均苯四甲酸二酐生产装置模拟实操培训系统制造方法及图纸

本发明专利技术属于化工教学设备技术领域，涉及用于实训教学的均苯四甲酸二酐生产装置模拟实操培训系统。以均四甲苯催化氧化生产均苯四甲酸二酐生产工艺为原型，包括模拟冷态开车、正常停车和常见事故处理操作模块；系统还配备有评价系统和教师指令站管理系统模块；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“纯软件版”是安装在计算机电脑上不与现场设备通讯的纯仿真系统，学员可在计算机上独立完成冷态开车、正常停车及事故处理的训练操作。而“硬件版”是通过ＯＰＣ接口技术与ＤＣＳ系统相连，实现中控室与现场进行数据通讯。本发明专利技术便于学员掌握单元操作技能，了解真实生产情况。同时可以方便的组织日常培训以及考核。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工教学设备
，具体涉及一种用于实训教学的 均苯四甲酸二酐生产装置仿真操作培训系统。
技术介绍
均苯四甲酸二酐(简称均酐)，英文缩写PMDA。由于均酐具有特殊的结构，分子中具有四个羧基，并且都是对称的，可发生酯 化、酰氯化、氢化、酰胺化、酰亚胺化、腈化等化学反应，用它能制成许多具有优越的 耐热性、电绝缘性和耐化学药品性的产品。应用极广泛，是重要的化工原料。工业生产方法为均四甲苯气固相催化氧化法，该法以均四甲苯和空气中的氧为 原料在催化剂的作用下生成均苯四甲酸二酐，是利用空气中的氧作为有机氧化反应中原 料之一的一个例子，而达到此目的则又必需借助催化剂为唯一手段。均四甲苯气固相催化氧化是制取含氧化合物的典型实例，由于主副反应均为强 放热反应，尤其完全氧化反应在热力学上有很强的竞争性，高温必然导致完全氧化反应 的进行，其结果放出更多的热量，使催化剂床层温度难以控制，甚至产生“飞温”现 象，烧坏催化剂。均酐的生产控制有常规仪表(基本为早期的小装置)和计算机控制(DCS) 二 种，采用DCS控制的为方便员工培训基本都有与装置相对应仿真培训软件，早期北京东 方与南京化工职业技术学院联合开发过均苯四甲酸二酐仿真培训操作软件，其他生产公 司未见有对应的仿真培训软件。但老版软件只涉及到冷态开车工况，无正常听车及事故 处理，且现场图画面未采用立体图三维画面，与真实现场设备差距太大；且只是在计算 机上模拟操作，不与现场进行通讯。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种针对均苯四甲酸二酐生产装置的应用于对 学员的教学和培训仿真操作培训系统。本专利技术仿真操作培训系统是以实际生产中的均苯四甲酸二酐生产工艺为原型， 以均酐工艺生产的开车、停车及事故处理为主体内容，由氧化工段和水解工段两个组 成，共分为均四、氧化及熔盐、空气、冷却捕集、水洗、水解六个操作岗位。本专利技术的主要功能1.模拟、仿真均酐工艺流程中控室DCS界面及具体操作过程。2.仿真、再现均酐工艺流程现场操作过程。3.增加均酐生产工艺过程各种事故处理仿真。4.均酐工艺仿真将全流程划分成两个工段，其中氧化工段又分为五个岗位，每 个岗位既能独立操作，又能联合操作。5.具有抽点、加速、减速、状态保存等功能，可以满足不同学员不同情况的要 求。6.仿真系统中具有相关知识点文件。丰富教学、培训内容。7、仿真系统分为纯“纯软件版”和“硬件版”。“软件版”仅在计算机上模拟 操作，不与现场设备通讯，学员在计算机上就可完成各工况的训练；而“硬件版”是应 用DCS系统和软件实现软件与现场自动化设备通讯的仿真软件，学员分为内操、外操，3在中控室和生产现场协同完成生产的各种工况的操作。本专利技术的主要技术方案是“纯软件版”以均四甲苯催化氧化生产均苯四甲 酸二酐生产工艺为原型，只安装在操作站的计算机上不与现场设备通讯的纯仿真软件， 借助于操作站计算机的计算能力，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，在该平台上学员可在计算机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，仿真操作培训系统还配备有评价系统和教师指令站管理系统模块，有了这两个 系统，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。本系统在计算机电脑上表观的仿真流程图画面有DCS图和现场图两种。现场图 是把在现场操作的设备虚拟在一张流程图上，在现场图中只可以操作手动阀门，而不能 操作自控阀门；仿真DCS画面，需要到现场进行手动操作的阀门特别以标注，其DCS图 画面和工厂DCS控制室中的实际操作画面一致，在DCS图中显示所有工艺参数，包括温 度、压力、流量和液位，同时在DCS图中只能操作自控阀门，而不能操作手动阀门。本专利技术的均苯四甲酸二酐生产装置仿真操作培训系统采用两种DCS风格，包括 “通用DCS风格、DeltaV-NEW风格”。通用DCS风格是仿国内大多数DCS厂商界面，DeltaV-NEW风格是仿EMERSON的DeltaV过程控制系统界面，可根据用户需要选择所 要运行DCS类型。“硬件版”以均四甲苯催化氧化生产均苯四甲酸二酐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，即一方面是借助于操作站计算机的计算 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；另一方 面，针对仿真工艺装置，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 用现代企业实际应用的真实的典型DCS产品-DELTAV系统，在该平台上通过OPC接口 技术与DCS系统相连，实现数据的传输；第三方面，还借助于现场电子操作阀及仿真检 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，学员可在操作站的计算机上和生产现场进行无实际物料的仿真工艺装置的 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，在中控室操作站和生产现场协同完成生产的各种工况的操作。一般地，本专利技术系统主要包括以下仿真操作培训模块氧化工段和水解工段， 分为均四、氧化及熔盐、空气、冷却捕集、水洗、水解六个操作岗位，内容主要涉及到 各个工段及岗位的开车、停车、常见事故。本专利技术仿真培训操作系统根据国家职业标准_化工总控工，对学员的单元操作 能做出了具体的要求，便于学员掌握单元操作技能，了解真实生产情况。同时为了方便 培训管理，仿真培训系统配备有评价系统和教师指令站管理系统，有了这两个系统，用 户可以很方便的组织日常培训以及考核。本专利技术的主要用途1.满足化工总控工初级、中级、高级等不同级别操作人员的培训。2.满足化工工艺类、自动控制类相关专业的认识实习、生产实习、顶岗实习的教学环节实训。3.六个典型单元的设置满足不同岗位的培训要求，可解决容纳培训学员容量问题。4.教师站、学生站组成的局域网可进行化工专业的技能考核及鉴定。5.事故处理培训项目，增强学员对事故的辨识能力并进行适当处理将危险降低 到最低，也是仿真培训的更高要求。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术加以详细描述。实施例1本实施例以“纯软件版”为例，是以整个均酐生产工艺来进行仿真操作培训 的，分为氧化和水解两个工段，氧化工段是从原料均四熔化到尾气的吸收，氧化工段工 分为五个岗位均四岗位、空气岗位、氧化及熔盐岗位、冷却捕集岗位、水洗岗位；水 解工段包括水解和结晶。上述各个岗位的仿真操作培训，是通过对计算机电脑上表观的仿真流程图画面 进行模拟操作来实现的，主要包括DCS图和现场图两种。现场图是把在现场操作的设备 虚拟在一张流程图上，在现场图中只可以操作手动阀门，而不能操作自控阀门；其DCS 图画面和工厂DCS控制室中的实际操作画面一致，在DCS图中显示所有工艺参数，包括 温度、压力、流量和液位，同时在DCS图中只能操作自控阀门，而不能操作手动阀门。本实施例均苯四甲酸二酐生产装置仿真操作培训系统采用通用的DCS风格。本实施例仿真操作培训系统涉及相关软件的运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种均苯四甲酸二酐生产装置模拟实操培训系统，其特征是以均四甲苯催化氧化生产均苯四甲酸二酐生产工艺为原型，包括模拟冷态开车、正常停车和常见事故处理操作模块；为了方便培训管理，仿真操作培训系统还配备有评价系统和教师指令站管理系统模块；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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：仓理，陈健，徐建良，胡虹，
申请(专利权)人：南京化工职业技术学院，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]