的气体出口连接有尾气处理装置,所述切换冷凝器的粗酐出口连接有第二粗酐罐;

所述精馏装置包括真空精馏塔,所述真空精馏塔包括:轻组分塔和纯苯酐塔,所述轻组分塔的苯酐出口与纯苯酐塔的苯酐入口连通,所述纯苯酐塔的苯酐出口还连接有苯酐结片机。

上述技术方案的工作原理和有益效果为:第二预处理装置包括:上述依次连通的第一加热器、蒸发器、第一过热器、第二过热器,对液态萘依次进行加热、蒸发、第一次过热处理、第二次过热处理,使得液态萘变成过热萘蒸汽,从而便于萘与邻二甲苯、空气充分混合,提高混合效率,从而便于混合后进入反应器能够充分进行气相氧化生成苯酐,以提高生产苯酐的效率;且进行两次过热处理便于萘充分变成过热萘蒸汽。

第三预处理装置包括:上述依次连通的第一过滤器、第二加热器,对邻二甲苯依次进行过滤、预加热;将邻二甲苯原料进行过滤去除杂质,便于其邻二甲苯、空气反应;对邻二甲苯原料进行预加热以便于其与萘、空气充分混合,提高混合效率,从而便于混合后进入反应器能够充分进行气相氧化生成苯酐,以提高生产苯酐的效率;

第四预处理装置包括:上述依次连通的第二过滤器、空气加压器、第三加热器,对空气依次进行过滤、加压、预加热;对空气进行过滤净化以便于空气与萘、邻二甲苯反应;空气进行加压以便于空气与预处理后邻二甲苯、萘进行充分混合,提高混合效率,从而便于混合后通入反应器充分反应;对空气预加热以便于其萘、邻二甲苯充分混合,提高混合效率,从而便于混合后进入反应器能够充分进行气相氧化生成苯酐,以提高生产苯酐的效率。

通过熔盐控制反应温度,熔盐储热性能好,具有维护成本低、流动性高、性能稳定、腐蚀性低,使用寿命长的优点。

将反应产物通入气体冷却器中进行冷却,所述第一预处理装置包括:预冷凝器,预冷凝器的气体入口与气体冷却器的气体出口连通,预冷凝器的苯酐出口连接有第一粗酐罐;切换冷凝器的气体出口与预冷凝器气体入口连通,切换冷凝器的气体出口连接有尾气处理装置,切换冷凝器的粗酐出口连接有第二粗酐罐;反应产物通入气体冷却器冷却,便于反应产物进入预处理装置冷凝;反应产物的预处理包括:通过预冷凝器进行预冷凝,以及预冷凝后通过切换冷凝器进行冷凝,便于充分将反应成为冷凝得到粗酐;

精馏是利用混合物中各组分挥发度不同而将各组分加以分离的一种分离过程,精馏处理为真空精馏处理,真空精馏塔包括轻组分塔和纯苯酐塔,所述轻组分塔的苯酐出口与纯苯酐塔的苯酐入口连通,所述纯苯酐塔的苯酐出口还连接有苯酐结片机,苯酐结片机用于苯酐结片,便于包装,轻组分塔用于脱除比苯酐沸点低的组分;通过真空精馏,以及脱除比苯酐沸点低的组分后再通过纯苯酐塔能够脱除比苯酐沸点高的组分,从而能够得到纯度较高的苯酐成品。

在一个实施例中,所述反应器为带有熔盐夹套的反应器,所述反应器的熔盐夹套底部设有熔盐入口,所述反应器的熔盐夹套顶部设有熔盐出口,所述反应器内设有温度传感器;优选的,可采用以下结构:反应器包括反应器本体,反应器本体包括内层、外层,可将熔盐夹套设置在内层、外层之间,对内层进行加热,内层内为反应室,此时,可将温度传感器设置在内层、外层之间,也可设置多个温度传感器,便于保持内层温度均匀。反应器设置熔盐夹套为现有技术,在此不再赘述。

所述反应器外部还设有熔盐储罐,所述熔盐储罐的熔盐出口与所述反应器夹套的熔盐入口通过第一连接管连通,所述第一连接管上设有流量控制电磁阀及熔盐泵,所述反应器夹套的熔盐出口通过第二连接管与熔盐储罐的熔盐入口连通;上述熔盐罐可设置加热装置对熔盐加热,熔盐加热为现有技术,在此不再赘述,优选的,所述熔盐储罐可为恒温熔盐储罐,恒温熔盐罐可设置保温材料,对熔盐保温,通过控制器控制加热装置加热,保持熔盐恒温,恒温熔盐罐为现有技术,在此不再赘述。

如图3所示,所述反应器外部还设有第一控制器,所述第一控制器与所述温度传感器、流量控制电磁阀电、熔盐泵连接;

所述第一控制器通过电源电路与电源连接,所述电源电路包括:

场效应晶体管1,所述电源与场效应晶体管1的漏极连接;

第二可调电阻2,所述第二可调电阻2第一端与场效应晶体管1的源极连接,所述第二可调电阻2第二端与场效应晶体管1的栅极连接;

第二电容c2,所述第二电容c2一端与第二可调电阻2的第二端连接;

第一双极结型晶体管3,所述第一双极结型晶体管3的集电极与第二可调电阻2的第二端连接;

第一热敏电阻4,所述第一热敏电阻4第一端与第二电容c2另一端连接,所述第一热敏电阻4第二端与第一双极结型晶体管3发射极连接;

第一可调电阻5,所述第一可调电阻5第一端与第一热敏电阻4第一端连接,所述第一可调电阻5第二端与第一双极结型晶体管3基极连接,所述第一可调电阻5的第一端还接地;

第一电容c1,所述第一电容c1一端与第一双极结型晶体管3的基极连接;

第二双极结型晶体管6,所述第二双极结型晶体管6基极与第一双极结型晶体管3的集电极以及第二可调电阻2的第二端连接,所述第二双极结型晶体管6的发射极与第一电容c1另一端连接,所述第二双极结型晶体管6集电极与场效应晶体管1漏极连接,所述第二双极结型晶体管6发射极与第一控制器连接;

所述温度传感器连接有温度调理电路,所述温度传感器包括:第二热敏电阻7,所述第二热敏电阻7一端接地,所述第二热敏电阻7另一端与第四电阻r4第一端连接,所述第四电阻r4第二端与第二电阻r2一端连接,所述第二电阻r2另一端连接电源;

所述温度调理电路包括:

第一电阻r1、第二运算放大器9、第三电阻r3,所述第一电阻r1一端与电源连接,所述第一电阻r1另一端与第二运算放大器9的同相输入端连接,所述第二运算放大器9的反相输入端与第三电阻r3的一端连接,所述第三电阻r3的另一端与第四电阻r4第二端连接;

所述第六电阻r6一端与第二运算放大器9同相输入端连接,所述第六电阻r6另一端与第二运算放大器9输出端连接;

第一运算放大器8,所述第二运算放大器9的输出端通过第八电阻r8与第一运算放大器8的反相输入端连接;

第七电阻r7,所述第七电阻r7一端与第一运算放大器8同相输入端连接,所述第七电阻r7另一端连接电源;

第四电容c4,所述第四电容c4一端与第一运算放大器8反相输入端连接,另一端与第一运算放大器8输出端连接;

第三电容c3、第九电阻r9,所述第三电容c3一端与第二运算放大器9输出端连接,所述第三电容c3另一端与第九电阻r9第一端连接,所述第九电阻r9第二端与第一运算放大器8反相输入端连接;

第五电阻r5,所述第五电阻r5一端与第九电阻r9第二端连接,所述第五电阻r5另一端与第五电容c5一端连接,所述第五电容c5另一端与第一运算放大器8的输出端连接,所述第一运算放大器8的输出端与第一控制器连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为:上述温度传感器用于检测反应器内温度值信息,并将温度值信息传输给控制器,控制器根据所述温度值信息来控制流量控制阀工作,调节熔盐流量,便于将反应器内温度控制在预设范围内。上述电源电路耐高温性能好,稳定性好,且通过第一热敏电阻可实现对电源电路的温度补偿,实现自动稳压;上述温度调理电路中第二运算放大器9、第一电阻、第三电阻r3以及第六电阻r6构成放大电路,用于对生成的温度传感器采集的信号进行放大处理,第一运算放大器8、第五电阻r5、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5以及构成补偿电路,用于对生成的温度传感器采集的信号进行补偿处理,从而使得温度检测准确。

在一个实施例中,如图4所示,所述尾气处理装置包括:

余热利用装置101,所述余热利用装置101的气体入口与切换冷凝器的气体出口连通;如通过连接气管连通,余热利用装置101可采用现有尾气的余热利用装置101,如通过热交换器进行换热;

催化反应器102,所述催化反应器102的气体入口与余热利用装置101的气体出口连通;如通过连接气管连通,催化反应器102采用现有用于尾气处理的催化反应器102。

洗涤装置103,所述洗涤装置103包括:

箱体1031,所述箱体1031的气体入口与催化反应器102的气体出口连通;

压缩空气管、水管1034,所述压缩空气管和水管1034均贯穿箱体1031一侧后伸入箱体1031内,且水管1034位于压缩空气管下方;

可伸缩软管1033,所述压缩空气管和水管1034分别通过可伸缩软管1033连接在喷头1037上;

第一电磁阀,所述第一电磁阀连接在水管1034上;

第二电磁阀,所述第二电磁阀连接在压缩空气管上;

滑轨1035,所述滑轨1035设置在箱体1031内顶部,所述滑轨1035水平设置、且滑轨1035两端分别与箱体1031左右两侧内壁连接;

滑块1036,所述滑块1036滑动连接在滑轨1035上;

喷头1037,所述喷头1037连接在滑块1036下端;

固定座1038,所述箱体1031左侧外壁固定连接有固定座1038;

斜撑1039,所述固定座1038下端与箱体1031左侧外壁之间设有若干斜撑1039;固定座1038下端与箱体1031左侧外壁之间设有若干斜撑1039便于将固定座1038与箱体1031牢固连接,使得整个装置结构稳定性好。

电机10310,所述电机10310固定连接在固定座1038顶部,所述电机10310的输出轴沿平行于箱体1031前后方向水平设置;

转盘10311,所述转盘10311固定连接在电机10310输出轴上;

第一连接杆10312,所述第一连接杆10312一端固定连接在转盘10311表面;

第二连接杆10313,所述第二连接杆10313一端与第一连接杆10312另一端铰接,所述第二连接杆10313另一端与滑块1036铰接;

液位传感器,所述液位传感器设置箱体1031内壁;

排水管10316,所述箱体1031底部设有排水管10316,所述排水管10316上设有第三电磁阀;

所述箱体1031外还设有储水箱10315、压缩空气储罐10314、第二控制器,所述储水箱10315与水管1034远离喷头1037的一端连接,所述压缩空气储罐10314与压缩空气管远离喷头1037的一端连接,所述第二控制器分别与所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、电机10310、液位传感器电连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为:储水箱10315中用于储存反应液,所述反应液为可与尾气反应的液体(如碱液等);喷头1037通过可伸缩软管1033、水管1034与储水箱10315连接,喷头1037通过可伸缩软管、压缩空气管1032与压缩空气储罐10314连接,第二控制器控制第一电磁阀、第二电磁阀工作将输送反应液的水管1034和输送压缩空气的压缩空气管1032同时连接到喷头1037上,制造出水雾喷出,向内箱体1031内均匀喷洒反应液,便于反应液与尾气充分反应;液位传感器用于采集箱体1031内液位值信息,并将采集的液位值信息传输给第二控制器,第二控制器设有液位标准值,当液位传感器采集到的液位值达到液位标准值时,第二控制器控制第三电磁阀工作将箱体1031内液体排出,优选的,第二控制器可连接报警器,当液位传感器采集到的液位值达到液位标准值可进行报警提醒操作人员。

电机10310的输出轴上固定连接有转盘10311,转盘10311起到连接和传递动力的作用,电机10310旋转带动转盘10311转动,转盘10311的表面固定连接第一连接杆10312,第一连接杆10312起到连接第二连接杆10313并把动力传递到第二连接杆10313的作用,第一杆连接杆远离转盘10311的一端铰接有第二连接杆10313,第二杆连接杆远离第一连接杆10312的一端与滑块1036铰接,可以使滑块1036在滑轨1035上左右移动,便于喷头1037左右移动喷洒反应液,便于充分反应。

在一个实施例中,所述第二预处理装置中含有一个智能控制设备,所述智能控制设备能智能计算所述萘的所需量,所述智能设备智能计算的过程如下所示:

在计算过程中将苯酐加工的反应分为五个阶段,其中所述五个阶段分别为加速反应阶段、强反应阶段、过渡阶段、减速反应阶段和低速反应阶段e;

根据所述五个反应阶段构建数学模型(1)

其中,m为所需萘的含量的值,vf为加速反应时萘的计算速度,tf为加速反应阶段的耗时,ts强反应阶段的耗时,vt为过渡阶段的萘的消耗速度,tt为过渡阶段的反应耗时,vl为减速阶段萘的消耗速度,tl为减速反应耗时,δm为低速反应时所需的萘的含量;

其中,所述ts、tt、tl、tf的值为预设值,所述vf为实时计算值,所述vt、vl、δm为与vf取值相关的值;

利用公式(1)可以有效的消除由人工主动控制萘的量时产生的随机性、不确定性,更好的兼顾了提高反应产物的纯度,同时不浪费原料。

其中,在计算vf时,进行样本点的采集,获取连续n段单位时间内反应时所消耗的萘的含量,n一般取5,并利用公式(2)计算这n段单位时间内萘的消耗速度vf;

vf为第f段时间的萘的消耗速度,f=1、2、3……n,yi为第i段时间内所消耗的萘的含量,i=1、2、3……n;

在公式(2)中,利用了连续的单位时间内的萘的含量的滑动值,并利用最小二乘法,确定了vf的值,使得所述vf的值为实时数据计算得到,具有时效性,且通过最下二乘法,寻找到内在联系,使得到的值的误差最小。

利用公式(3)对计算所得到的萘的消耗速度vf,进行异常值排除;

0.15*σ+μ≤vf≤3.09*σ+μ(3)

其中,σ为计算得到的n次的萘的消耗速度vf的方差,μ为计算得到的n次的萘的消耗速度vf的均值,对于满足公式(3)的萘的消耗速度vf保留,不满足公式(3)的vf进行剔除;

进行数据剔除后的vf的值,不会出现因为者环境因素造成的值过大或过小的情况,同时也避免了取值出现了误差而导致的值具有不可信,保证萘的消耗速度的值更叫有效。

将保留下来的vf带入公式(4)进行数值均衡;

k为经过公式(3)的剔除后,还剩余k个vf,vi为剩余的k个vf的第i个值,i=1、2、3……k;

利用公式(4),将波动较大的vf的值,转变为波动较小的一个均值,从而使得所述计算结果更稳定。

最后,利用公式(5)得到vt、vl、δm;

其中,为通过对大量历史数据进行统计获取,

利用公式(5),能够得到公式(1)所需的vt、vl、δm的值,从而使得通过公式(1)能准确的得出所需萘的含量。

本发明实施例还提供了一种苯酐加工方法,包括以下步骤:

s1:将萘储存罐储存的液态萘经第二预处理装置进行预处理,将邻二甲苯储存罐储存的邻二甲苯经第三预处理装置进行预处理、将空气经第四预处理装置进行预处理;

s2:将预处理后的萘、邻二甲苯、空气通入混合装置进行混合;

s3:将混合物通入反应器,在催化剂存在下进行反应,并控制反应温度;

s4:反应产物通入冷却装置冷却;

s5:冷却后的反应产物经第一预处理装置进行预处理得到粗苯酐,反应产物预处理的同时将反应产生的尾气经尾气处理装置处理后排放;

s6:粗苯酐通过精馏装置精馏处理后得到苯酐成品。

优选的,空气的预处理可包括:对空气进行过滤净化以便于空气与萘、邻二甲苯反应;对空气进行加压以便于空气与预处理后的邻二甲苯、萘进行充分混合,提高混合效率,从而便于混合后通入反应器充分反应;对空气预加热以便于其萘、邻二甲苯充分混合,提高混合效率,从而便于混合后进入反应器能够充分进行气相氧化生成苯酐,以提高生产苯酐的效率。

优选的,邻二甲苯的预处理可包括:对邻二甲苯原料进行过滤去除杂质,便于其邻二甲苯、空气反应,提高生成的苯酐的纯度;对邻二甲苯原料进行预加热以便于其与萘、空气充分混合,提高混合效率,从而便于混合后进入反应器能够充分进行气相氧化生成苯酐,以提高生产苯酐的效率。

优选的,液态萘的预处理可包括:对液态萘进行汽化处理,汽化处理可包括:对萘进行预加热、蒸发、过热处理,使得液态萘变成过热萘蒸汽,从而便于萘与邻二甲苯、空气充分混合,提高混合效率,从而便于混合后进入反应器能够充分进行气相氧化生成苯酐,以提高生产苯酐的效率。根据需要,也可对液态萘进行过滤去除杂质,便于其与邻二甲苯、空气反应,提高生成的苯酐的纯度;

上述技术方案的工作原理和有益效果为:上述技术方法以邻苯和萘的混合物为原料,进行气相氧化生成苯酐;上述技术方法将液态萘、邻二甲苯、空气分别进行预处理(预处理方式可采用上述预处理方式)后再混合,便于充分混合,从而便于混合后进入反应器能够充分进行气相氧化生成苯酐,以提高生产苯酐的效率;混合物在反应器内在催化剂存在下进行反应,并控制反应温度,能够提高生产苯酐的效率;将冷却后的反应产物经预处理后再进行精馏,便于精馏得到纯度较高的苯酐成品,反应产物预处理的同时将反应产生的尾气经处理后排放,避免尾气直接排放入空气污染环境。

在一个实施例中,所述步骤s1中液态萘的预处理为汽化处理,液态萘经汽化处理后变成过热萘蒸汽,所述汽化处理包括:依次进行的第一预热步骤(通过所述第一加热器进行)、蒸发步骤(通过所述蒸发器进行)、第一过热处理步骤(通过所述第一过热器进行)、第二过热处理步骤(通过所述第二过热器进行);

所述步骤s1中邻二甲苯原料预处理包括:依次进行的第一过滤步骤(通过所述第一过滤器进行)、第二预热步骤(通过所述第二加热器进行);优选的,第一预热步骤、第二预热步骤均可采用蒸汽进行预加热。

所述步骤s1中空气预处理包括:依次进行的第二过滤步骤(通过所述第二过滤器进行)、加压步骤(通过所述空气加压器进行)、第三预热步骤(通过所述第三加热器进行);

所述步骤s3中通过熔盐控制反应温度;

所述步骤s4中反应产物冷却通过将反应产物通入气体冷却器中进行冷却;

所述步骤s5中反应产物的预处理包括:通过预冷凝器进行预冷凝,以及预冷凝后通过切换冷凝器进行冷凝,所述预冷凝器连接有第一粗酐罐,所述切换冷凝器连接有尾气处理装置以及第二粗酐罐(连接方式可采用上述苯酐加工装置的预冷凝器、切换冷凝器、第一粗酐罐、第二粗酐罐的连接方式);预冷凝器冷凝后产生的苯酐进入第一粗苯酐,经过预冷凝器排出的气体进入切换冷凝器继续进行冷凝生成苯酐;

所述步骤s6中精馏处理为真空精馏处理,所述精馏处理包括:脱除比苯酐沸点低的组分、脱除比苯酐沸点高的组分。

优选的,所述熔盐控制反应温度为350-380℃;

所述邻二甲苯经第二预热步骤预热后温度大于等于135℃,所述空气经第三热步骤预热后温度大于等于175℃;

萘的蒸发步骤通过蒸发器进行蒸发、且蒸发器的温度为240±2℃,萘的第一过热处理步骤、第二过热处理步骤分别通过第一过热器和第二过热器进行过热处理;

反应产物经所述气体冷却器冷却后温度为160-170℃;

冷却后的反应产物经所述预冷凝器预冷凝后温度为150±2℃。

上述技术方案的工作原理和有益效果为:对液态萘依次进行第一预热步骤、蒸发步骤、第一过热处理步骤、第二过热处理步骤,使得液态萘变成过热萘蒸汽,从而便于萘与邻二甲苯、空气充分混合,提高混合效率,从而便于混合后进入反应器能够充分进行气相氧化生成苯酐,以提高生产苯酐的效率;且进行两次过热处理便于萘充分变成过热萘蒸汽。

对邻二甲苯依次进行第一过滤步骤、第二预热步骤,第一过滤步骤用于将邻二甲苯原料进行过滤去除杂质,便于其与萘、空气反应;第二预热步骤用于对邻二甲苯原料进行预加热以便于其与萘、空气充分混合,提高混合效率,从而便于混合后进入反应器能够充分进行气相氧化生成苯酐,以提高生产苯酐的效率;

对空气依次进行第二过滤步骤、加压步骤、第三预热步骤,第二过滤步骤用于对空气进行过滤净化以便于空气与萘、邻二甲苯反应;加压步骤用于对空气进行加压以便于空气与预处理后邻二甲苯、萘进行充分混合,提高混合效率,从而便于混合后进入反应器能够充分进行气相氧化生成苯酐,以提高生产苯酐的效率;第二预热步骤用于对空气预加热以便于其萘、邻二甲苯充分混合,提高混合效率,从而便于混合后进入反应器能够充分进行气相氧化生成苯酐,以提高生产苯酐的效率。

通过熔盐控制反应温度,熔盐储热性能好,具有维护成本低、流动性高、性能稳定、腐蚀性低,使用寿命长的优点。

步骤s4中反应产物冷却通过将反应产物通入气体冷却器中进行冷却,步骤s5中反应产物的预处理包括:通过预冷凝器进行预冷凝,以及预冷凝后通过切换冷凝器进行冷凝,所述预冷凝器连接有第一粗酐罐,所述切换冷凝器连接有尾气处理装置以及第二粗酐罐;反应产物通入气体冷却器冷却,便于反应产物进入预处理装置冷凝;步骤s5中反应产物的预处理包括:通过预冷凝器进行预冷凝,以及预冷凝后通过切换冷凝器进行冷凝,便于充分将反应成为冷凝得到粗酐;

步骤s6中精馏处理为真空精馏处理,所述精馏处理包括:脱除比苯酐沸点低的组分、脱除比苯酐沸点高的组分;通过真空精馏、以及脱除比苯酐沸点低的组分(通过所述轻组分塔进行)、脱除比苯酐沸点高的组分(通过所述纯苯酐塔进行),从而能够得到纯度较高的苯酐成品。

在一个实施例中,所述反应器为带有熔盐夹套的反应器,所述反应器的熔盐夹套底部设有熔盐入口,所述反应器的熔盐夹套顶部设有熔盐出口,所述反应器内设有温度传感器;优选的,可采用以下结构:反应器包括反应器本体,反应器本体包括内层、外层,可将熔盐夹套设置在内层、外层之间,对内层进行加热,内层内为反应室,此时,可将温度传感器设置在内层、外层之间,也可设置多个温度传感器,便于保持内层温度均匀。反应器设置熔盐夹套为现有技术,在此不再赘述。

所述反应器外部还设有熔盐储罐,所述熔盐储罐的熔盐出口与所述反应器夹套的熔盐入口通过第一连接管连通,所述第一连接管上设有流量控制电磁阀及熔盐泵,所述反应器夹套的熔盐出口通过第二连接管与熔盐储罐的熔盐入口连通;上述熔盐储罐可连接加热装置对熔盐加热,熔盐通过加热装置加热为现有技术,在此不再赘述,优选的,所述熔盐储罐可为恒温熔盐储罐,恒温熔盐罐可设置保温材料,对熔盐保温,通过控制器控制加热装置加热,保持熔盐恒温,恒温熔盐罐为现有技术,在此不再赘述。

所述反应器外部还设有第一控制器,所述第一控制器与所述温度传感器、流量控制电磁阀电、熔盐泵连接;

如图3所示,所述第一控制器通过电源电路与电源连接,所述电源电路包括:

场效应晶体管1,所述电源与场效应晶体管1的漏极连接;

第二可调电阻2,所述第二可调电阻2第一端与场效应晶体管1的源极连接,所述第二可调电阻2第二端与场效应晶体管1的栅极连接;

第二电容c2,所述第二电容c2一端与第二可调电阻2的第二端连接;

第一双极结型晶体管3,所述第一双极结型晶体管3的集电极与第二可调电阻的第二端连接;

第一热敏电阻,所述第一热敏电阻第一端与第二电容c2另一端连接,所述第一热敏电阻第二端与第一双极结型晶体管3发射极连接;

第一可调电阻5,所述第一可调电阻5第一端与第一热敏电阻第一端连接,所述第一可调电阻5第二端与第一双极结型晶体管3基极连接,所述第一可调电阻5的第一端还接地;

第一电容c1,所述第一电容c1一端与第一双极结型晶体管3的基极连接;

第二双极结型晶体管6,所述第二双极结型晶体管6基极与第一双极结型晶体管3的集电极以及第二可调电阻2的第二端连接,所述第二双极结型晶体管6的发射极与第一电容c1另一端连接,所述第二双极结型晶体管6集电极与场效应晶体管1漏极连接,所述第二双极结型晶体管6发射极与第一控制器连接;

所述温度传感器连接有温度调理电路,所述温度传感器包括:第二热敏电阻7,所述第二热敏电阻7一端接地,所述第二热敏电阻7另一端与第四电阻r4第一端连接,所述第四电阻r4第二端与第二电阻r2一端连接,所述第二电阻r2另一端连接电源;

所述温度调理电路包括:

第一电阻、第二运算放大器9、第三电阻r3,所述第一电阻一端与电源连接,所述第一电阻另一端与第二运算放大器9的同相输入端连接,所述第二运算放大器9的反相输入端与第三电阻r3的一端连接,所述第三电阻r3的另一端与第四电阻r4第二端连接;

所述第六电阻r6一端与第二运算放大器9同相输入端连接,所述第六电阻r6另一端与第二运算放大器9输出端连接;

第一运算放大器8,所述第二运算放大器9的输出端通过第八电阻r8与第一运算放大器8的反相输入端连接;

第七电阻r7,所述第七电阻r7一端与第一运算放大器8同相输入端连接,所述第七电阻r7另一端连接电源;

第四电容c4,所述第四电容c4一端与第一运算放大器8反相输入端连接,另一端与第一运算放大器8输出端连接;

第三电容c3、第九电阻r9,所述第三电容c3一端与第二运算放大器9输出端连接,所述第三电容c3另一端与第九电阻r9第一端连接,所述第九电阻r9第二端与第一运算放大器8反相输入端连接;

第五电阻r5,所述第五电阻r5一端与第九电阻r9第二端连接,所述第五电阻r5另一端与第五电容c5一端连接,所述第五电容c5另一端与第一运算放大器8的输出端连接,所述第一运算放大器8的输出端与第一控制器连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为:上述温度传感器用于检测反应器内温度值信息,并将温度值信息传输给控制器,第一控制器根据所述温度值信息来控制流量控制阀工作,调节熔盐流量,便于将反应器内温度控制在预设范围内。上述电源电路耐高温性能好,稳定性好,且通过第一热敏电阻可实现对电源电路的温度补偿,实现自动稳压;上述温度调理电路中第二运算放大器9、第一电阻r1、第三电阻r3以及第六电阻r6构成放大电路,用于对生成的温度传感器采集的信号进行放大处理,第一运算放大器8、第五电阻r5、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5以及构成补偿电路,用于对生成的温度传感器采集的信号进行补偿处理,从而使得温度检测准确。

在一个实施例中,所述步骤s5中反应产物的预处理包括:通过预冷凝器进行预冷凝,以及预冷凝后通过切换冷凝器进行冷凝,所述预冷凝器连接有第一粗酐罐,所述切换冷凝器连接有尾气处理装置以及第二粗酐罐;

如图4所示,所述尾气处理装置包括:

余热利用装置101,所述余热利用装置101的气体入口与切换冷凝器的气体出口连通;如通过连接气管连通,余热利用装置101可采用现有尾气的余热利用装置101,如通过热交换器进行换热;

催化反应器102,所述催化反应器102的气体入口与余热利用装置101的气体出口连通;如通过连接气管连通,催化反应器102采用现有用于尾气处理的催化反应器102。

洗涤装置103,所述洗涤装置103包括:

箱体1031,所述箱体1031的气体入口与催化反应器102的气体出口连通;

压缩空气管1032、水管1034,所述压缩空气管1032和水管1034均贯穿箱体1031一侧(如有此)后伸入箱体1031内,且水管1034位于压缩空气管1032下方;

可伸缩软管1033,所述压缩空气管1032和水管1034分别通过可伸缩软管1033连接在喷头1037上;可伸缩软管的长度可根据需要设置;

第一电磁阀,所述第一电磁阀连接在水管1034上;

第二电磁阀,所述第二电磁阀连接在压缩空气管1032上;

滑轨1035,所述滑轨1035设置在箱体1031内顶部,所述滑轨1035水平设置、且滑轨1035两端分别与箱体1031左右两侧内壁连接;

滑块1036,所述滑块1036滑动连接在滑轨1035上;

喷头1037,所述喷头1037连接在滑块1036下端;

固定座1038,所述箱体1031左侧外壁固定连接有固定座1038;

斜撑1039,所述固定座1038下端与箱体1031左侧外壁之间设有若干斜撑1039;固定座1038下端与箱体1031左侧外壁之间设有若干斜撑1039便于将固定座1038与箱体1031牢固连接,使得整个装置结构稳定性好。

电机10310,所述电机10310固定连接在固定座1038顶部,所述电机10310的输出轴沿平行于箱体1031前后方向水平设置;

转盘10311,所述转盘10311固定连接在电机10310输出轴上;优选的,电机10310的输出轴朝向箱体1031前方水平设置;

第一连接杆10312,所述第一连接杆10312一端固定连接在转盘10311表面;

第二连接杆10313,所述第二连接杆10313一端与第一连接杆10312另一端铰接,所述第二连接杆10313另一端与滑块1036铰接;

液位传感器,所述液位传感器设置箱体1031内壁;

排水管10316,所述箱体1031底部设有排水管10316,所述排水管10316上设有第三电磁阀;

所述箱体1031外还设有储水箱10315、压缩空气储罐10314、第二控制器,所述储水箱10315与水管1034远离喷头1037的一端连接,所述压缩空气储罐10314与压缩空气管远离喷头1037的一端连接,所述第二控制器分别与所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、电机10310、液位传感器电连接。储水箱10315、压缩空气储罐10314、第二控制器可与箱体外壁固定连接,也可设置在箱体外部其它部分,如可在整个尾气处理装置的箱体外安装空间设置,可设置箱体所在处附近底面。

上述技术方案的工作原理和有益效果为:储水箱10315中用于储存反应液,所述反应液为可与尾气反应的液体(如碱液等);喷头1037通过可伸缩软管1033、水管1034与储水箱10315连接,喷头1037通过可伸缩软管、压缩空气管1032与压缩空气储罐10314连接,第二控制器控制第一电磁阀、第二电磁阀工作将输送反应液的水管1034和输送压缩空气的压缩空气管1032同时连接到喷头1037上,制造出水雾喷出,向内箱体1031内均匀喷洒反应液,便于反应液与尾气充分反应;液位传感器用于采集箱体1031内液位值信息,并将采集的液位值信息传输给第二控制器,第二控制器设有液位标准值,当液位传感器采集到的液位值达到液位标准值时,第二控制器控制第三电磁阀工作将箱体1031内液体排出,优选的,第二控制器可连接报警器,当液位传感器采集到的液位值达到液位标准值可进行报警提醒操作人员。

电机10310的输出轴上固定连接有转盘10311,转盘10311起到连接和传递动力的作用,电机10310旋转带动转盘10311转动,转盘10311的表面固定连接第一连接杆10312,第一连接杆10312起到连接第二连接杆10313并把动力传递到第二连接杆10313的作用,第一杆连接杆远离转盘10311的一端铰接有第二连接杆10313,第二杆连接杆远离第一连接杆10312的一端与滑块1036铰接,可以使滑块1036在滑轨1035上左右移动,便于喷头1037左右移动喷洒反应液,便于充分反应。

在一个实施例中,在步骤s3中,为提高反应产物的纯度,同时不浪费原料,需要通过计算智能控制所需萘的含量,在计算过程中将所述反应分为五个阶段,其中所述五个阶段分别为加速反应阶段、强反应阶段、过渡阶段、减速反应阶段和低速反应阶段e;

根据所述五个反应阶段构建数学模型(1)

其中,m为所需萘的含量的值,vf为加速反应时萘的计算速度,tf为加速反应阶段的耗时,ts强反应阶段的耗时,vt为过渡阶段的萘的消耗速度,tt为过渡阶段的反应耗时,vl为减速阶段萘的消耗速度,tl为减速反应耗时,δm为低速反应时所需的萘的含量;

利用公式(1)可以有效的消除由人工主动控制萘的量时产生的随机性、不确定性,更好的兼顾了提高反应产物的纯度,同时不浪费原料。

其中,在计算vf时,进行样本点的采集,获取连续n段单位时间内反应时所消耗的萘的含量,n一般取5,并利用公式(2)计算这n段单位时间内萘的消耗速度vf;

vf为第f段时间的萘的消耗速度,f=1、2、3……n,yi为第i段时间内所消耗的萘的含量,i=1、2、3……n;

在公式(2)中,利用了连续的单位时间内的萘的含量的滑动值,并利用最小二乘法,确定了vf的值,使得所述vf的值为实时数据计算得到,具有时效性,且通过最下二乘法,寻找到内在联系,使得到的值的误差最小。

利用公式(3)对计算所得到的萘的消耗速度vf,进行异常值排除;

0.15*σ+μ≤vf≤3.09*σ+μ(3)

其中,σ为计算得到的n次的萘的消耗速度vf的方差,μ为计算得到的n次的萘的消耗速度vf的均值,对于满足公式(3)的萘的消耗速度vf保留,不满足公式(3)的vf进行剔除;

进行数据剔除后的vf的值,不会出现因为者环境因素造成的值过大或过小的情况,同时也避免了取值出现了误差而导致的值具有不可信,保证萘的消耗速度的值更叫有效。

将保留下来的vf带入公式(4)进行数值均衡;

k为经过公式(3)的剔除后,还剩余k个vf,vi为剩余的k个vf的第i个值,i=1、2、3……k;

利用公式(4),将波动较大的vf的值,转变为波动较小的一个均值,从而使得所述计算结果更稳定。

最后,利用公式(5)得到vt、vl、δm;

其中,为通过对大量历史数据进行统计获取,

利用公式(5),能够得到公式(1)所需的vt、vl、δm的值,从而使得通过公式(1)能准确的得出所需萘的含量。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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