基于安全聯鎖系統的石化工藝過程參數測定實驗裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于安全聯鎖系統的石化工藝過程參數測定實驗裝置，包括篩板精餾塔裝置、填料吸收塔裝置、通用閥門性能試驗裝置以及控制上述裝置運行的測控系統，篩板精餾塔裝置包括篩板精餾塔、加料系統、回流系統、塔底蒸汽發生系統、產品出口管和殘液出口管，填料吸收塔裝置包括填料吸收塔、混合氣供應系統、供水系統和氨氣吸收裝置，通用閥門性能試驗裝置包括供氣系統、供液系統以及閥門試驗臺，閥門試驗臺的前端分別與所述的供氣系統和供液系統連接。本發明集成了篩板精餾塔的回流比實驗、填料吸收塔的液泛實驗和通用閥門性能測試實驗，由實驗得到的數據為相關成套塔設備的設計和閥門性能研究提供指導，整套裝置集成化程度高，結構緊湊。
【專利說明】基于安全聯鎖系統的石化工藝過程參數測定實驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于安全聯鎖系統的石化工藝過程參數測定實驗裝置。
【背景技術】
[0002]回流比、液泛點以及閥門流量系數等是石化工藝過程中的重要參數，相關參數的選取及控制是相應工藝工程能否正常運行的關鍵。
[0003]回流比是精餾塔設計和操作的重要參數，回流比的大小不僅影響所需的理論塔板數、塔徑、塔板的結構尺寸，還影響加熱蒸汽和冷卻水的消耗量。回流比的選取范圍是在最小回流比I？-至無窮大之間。若選取的回流比太小，則所需的理論塔板數多，設備投資費用大。若選取的回流比太大，不僅使加熱蒸汽及冷卻水的消耗量增大，操作費增大，還可能影響塔徑，使設備投資費用增大。同時，太大的回流比使塔在操作時改變回流比、調節塔的分離能力的作用也大大減小。因此，無論從經濟上考慮，還是從操作上考慮，在精餾塔的設計或操作時都應選取較為適宜的回流比。
[0004]液泛點被認為是填料塔操作工況的極限。填料塔的最大通量等于開始液泛時的負荷。填料塔發生液泛后，會導致壓力降和持液量的快速增加和工作效率的急劇減小，這將會使得裝置變得無法操作。因此，理想的狀態是使填料塔工作在盡可能靠近液泛點的位置，但又不會達到液泛，以避免不穩定情況的發生。研究液泛現象發生的機理和影響因素，準確預計液泛起始點，對保證系統和設備的安全，以及改善和提高設備的工作性能都具有重要意義。
[0005]工業用閥門，如截止閥、球閥、閘閥、蝶閥等，必須在一定的壓力、流量下正常工作。其性能的好壞直接影響到生產過程中閥門上、下游甚至整個管網的運行狀況。在實際生產中，閥門的密封能力是衡量其是否可用、耐用的重要標志。通過閥門試驗，檢測其泄漏率是否在允許范圍內，從而判斷閥門密封是否合格。閥門的流量、流阻是閥門在不同開度下的介質流通量和介質經過閥門后的壓力損失。作為截斷裝置使用的閥門，通過流量試驗可以找出影響閥門流量流阻系數的各種因素，對改進閥門結構、降低閥門流體阻力有指導作用；作為調節流量或壓力的閥門，通過測定閥門不同開度下的流量系數，通過試驗和改進，以提高閥門的調節性能。
[0006]因此，準確測定石化成套設備相關工藝參數已成為當務之急，然而，與其配套的成套實驗設備尚待發展。
【發明內容】
[0007]為了克服現有實驗用石化工藝流程裝置存在的上述缺點，本發明提供一種基于安全聯鎖系統的石化工藝過程參數測定實驗裝置。
[0008]本發明采用的技術方案是:
[0009]基于安全聯鎖系統的石化工藝過程參數測定實驗裝置，其特征在于:包括篩板精餾塔裝置、填料吸收塔裝置、通用閥門性能試驗裝置以及控制上述裝置運行的測控系統，
[0010]所述的篩板精餾塔裝置包括篩板精餾塔、加料系統、回流系統、塔底蒸汽發生系統、產品出口管和殘液出口管，所述的篩板精餾塔的內部設置有降液管和若干塊塔板，底部設有所述的殘液出口管；所述的加料系統包括高位貯液槽，所述的高位貯液槽通過第一流量調節閥和第一渦輪流量計與所述的篩板精餾塔的進料口連接；所述的回流系統包括冷凝器，所述的冷凝器的蒸汽入口端通過管道與所述的篩板精餾塔的頂部連接，所述的冷凝器的出口管路上設有三通，三通的一支管通過第二渦輪流量計與篩板精餾塔連接，三通的另一支管與所述的產品出口管連接，所述的冷凝器的進水口通過第二流量調節閥和第三渦輪流量計與第一水泵連接，所述的第一水泵通過第一管道過濾器與涼水塔連接，所述的涼水塔通過管道與所述的冷凝器的出水口連接；所述的塔底蒸汽發生系統包括再沸器，所述的再沸器的入口端通過三通與篩板精餾塔的底部連接，三通的另一支管與所述的殘液出口管連接，所述的再沸器的出口端通過第三流量調節閥和第四渦輪流量計與篩板精餾塔連接；所述的產品出口管上設有第四流量調節閥和第五渦輪流量計，所述的殘液出口管上設有第五流量調節閥和第六渦輪流量計；
[0011]所述的填料吸收塔裝置包括填料吸收塔、混合氣供應系統、供水系統和氨氣吸收裝置，所述的填料吸收塔的內部上方設置有液體分布器；所述的填料吸收塔的進氣端設置有所述的混合氣供應系統，所述的混合氣供應系統在填料吸收塔的進氣管路的前端設有三通，三通的一支管通過第六流量調節閥和第七渦輪流量計與羅茨鼓風機連接，另一支管通過第七流量調節閥和第八渦輪流量計與裝有氨蒸汽的氣瓶連接；所述的供水系統包括第二水泵，所述的第二水泵的進水口通過第八流量調節閥和第二管道過濾器與吸收液儲槽連接，所述的吸收液儲槽通過第九流量調節閥與填料吸收塔的底部連接，所述的第二水泵的出水管路上設有三通，三通一支管通過管路與所述的吸收液儲槽連接，另一支管通過第十流量調節閥和第九渦輪流量計與所述的液體分布器連接；所述的氨氣吸收裝置包括氨氣吸收槽，所述的氨氣吸收槽通過管道與所述的填料吸收塔的頂部連接；
[0012]所述的通用閥門性能試驗裝置包括供氣系統、供液系統以及閥門試驗臺，所述的閥門試驗臺的前端設有三通，三通的兩支管分別與所述的供氣系統和供液系統連接；所述的供氣系統包括空氣壓縮機，所述的空氣壓縮機通過管道與緩沖罐的入口端連接，所述的緩沖罐的出口端通過第十一流量調節閥和第十渦輪流量計與三通連接，三通的一支管通過第十二流量調節閥和第十一渦輪流量計與所述的篩板精餾塔的備用口連接，三通的另一支管與所述的閥門試驗臺的前端的三通支管連接；所述的供液系統包括第三水泵，所述的第三水泵的進水口通過管道和第三管道過濾器與第一水槽連接，所述的第三水泵的出口管路上設有三通，三通的一支管與第一水槽連接，另一支管通過第十三流量調節閥和第十二渦輪流量計與所述的閥門試驗臺的前端的三通支管連接；所述的閥門試驗臺包括待測閥門，所述的閥門試驗臺的前端的三通支管通過管道與待測閥門的入口端連接，所述的待測閥門的出口端設置出口總管，所述的出口總管的中部依次設有第一支管和第二支管，所述的第一支管通過管道與第二水槽連接，所述的第二支管通過管道與量杯連接，所述的出口總管的外端部與所述的填料吸收塔的備用口連接。
[0013]進一步，所述的填料吸收塔的內部填充的填料是2501型的板波紋填料。
[0014]進一步，所述的液體分布器采用蓮蓬頭噴濺式液體分布器。
[0015]進一步，所述的第三流量計上連接有一溫度控制器，所述的第五流量計上連接有第一液位計，所述的第八流量計上連接有第二液位計，所述的第九流量計上連接有第三液位計，并且所述的第三流量調節閥與所述的溫度控制器、所述的第五流量調節閥與第一液位計、所述的第八流量調節閥與第二液位計以及所述的第九流量調節閥與第三液位計三分別形成連鎖控制。
[0016]進一步，所述的降液管采用弓形或齒形堰。
[0017]進一步，所述的塔板的篩孔呈正三角形排列。
[0018]進一步，所述的篩板精餾塔的頂部設有第一安全閥；所述的填料吸收塔的頂部設有第二安全閥；所述的緩沖罐的頂部設有第三安全閥。
[0019]本發明的有益效果體現在:集成了篩板精餾塔的回流比實驗、填料吸收塔的液泛實驗以及通用閥門性能測試實驗，由實驗得到的數據為相關成套塔設備的設計和閥門性能的研究提供指導，創新性地增加了閥門性能測試平臺，整套裝置集成化程度高，結構緊湊。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明篩板精餾塔裝置結構示意圖。
[0021]圖2是本發明通用閥門性能試驗裝置結構示意圖。
[0022]圖3是本發明填料吸收塔裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]本實施例中，篩板精懼塔1的內徑為104111111，塔板數目為12塊，塔板的篩孔直徑為2臟，呈正三角形排列的篩孔的間距為8臟。填料吸收塔39內徑為210！^，內部不分段填料層的高度為加。
[0024]參照圖1至圖3，基于安全聯鎖系統的石化工藝過程參數測定實驗裝置，包括篩板精餾塔裝置、填料吸收塔裝置、通用閥門性能試驗裝置以及控制上述裝置運行的測控系統，
[0025]所述的篩板精餾塔裝置包括篩板精餾塔1、加料系統、回流系統、塔底蒸汽發生系統、產品出口管9和殘液出口管21，所述的篩板精餾塔1的內部設置有降液管和若干塊塔板，底部設有所述的殘液出口管21 ；所述的加料系統包括高位貯液槽4，所述的高位貯液槽4通過第一流量調節閥5和第一渦輪流量計6與所述的篩板精餾塔1的進料口連接；所述的回流系統包括冷凝器7，所述的冷凝器7的蒸汽入口端通過管道與所述的篩板精餾塔1的頂部連接，所述的冷凝器7的出口管路上設有三通，三通的一支管通過第二渦輪流量計8與篩板精餾塔1連接，三通的另一支管與所述的產品出口管9連接，所述的冷凝器7的進水口通過第二流量調節閥15和第三渦輪流量計16與第一水泵14連接，所述的第一水泵14通過第一管道過濾器13與涼水塔12連接，所述的涼水塔12通過管道與所述的冷凝器7的出水口連接；所述的塔底蒸汽發生系統包括再沸器17，所述的再沸器17的入口端通過三通與篩板精餾塔1的底部連接，三通的另一支管與所述的殘液出口管21連接，所述的再沸器17的出口端通過第三流量調節閥18和第四渦輪流量計19與篩板精餾塔1連接；所述的產品出口管9上設有第四流量調節閥10和第五渦輪流量計11，所述的殘液出口管21上設有第五流量調節閥22和第六渦輪流量計23 ；
[0026]所述的填料吸收塔裝置包括填料吸收塔39、混合氣供應系統、供水系統和氨氣吸收裝置，所述的填料吸收塔的內部上方設置有液體分布器57 ；所述的填料吸收塔39的進氣端設置有所述的混合氣供應系統，所述的混合氣供應系統在填料吸收塔的進氣管路的前端設有三通，三通的一支管通過第六流量調節閥45和第七渦輪流量計46與羅茨鼓風機44連接，另一支管通過第七流量調節閥42和第八渦輪流量計43與裝有氨蒸汽的氣瓶41連接；所述的供水系統包括第二水泵54，所述的第二水泵54的進水口通過第八流量調節閥52和第二管道過濾器53與吸收液儲槽50連接，所述的吸收液儲槽50通過第九流量調節閥49與填料吸收塔39的底部連接，所述的第二水泵54的出水管路上設有三通，三通一支管通過管路與所述的吸收液儲槽50連接，另一支管通過第十流量調節閥55和第九渦輪流量計56與所述的液體分布器57連接；所述的氨氣吸收裝置包括氨氣吸收槽58，所述的氨氣吸收槽58通過管道與所述的填料吸收塔39的頂部連接；
[0027]所述的通用閥門性能試驗裝置包括供氣系統、供液系統以及閥門試驗臺，所述的閥門試驗臺的前端設有三通，三通的兩支管分別與所述的供氣系統和供液系統連接；所述的供氣系統包括空氣壓縮機27，所述的空氣壓縮機27通過管道與緩沖罐28的入口端連接，所述的緩沖罐28的出口端通過第十一流量調節閥29和第十渦輪流量計30與三通連接，三通的一支管通過第十二流量調節閥25和第十一渦輪流量計26與所述的篩板精餾塔1的備用口 2連接，三通的另一支管與所述的閥門試驗臺的前端的三通支管連接；所述的供液系統包括第三水泵33，所述的第三水泵33的進水口通過管道和第三管道過濾器32與第一水槽31連接，所述的第三水泵33的出口管路上設有三通，三通的一支管與第一水槽31連接，另一支管通過第十三流量調節閥34和第十二渦輪流量計35與所述的閥門試驗臺的前端的三通支管連接；所述的閥門試驗臺包括待測閥門36，所述的閥門試驗臺的前端的三通支管通過管道與待測閥門36的入口端連接，所述的待測閥門36的出口端設置出口總管，所述的出口總管的中部依次設有第一支管和第二支管，所述的第一支管通過管道與第二水槽37連接，所述的第二支管通過管道與量杯38連接，所述的出口總管的外端部與所述的填料吸收塔39的備用口 47連接。
[0028]進一步，所述的填料吸收塔39的內部填充的填料是2501型的板波紋填料。
[0029]進一步，所述的液體分布器57采用蓮蓬頭噴濺式液體分布器。
[0030]進一步，所述的第三流量計18上連接有一溫度控制器19，所述的第五流量計22上連接有第一液位計24，所述的第八流量計52上連接有第二液位計51，所述的第九流量計49上連接有第三液位計48，并且所述的第三流量調節閥與所述的溫度控制器、所述的第五流量調節閥與第一液位計、所述的第八流量調節閥與第二液位計以及所述的第九流量調節閥與第三液位計三分別形成連鎖控制。
[0031〕 進一步，所述的降液管采用弓形或齒形堰。
[0032]進一步，所述的塔板的篩孔呈正三角形排列。
[0033]進一步，所述的篩板精餾塔1的頂部設有第一安全閥3 ；所述的填料吸收塔39的頂部設有第二安全閥40 ；所述的緩沖罐28的頂部設有第三安全閥。
[0034]本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護范圍不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發明的保護范圍也及于本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。
【權利要求】
1.基于安全聯鎖系統的石化工藝過程參數測定實驗裝置，其特征在于:包括篩板精餾塔裝置、填料吸收塔裝置、通用閥門性能試驗裝置以及控制上述裝置運行的測控系統， 所述的篩板精餾塔裝置包括篩板精餾塔、加料系統、回流系統、塔底蒸汽發生系統、產品出口管和殘液出口管，所述的篩板精餾塔的內部設置有降液管和若干塊塔板，底部設有所述的殘液出口管；所述的加料系統包括高位貯液槽，所述的高位貯液槽通過第一流量調節閥和第一渦輪流量計與所述的篩板精餾塔的進料口連接；所述的回流系統包括冷凝器，所述的冷凝器的蒸汽入口端通過管道與所述的篩板精餾塔的頂部連接，所述的冷凝器的出口管路上設有三通，三通的一支管通過第二渦輪流量計與篩板精餾塔連接，三通的另一支管與所述的產品出口管連接，所述的冷凝器的進水口通過第二流量調節閥和第三渦輪流量計與第一水泵連接，所述的第一水泵通過第一管道過濾器與涼水塔連接，所述的涼水塔通過管道與所述的冷凝器的出水口連接；所述的塔底蒸汽發生系統包括再沸器，所述的再沸器的入口端通過三通與篩板精餾塔的底部連接，三通的另一支管與所述的殘液出口管連接，所述的再沸器的出口端通過第三流量調節閥和第四渦輪流量計與篩板精餾塔連接；所述的產品出口管上設有第四流量調節閥和第五渦輪流量計，所述的殘液出口管上設有第五流量調節閥和第六渦輪流量計； 所述的填料吸收塔裝置包括填料吸收塔、混合氣供應系統、供水系統和氨氣吸收裝置，所述的填料吸收塔的內部上方設置有液體分布器；所述的填料吸收塔的進氣端設置有所述的混合氣供應系統，所述的混合氣供應系統在填料吸收塔的進氣管路的前端設有三通，三通的一支管通過第六流量調節閥和第七渦輪流量計與羅茨鼓風機連接，另一支管通過第七流量調節閥和第八渦輪流量計與裝有氨蒸汽的氣瓶連接；所述的供水系統包括第二水泵，所述的第二水泵的進水口通過第八流量調節閥和第二管道過濾器與吸收液儲槽連接，所述的吸收液儲槽通過第九流量調節閥與填料吸收塔的底部連接，所述的第二水泵的出水管路上設有三通，三通一支管通過管路與所述的吸收液儲槽連接，另一支管通過第十流量調節閥和第九渦輪流量計與所述的液體分布器連接；所述的氨氣吸收裝置包括氨氣吸收槽，所述的氨氣吸收槽通過管道與所述的填料吸收塔的頂部連接； 所述的通用閥門性能試驗裝置包括供氣系統、供液系統以及閥門試驗臺，所述的閥門試驗臺的前端設有三通，三通的兩支管分別與所述的供氣系統和供液系統連接；所述的供氣系統包括空氣壓縮機，所述的空氣壓縮機通過管道與緩沖罐的入口端連接，所述的緩沖罐的出口端通過第十一流量調節閥和第十渦輪流量計與三通連接，三通的一支管通過第十二流量調節閥和第十一渦輪流量計與所述的篩板精餾塔的備用口連接，三通的另一支管與所述的閥門試驗臺的前端的三通支管連接；所述的供液系統包括第三水泵，所述的第三水泵的進水口通過管道和第三管道過濾器與第一水槽連接，所述的第三水泵的出口管路上設有三通，三通的一支管與第一水槽連接，另一支管通過第十三流量調節閥和第十二渦輪流量計與所述的閥門試驗臺的前端的三通支管連接；所述的閥門試驗臺包括待測閥門，所述的閥門試驗臺的前端的三通支管通過管道與待測閥門的入口端連接，所述的待測閥門的出口端設置出口總管，所述的出口總管的中部依次設有第一支管和第二支管，所述的第一支管通過管道與第二水槽連接，所述的第二支管通過管道與量杯連接，所述的出口總管的外端部與所述的填料吸收塔的備用口連接。
2.如權利要求1所述的基于安全聯鎖系統的石化工藝過程參數測定實驗裝置，其特征在于:所述的填料吸收塔的內部填充的填料是2501型的板波紋填料。
3.如權利要求2所述的基于安全聯鎖系統的石化工藝過程參數測定實驗裝置，其特征在于:所述的液體分布器采用蓮蓬頭噴濺式液體分布器。
4.如權利要求3所述的基于安全聯鎖系統的石化工藝過程參數測定實驗裝置，其特征在于:所述的第三流量計上連接有一溫度控制器，所述的第五流量計上連接有第一液位計，所述的第八流量計上連接有第二液位計，所述的第九流量計上連接有第三液位計，并且所述的第三流量調節閥與所述的溫度控制器、所述的第五流量調節閥與第一液位計、所述的第八流量調節閥與第二液位計以及所述的第九流量調節閥與第三液位計三分別形成連鎖控制。
5.如權利要求4所述的基于安全聯鎖系統的石化工藝過程參數測定實驗裝置，其特征在于:所述的降液管采用弓形或齒形堰。
6.如權利要求5所述的基于安全聯鎖系統的石化工藝過程參數測定實驗裝置，其特征在于:所述的塔板的篩孔呈正三角形排列。
7.如權利要求6所述的基于安全聯鎖系統的石化工藝過程參數測定實驗裝置，其特征在于:所述的篩板精餾塔的頂部設有第一安全閥；所述的填料吸收塔的頂部設有第二安全閥；所述的緩沖罐的頂部設有第三安全閥。
【文檔編號】G01D21/02GK104359505SQ201410629793
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月11日 優先權日:2014年11月11日
【發明者】羅利佳, 顏勤偉, 包士毅, 殷乾 申請人:浙江工業大學