一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置及系统，以对苯二胺烷基化生产抗氧剂工艺为原型，包括模拟冷态开车、正常停车和常见事故处理操作模块；系统还配备有考评系统和教师站管理系统模块：模块功能通过对计算机上表观的仿真流程图画面进行操作来实现的。本发明专利技术“仿真版”安装于电脑内，不与生产装置通讯，学员可在电脑上完成抗氧剂工艺的冷态开车、正常停车和常见事故处理的训练操作；“实操版”安装于控制室电脑内，通过OPC接口技术与DCS系统相连，进而与现场装置数据通讯。本发明专利技术可以用于仿真教学，也可以应用于真实化工生产的管理操作，便于学生掌握岗位操作技能，了解真实生产情况，同时也方便组织日常培训及考核。同时也方便组织日常培训及考核。同时也方便组织日常培训及考核。

【技术实现步骤摘要】
一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置及系统


[0001]本专利技术属于化工教学设备
，具体一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置及系统。

技术介绍

[0002] N,N
’-
二仲丁基对苯二胺(别称抗氧剂4720)，英文缩写DBPD。红色至棕色液体，与烃油完全混溶，溶于稀无机酸，难溶于稀碱和水。特别适合用作裂解或热裂解法汽油(高烯烃含量汽油)添加剂，能有效阻止烯烃氧化产生凝胶，从而避免油品使用过程中在燃烧室、活塞顶、汽缸盖等部位产生积炭，用量少、抗氧化效果好，大大减少环境污染。
[0003]工业生产方法为对苯二胺还原烷基化法，该法以对苯二胺、甲基乙基酮和氢气为原料在催化剂的作用下生成N,N
’-
二仲丁基对苯二胺。该法的特点是工艺简单，催化剂稳定性强，转化率较高，但反应中气相减少，需要高压提高反应转化率。
[0004]抗氧剂4720生产过程中的高压加氢还原生产装置和流程，是国内目前尚未出现过的大型实验装置及工艺流程，高压加氢还原反应的高危性，限制了该类生产装置的培训和实习，现有化工类实习教学中的加氢装置，均是按照比例缩放的室内设备，没有真实的化工生产装备，学生只能进行单一岗位的内、外操协作，无法进行全工艺流程的操作配合，造成其技能培养单一，无法给学员化工装置的真实感，难以实现当下化工生产复合型人才的培养需求。

技术实现思路

[0005]1.所要解决的技术问题：针对上述技术问题，本方法提供一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置及系统，通过一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置以及与至匹配的仿真系统实现教学目的。
[0006]2.技术方案：一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置，其特征在于：包括依次连接的配料釜、上层过滤器、中间罐；还原反应釜、催化剂过滤器、精馏釜、冷凝器和分液罐；还包括溶剂包；所述溶剂包与催化剂过滤器实现连通；所述配料釜设置通气口与抽气装置相连；所述还原反应釜设置通气口实现与氮气装置或者氢气装置连通。
[0007]进一步地，所述配料釜、中间罐、还原反应釜、催化剂过滤器以及精馏釜中均设置搅拌装置；所述搅拌装置包括搅拌桨与控制搅拌桨转动的搅拌电机。
[0008]进一步地，所述搅拌电机位于装置的外端；所述搅拌桨固定在搅拌电机的转动轴上。
[0009]一种抗氧剂生产装置的模拟教学系统，包括一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置，还包括：建模单元，用于将一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置通过虚拟空间搭建成抗氧剂生产装置的模拟教学装置并构建教学环境。
[0010]教学单元，用于在向学生展示集知识讲解与学生操作于一体的基础预备知识以及
基于实物三维演示的实现抗氧剂工艺冷态开车、正常停车和常见事故处理操作。
[0011]人机交互单元，用于实现学生用户与教学平台之间的语音交互、视频交互、以及文字信息交互。
[0012]场景开发单元，用于将一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置中的温度、压力、流量、液位信息通过软件构建虚拟教学环境并搭建成抗氧剂生产装置的模拟教学场景。
[0013]考核单元，用于对学生用户在教学单元内所掌握的知识进行在线考核同时输出考核成绩。
[0014]中央DCS单元，用于教师用户对现场的装置进行通信相连，实现对现场的装置的显示与控制。
[0015]进一步地，所述建模单元是将抗氧剂生产装置的模拟教学装置在电脑端进行展现；所述展现方式包括：通过仿真软件实现抗氧剂工艺冷态开车、正常停车和常见事故处理操作；所述展现方式还包括：通过OPC接口技术与中央DCS单元连接，进而实现与现场的一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置进行数据通讯。
[0016]进一步地，所述教学单元至少包括基础预备知识学习模块和常见故障学习模块；所述基础预备知识学习模块内存储有整个抗氧剂生产工艺进行模拟生产操作培训基础理论与实验知识；所述常见故障学习模块内存储有溶解、反应和精馏三个工段的常见的故障以及解决故障的方法。
[0017]进一步地，所述通过仿真软件实现抗氧剂工艺冷态开车、正常停车和常见事故处理操作能够实现加速、减速、进度功能。
[0018]进一步地，所述通过OPC接口技术与中央DCS单元连接，进而实现与现场的一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置进行数据通讯能够联合模拟装置的操作方能完成抗氧剂工艺的正常开车操作。
[0019]3.有益效果：（1）本装置提供的抗氧剂仿真教学装置可实现全装置的连续生产操作，让学员有真实生产环境的体验，培养学员团队协作能力，同时满足多学员的培训容量问题。
[0020]（2）本系统采用两个方案进行展示：即仿真版与实操版；仿真版以对苯二胺还原烷基化生产抗氧剂生产工艺为原型，只安装在电脑上不与现场设备通讯的纯仿真软件系统，借助于电脑的计算能力，用数学模型替代实际化工生产装置，实时仿真化工生产工艺过程，在该平台上学员可在电脑上独立完成冷态开车、正常停车及事故处理的训练操作；包括模拟冷态开车、正常停车和常见事故处理操作模块，为了方便培训管理，仿真系统还配备有考评系统和教师站管理系统模块，用户可以很方便的组织日常培训以及考核，上述模块功能是通过对计算机电脑上表观的仿真流程图画面进行操作来实现的，流程图包括DCS图和现场图。
[0021]（3）本系统中的“实操版”以对苯二胺还原烷基化生产抗氧剂生产装置为控制对象，系统除了完全具备上述“软件版”的
技术实现思路
外，即借助于计算机的计算能力，用数学模型替代实际的化工生产装置，实时仿真实际化工生产工艺过程；同时针对抗氧剂生产工艺装置，现场采用仿真仪表和真实仪表相结合的方式，自动控制系统采用化工企业实际应用的PLC控制系统，在该平台上通过OPC接口技术与PLC系统相连，实现工艺数据的传输；再者还可借助于现场执行器(自动控制阀门)及仿真检测仪表，实现在无实际物料的模拟工艺装
置上进行仿真阀门的操作与现场仿真检测仪表的参数检测，学员可在工艺员站的计算机上和装置现场进行无实物的仿真工艺装置的冷态开车、正常停车及事故处理的训练操作；可以帮助企业职工、大专院校的学生实现操作工培训，或者工艺研究和控制方案验证等工作的培训。该平台的培训过程中，学员分为内操、外操，在中控室和生产现场协同完成生产的各种工况的联合操作。
附图说明
图1为一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置的系统结构图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本专利技术进行具体的说明。
[0023]如附图1所示一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置，其特征在于：包括依次连接的配料釜、上层过滤器、中间罐；还原反应釜、催化剂过滤器、精馏釜、冷凝器和分液罐；还包括溶剂包；所述溶剂包与催化剂过滤器实现连通；所述配料釜设置通气口与抽气装置相连；所述还原反应釜设置通气口实现与氮气装置或者氢气装置连通。
[0024]进一步地，所述配料釜、中间罐、还原反应釜、催化剂过滤器以及精馏釜中均设置搅拌装置；所述搅拌装置包括搅拌桨与控制搅拌桨转动的搅拌电机。
[0025]进一步地，所述搅拌电机位于装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置，其特征在于：包括依次连接的配料釜（1）、上层过滤器（2）、中间罐（3）；还原反应釜（4）、催化剂过滤器（5）、精馏釜（7）、冷凝器（9）和分液罐（8）；还包括溶剂包；所述溶剂包与催化剂过滤器（5）实现连通；所述配料釜（1）设置通气口与抽气装置相连；所述还原反应釜（4）设置通气口实现与氮气装置或者氢气装置连通。2.根据权利要求1所述的一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置，其特征在于：所述配料釜（1）、中间罐（3）、还原反应釜（4）、催化剂过滤器（5）以及精馏釜（7）中均设置搅拌装置；所述搅拌装置包括搅拌桨与控制搅拌桨转动的搅拌电机。3.根据权利要求2所述的一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置，其特征在于：所述搅拌电机位于装置的外端；所述搅拌桨固定在搅拌电机的转动轴上。4.一种抗氧剂生产装置的模拟教学系统，包括如权利要求1至3任一权利要求的一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置，其特征在于：还包括：建模单元，用于将一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置通过虚拟空间搭建成抗氧剂生产装置的模拟教学装置并构建教学环境；教学单元，用于在向学生展示集知识讲解与学生操作于一体的基础预备知识以及基于实物三维演示的实现抗氧剂工艺冷态开车、正常停车和常见事故处理操作；人机交互单元，用于实现学生用户与教学平台之间的语音交互、视频交互、以及文字信息交互；场景开发单元，用于将一种抗氧剂生产装置的模拟教学装置中的温度、压力、流量、液位信息通过软件构建虚...

【专利技术属性】
技术研发人员：童阜广，
申请(专利权)人：南京科技职业学院，
类型：发明
国别省市：