反应釜系统单元操作实训指导书

1、 典型过程装备成套技术综合实训系统操作指导书间歇式反应釜系统单元实训系统实训操作指导书杭州言实科技有限公司2010.10目 录 第一部分 反应釜综合实训系统一、前言职业教育的根本是培养有较强实际动手能力和职业精神的技能型人才，而实训设备是培养这种能力的关键环节。传统的实验设备更多是验证实验原理，缺乏对学生实际动手能力的培养，更无法实现生产现场的模拟，故障的发现，分析，处理能力等综合素质的培养。为了实现职业技术人才的培养，必须建立现代化的实训基地，具有现代工厂情景的实训设备。本间隙反应釜单元操作实训装置把化工技术、自动化技术、网络通讯技术、数据处理等最新的成果揉合在了一起，实现了工厂模拟现场化、

2、故障模拟、故障报警、网络采集、网络控制等培训任务。按照“工学结合、校企合作”的人才培养模式，以典型的化工生产过程为载体，以液液传质分离任务为导向，以岗位操作技能为目标，真正做到学中做、做中学，形成“教、学、做、训、考”一体化的教学模式。以任务驱动、项目导向、学做合一的教学方法构建课程体系，开发设计间隙反应釜操作技能训练装置。本间隙反应釜实训装置具有以下特点：课程体系模块化；实训内容任务化；技能操作岗位化；安全操作规范化；考核方案标准化；职业素养文明化。二、实训目的1) 了解反应釜各部件的作用、了解反应釜的结构和特点、了解反应釜的工作流程；2) 掌握反应釜的基本操作、调节方法、了解影响反应的主要

3、影响因素；3) 掌握反应釜常见异常现象及处理方法；4) 掌握反应釜的操作；5) 能正确使用设备、仪表，及时进行设备、仪器、仪表的维护与保养；6) 学会做好开车前的准备工作；7) 正常开车，按要求操作调节到指定数值；8) 能及时掌握设备的运行情况，随时发现、正确判断、及时处理各种异常现象，特殊情况能进行紧急停车操作；9) 能掌握现代信息技术管理能力，应用计算机对现场数据进行采集、监控；10) 正确填写生产记录，及时分析各种数据；11) 正常停车；12) 了解掌握工业现场生产安全知识。三、实训原理一个典型的化工生产过程大致由三个组成部分，即原料的预处理、化学反应和产物的分离，其中化学反应是化工生产

4、过程的核心，而用来进行化学反应的化学反应器，则是化工生产装置中的关键设备。石油化工、有机化工、精细化工、高分子化工等行业的生产涉及的化学产品种类繁多，而每一种产品都有各自的反应过程及反应设备。化学反应器的分类方法很多，按结构原理可分为管式反应器、釜式反应器、塔式反应器、固定床式反应器、流化床式反应器等；按操作方式可分为间隙式、连续式和半连续式。对化工生产而言，能对化学反应器进行熟练操作具有重要意义。反间歇反应在助剂、制药、染料等行业的生产过程中很常见。釜式反应器也称为槽式反应器或锅炉反应器，在化工生产中具有较大的灵活性，能进行多品种的生产，它既实用于间歇操作过程，又和单釜或多釜串联用于连续操作

5、过程。釜式反应器具有适用温度和压力范围宽，操作弹性大，连续操作时温度、浓度易控制，产品质量均一等特点。四、反应釜实训装置介绍（一）装置介绍反应釜广泛应用于带压反应，就压力来分有低压反应釜、中压反应釜和高压反应釜。本实验系统采用反应釜为30L工业标准中试反应釜，结构紧凑。釜体与釜盖间采用开放式发兰连接结构，可打开釜盖。实训装置分为反应釜实训对象，现场电力控制柜，上位机监控计算机，监控数据采集软件等几部分。反应釜实训对象原料罐、3路进料系统、高位混合罐、中和反应釜、精馏反应釜、一级冷凝器、二级冷凝器、产品冷凝器、冷却水系统、产品罐、现场显示变送仪表等组成。（二）工艺流程 杭州言实科技有限公司 TE

6、L第 4 页 共 20 页图1 反应釜实训流程图 典型流程工业生产过程自动化控制综合实训系统操作指导书（三）反应釜对象配置单序号符号名称1V101中和釜成品罐2V1021#原料罐3V103反应釜成品罐4V1042#原料罐5V1053#原料罐6V106导热油储罐/事故泵7V107原料罐（1）高位槽8V108原料罐（2）高位槽9V109水箱10D101反应釜11D102中和釜12E101反应釜出料口冷凝器13E102中和釜出料口冷凝器14E103中和釜竖式一级冷凝器15E104中和釜竖式二级冷凝器16E105反应釜内胆冷却盘管18T101中和釜填料塔节19P1011#

7、原料液泵20P1022#原料液泵21P1033#原料液泵22P1041#冷凝水泵23P1052#冷凝水泵24P106导热油泵25P107中和釜搅拌电机26P108反应釜搅拌电机27VA101铜球阀28VA102法兰高温球阀29VA103铜球阀30VA104放空阀31VA105法兰高温球阀32VA106闸阀33VA107闸阀34VA108闸阀35VA109法兰高温球阀36VA110放空阀37VA111法兰高温球阀38VA112法兰高温球阀39VA113法兰高温球阀40VA114法兰高温球阀41VA115法兰高温球阀42VA116法兰高温球阀43VA117法兰高温球阀44VA118电动调节阀45V

8、A201铜球阀46VA202法兰高温球阀47VA203铜球阀48VA204放空阀49VA205法兰高温球阀50VA206闸阀51VA207闸阀52VA208闸阀53VA209法兰高温球阀54VA210放空阀55VA211法兰高温球阀56VA212法兰高温球阀57VA213法兰高温球阀58VA214法兰高温球阀59VA215法兰高温球阀60VA216法兰高温球阀61VA217电动调节阀62VA301法兰高温球阀63VA302法兰高温球阀64VA303铜球阀65VA304放空阀66VA305法兰高温球阀67VA306法兰高温球阀68VA307法兰截止阀69VA308法兰高温球阀70VA309法兰截

9、止阀71VA310法兰高温球阀72VA311法兰高温球阀73VA312法兰高温球阀74VA313法兰高温球阀75VA314法兰截止阀76VA315法兰高温球阀77VA316活接铜球阀78VA317放空阀79VA318活接铜球阀80VA319放空阀81VA320法兰高温球阀82VA321法兰高温球阀83VA322法兰高温球阀84VA323法兰高温球阀85VA324活接铜球阀86VA325法兰球阀87VA326电动调节阀88VA327电磁阀89VA401法兰高温球阀90VA402法兰高温球阀91VA403法兰高温球阀92VA404放空阀93VA405法兰高温球阀94VA406法兰高温球阀95VA4

10、07法兰高温球阀96VA408放空阀97VA409加料斗98VA410法兰高温球阀99VA411法兰高温球阀100VA412法兰高温球阀101VA413法兰高温球阀102VA414法兰高温球阀103VA415排污阀104VA416法兰高温球阀105VA417电动调节阀106VA418放空阀107VA501闸阀108VA502铜球阀109VA503活接铜球阀110VA504活接铜球阀111VA505放空阀112VA506活接铜球阀113VA507活接铜球阀114VA508活接铜球阀115VA509活接铜球阀116VA510放空阀117VA511活接铜球阀118VA512活接铜球阀119VA513

11、放空阀120VA514闸阀121VA515闸阀122VA516铜球阀123VA517闸阀124VA601丝口高温球阀125VA602法兰高温球阀126VA603法兰高温球阀127VA604法兰高温球阀128VA605丝口高温球阀129VA606丝口高温球阀130VA701不锈钢针形阀131VA702不锈钢针形阀132VA703不锈钢针形阀133VA704不锈钢针形阀134VA705法兰截止阀135VA706法兰截止阀136VA707不锈钢针形阀137VA708不锈钢针形阀138VA709不锈钢针形阀139VA710法兰截止阀140VA711法兰截止阀141VA712电磁阀142VA801活接铜

12、球阀143VA802活接铜球阀144VA803活接铜球阀145VA804活接铜球阀146VA805活接铜球阀147VA806活接铜球阀148VA807活接铜球阀（四）装置仪表及控制系统一览表序号位号仪表用途仪表位置规格执行器1LI101反应釜1#原料罐液位现场法兰液位计,5002LI102反应釜2#原料罐液位现场法兰液位计,5003LI1033#原料罐液位现场法兰液位计,3504LI105中和釜成品罐液位现场法兰液位计,2005LI106反应釜成品罐液位现场法兰液位计,2006LI107原料罐（1）高位槽现场法兰液位计,4507LI108原料罐（2）高位槽现场法兰液位计,4508TI101中和

13、搅拌釜内胆温度现场热电阻,铜-康铜 9TI102中和搅拌釜夹套温度现场热电阻,PT100,WPZ-27010TIC101中和搅拌釜温度显示集中热电阻+智能仪表11TI201反应釜内胆温度现场热电阻,铜-康铜12TIC201反应釜温度显示集中热电阻+智能仪表13TI202反应釜夹套温度现场热电阻,PT100,WPZ-27014MI101中和搅拌釜电机现场减速电机，BLDO-1715MIC101中和搅拌釜电机显示集中电机+智能仪表16MI201反应釜电机现场减速电机，BLDO-1717MIC201反应釜电机显示集中电机+智能仪表18FI1011#泵进料流量显示现场涡轮流量计19FI1022#泵进料

14、流量显示现场涡轮流量计20FI1033#泵进料流量显示现场玻璃转子流量计LZB-6,4-40L/H21PI101中和搅拌釜压力显示现场电接点压力表,0-0.6MPa22PI201反应釜压力显示现场电接点压力表,0-0.6MPa23PI102原料罐（1）高位槽液位变送现场压力传感器,0-10KPa24PI202原料罐（2）高位槽液位变送现场压力传感器,0-10KPa（五）设备能耗一览表序号设备名称供电电压额定功率1进料泵1三相380V0.37KW2进料泵2三相380V0.37KW3进料泵3三相380V0.37KW4冷凝泵1三相380V0.37KW5冷凝泵2三相380V0.37KW61#釜搅拌电机

15、三相380V0.75KW72#釜搅拌电机三相380V0.75KW8导热油泵三相380V1.5KW91#釜加热管功率星型220V6KW102#釜加热管功率星型220V6KW11大循环导热油加热管功率星型220V12KW总 计30KW五、实训步骤（肥皂的制作）(一) 开机准备1) 检查公用工程水电是否处于正常供应状态（水压、水位是否正常、电压、指示灯是否正常）；2) 检查原料罐V102、原料罐V103、原料罐V104物料液位多少，若没达到2/3的位置，打开相应罐体加料漏斗阀门，第一次做实验家自来水，打开自来水阀门，往原料罐加入原料，直至罐体2/3处时关闭自来水阀门，关闭加料漏斗阀门；3) 检查总电

16、源的电压情况是否良好，不存在欠压缺相状态。(二) 正常开机1、开启电源1）在现场控制柜上，开启总电源空气开关，此时总电源指示灯亮，三相电源指示电压均为为380V，若出现电压欠压或缺相等现象应及时按序检查电压表接线是否接触不良，总电源插座是否插好，电源接线与现场控制柜电源接线端子是否良好固定连接；2）开启仪表电源转换开关，此时仪表电源指示灯亮，且现场各仪表及电动调节阀处于通电显示状态。2、开启计算机及控制柜电源，启动监控软件1）打开现场控制柜空气开关，接通控制系统和计算机电源，启动计算机；2）在桌面上点击“反应釜干燥实训软件”，进入MCGS组态环境，如图4所示：图4 MCGS组态软件组态环境3）

17、点击菜单“文件进入运行环境”或按“F5”进入运行环境，如图5所示，输入班级、姓名、学号后，按“确认”，进入图6，点击“反应釜实训系统”进入实训软件界面，如图7所示，监控软件就启动起来了。图5 监控软件登陆界面 图4 监控软件实训项目选择界面图7 反应釜单元操作实训软件界面4）图7中，PV表示实际测量值、SV表示设定值、OP控制设置”将打开控制界面，如图8所示，可对控制的PID参数进行设置，一般不设置。图8 1#釜夹套温度控制窗口图中，PV代表测量值，SV代表设定值，OP代表控制输出值,P、I、D分别为PID控制参数的P、I、D参数。点击“自动”按钮可切换控制方式为手动3、原料1和原料2混合操作

18、1）打开原料罐1的自来水进口阀门，给1#原料罐加入自来水到液位计的2/3位置。在上位机控制中由于1#、2#高位槽、反应釜、中和釜液位上靠位差控制液位是正作用控制，所以在控制设置时应注意液位设定值应在液位最大值，此时电磁阀均处于闭合状态，只有当设定值小于实际液位时电磁阀才处于开启状态。2）检查进料1：1#高位罐回路各阀门的开关状态：打开阀VA101、VA102、VA104、VA105、VA107 、VA108 、VA109、VA110，VA111、VA113、VA114、VA116、VA312、VA313、VA314、VA315；关闭阀VA106、VA112、VA216、VA311、VA310。

19、3）在现场电力控制柜中按下“1#进料泵电源”启动按钮，启动1#进料泵，通过调节阀VA105，调节流量大小，一般调节到200l/h的流量，往1#高位槽里加入原料1。当原料1到高位混合罐的55cm处时，按下“1#进料泵电源”停止按钮，停止1#进料泵；4）打开原料罐2的自来水进口阀门，给2#原料罐加入自来水到液位计的2/3位置。5）检查进料2：2#高位罐回路各阀门的开关状态：打开阀VA201、VA202、VA204、VA205、VA207 、VA208 、VA209、VA210，VA211、VA213、VA214、VA216、；关闭阀VA106、VA112、VA216。6）在现场电力控制柜中按下“2

20、#进料泵电源”启动按钮，启动1#进料泵，通过调节阀VA205，调节流量大小，一般调节到200l/h的流量，往2#高位槽里加入原料2。当原料1到高位混合罐的55cm处时，按下“2#进料泵电源”停止按钮，停止2#进料泵；4、往反应釜R101里加入清水1）在上位机设定1#高位罐液位为“原液位-20cm”，让清水原料自重下进入反应釜R101中，高位罐每下降10cm为10L，20cm为20L；5、往反应釜R102里加入清水1）在上位机设定2#高位罐液位为“35cm”，让清水原料自重下进入反应釜R101中，高位罐每下降10cm为10L，20cm为20L；6、开启釜加热1）检查导釜里导热油的高度，导热油液位

21、为膨胀槽管道视镜可视的最低的位置，关闭阀VA416、VA406；2）1#釜加热操作：在现场电力控制柜上启动“1#釜加热电源”启动按钮，对1#釜夹套内导热油进行加热，在上位机双釜控制界面中的“1#釜内胆温度手自动控制”标签上，设置内胆温度设定为90。注意：若需加热更高的温度，每次提高的温度不超过5，且加热时间不少于20分钟。每提高5，加热20分钟，这样逐渐逐渐的加热，直到需要的温度，若温度跨度过大，若导热油中含有部分水分容易造成加热釜内压力过大，喷油事故；主控副控控加热管夹套温度内胆温度设定值干扰干扰-+温度传感器温度传感器图9 导热油温度控制结构图7、1#釜搅拌电机的开启1）在现场电力控制柜上

22、按下“1#搅拌电机电源”启动按钮，启动1#搅拌电机，将现场电力控制柜上的“1#釜电机变频器手自动控制”转换开关，将控制方式设为“自动”，在上位机双釜控制界面中设定搅拌电机转速为20r.p.m（或需要设定的转速）；8、精馏釜内胆温度冷却控制1）若2#釜内温度过高，则需开启冷凝泵对1#釜内胆物料进行冷却；2）检查各阀门：打开阀门VA514、VA516；调整阀门VA515开度为一半；3）在现场电力控制柜上按下“1#冷凝水泵电源”启动按钮，启动1#冷凝泵，将控制方式设为“自动”。通过在上位机中设定冷凝水流量设定值可以调节冷凝水的流量；2、卸料1）当物料反应好后，停止加热。2）检查阀门：关闭阀VA129

23、、VA130、VA126、VA118、VA131，打开阀VA127、VA128、VA117、VA116、VA115、VA511、VA503；3）在现场电力控制柜上，在打开相关阀门后按下“2#冷凝水泵电源”启动按钮，开启2#冷凝水泵。4）打开阀门VA323 、VA322、VA321，在上位机双釜控制界面中的“1#釜液位控制”标签中的液位设定值设定为0cm，控制VA327电磁阀开关，将1#釜内产品全部卸入1#产品储罐。5）打开阀门VA314 、VA313、VA326、VA312、VA315，关闭阀VA310、VA801，在上位机双釜控制界面中的“2#釜液位控制”标签中的液位设定值设定为0cm，控制

24、VA326电动调节阀开度，将2#釜内产品卸入2#产品储罐；(三) 正常关机1、停止1#釜和2#釜加热：1）在上位机监控软件上双釜控制界面上的 “1#釜内胆温度手自动控制”标签上的设定值SV设置为0；2）在现场电力控制柜上按下“1#釜加热管电源”停止按钮，停止导热油加热；3）在上位机双釜控制界面上的 “2#釜内胆温度手自动控制”标签上的设定值设置为0；4）在现场电力控制柜上按下“2#釜加热管电源”停止按钮，停止导热油加热。2、停止1#釜和2#釜搅拌电机电源1）在上位机双釜控制界面上的 “1#釜搅拌机转速手自动控制”标签上的设定值设置为0 p.r.m2）在现场电力控制柜上按下“1#釜搅拌电机电源”

25、停止按钮，停止1#釜搅拌电机电源；3）在上位机双釜控制界面上的 “2#釜搅拌机转速手自动控制”标签上的设定值设置为0 p.r.m；4）在现场电力控制柜上按下“2#釜搅拌电机电源”停止按钮，停止2#釜搅拌电机电源。3、停止1#冷凝水泵1）在上位机双釜控制界面上的 “1#釜内胆冷凝水流量控制”标签上设定值设置为0立方米/每小时；2）在现场电力控制柜上按下“1#冷凝水泵电源”停止按钮，停止1#冷凝水泵。4、停止2#冷凝水泵在现场电力控制柜上按下“2#冷凝水泵电源”停止按钮，停止2#冷凝水泵。5、仪表电源关闭：在现场电力控制柜上，关闭仪表电源开关。6、控制柜总电源关闭：关闭总电源空气开关，关闭整个设备

26、电源。注意：在加热的过程中，阀VA405、VA411必须一直处于关闭状态，否则夹套内的导热油会流回导热油储罐，导致釜夹套内没有导热油而形成干烧；阀VA407、VA408、必须一直处于开启状态，让膨胀的导热油进入膨胀槽内。（四）实验过程出现问题及处理方法在实验过程中常常会遇到这种情况由于管路复杂繁琐，某些回路的阀门该开的没开，该关的没关，这就需要我们在实验过程中多注意，在每次做实验前就事先一定要检查好做实验的管路阀门，以避免出现一些安全隐患，得不到我们需要的实验流程和结果。1、导热油加热速度过快，内胆温度来不及及时上升，夹套导热油温度过高，导热油中的水分由于温度过高气化闪蒸，造成夹套导热油在加热

27、过程中产生异响，夹套压力过大。操作处理：可以改为手动加热，通过缓慢给定加热管加热电压，控制导热油的加热速度。2、反应釜内有杂音：1）可能原因搅拌器摩擦釜内附件，如蛇管，温度计管或挂壁2）搅拌器松脱 3）衬里鼓包与搅拌器撞击 4）搅拌器弯曲或轴承损害。解决办法：1）反应釜停机修正，式搅拌器与附件有一定的间距。2）停机检查，紧固螺栓 3）修鼓出来的部分或更换4）检修或更换反应釜搅拌支架轴承。3反应釜工作仪表不正常反应釜的工作仪表产生超温、超压现象：1）仪表失灵，控制不严格，方法：检查修复控制装置，严格执行操作规程，同时停止其他操作。2）操作不当如原料配比不当；产生剧烈反应。方法：根据操作方法采取紧急关押严格按照使用说明书操作。3）因传热或搅拌器性能不佳，产生副反应。方