[發明專利]硝苯加氫生產苯胺的仿真教學工廠

無效

• 申請號: 201210389142.2
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN102881215A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 周蓮鳳;徐宏;劉健
• 申請（專利權）人: 南京化工職業技術學院
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;王壽剛

技術領域

本發明涉及一種化工領域的仿真教學工廠，屬于教育、化工工藝及設備技術領域，具體涉及一種硝基苯加氫制苯胺的仿真教學工廠，用于進行流化床催化反應器崗位操作技術的教學和實訓，適用于各類院校化工類及其相關專業的理實一體化教學和專業實習，也適用于化工技術工人崗位培訓及化工類技師和高級技師的培訓。

背景技術

苯胺是一種重要的有機化工原料和精細化工中間體，由苯胺生產的較重要產品達300種，其典型的生產方法和由硝基苯催化加氫來制備，采用流化床催化反應器。由于生產原料和產品都具有有毒有害的危險性，存在安全和環保問題，生產裝置很難真正移植到教學實訓中。在教學中只能以工藝流程圖的形式展示，學生只是看到設備大致外形和主要物料走向，不能看到生產裝置的全貌和生產的實現，即使去企業實訓，也只能看，不能操作，學生很難理解從原料到產品的整個生產過程的實現，影響了學生對生產過程的認識、感知和生產操作技能的培養，化工工藝類專業畢業生的知識、技能和素質難以與企業實現“零距離”對接，不能滿足企業的要求。

因此，為了實現節能安全、集現代制造技術、信息技術于一體、綜合性技能培訓與技能考核于一身，這就需要一種集“教-學-做一體化”的實訓系統，最好的途徑就是將典型的化工生產裝置植入到教學實踐中以形成一種仿真教學工廠，利用這種仿真的實訓系統既能夠模擬控制室內的計算機控制系統的操作，又能模擬現場裝置的實際動手操作，而不接觸真正的化工物料。

發明內容

本發明目的是針對上述需要解決的問題而建立的典型的、有代表性的、有較強適應性的流程級仿真教學工廠，即硝基苯加氫制苯胺的仿真教學工廠。該仿真教學工廠與真實的流化床裝置實際情況基本相一致，并且可通過DCS進行全過程模擬裝置的開停車、正常運行的操作及異常現象的處理，比真實生產裝置更加靈活，便于掌握裝置的操作技能，用于教學培訓效果更好，且更安全可靠。

本發明的另一目的是建立一種可以實現分組實訓，且班組學員分工合作、協同操作的仿真教學工廠。

為了達到上述目的，本發明是通過以下方案來實現的：

一種硝基苯加氫制苯胺的仿真教學工廠，包括化工裝置建設區、室內操作區和教學討論區，其中，化工裝置建設區內設置有小型化工裝置、裝置框架和化工儀表，裝置框架為安裝支撐架，小型化工裝置設置在裝置框架上，化工儀表與其相應的小型化工裝置中的各個儀器相連接；室內操作區內設置有控制系統，控制系統與上述的小型化工裝置通過信號電纜聯通；而教學討論區設置有計算機及多媒體教學設施，計算機和多媒體教學設施與室內操作區內的控制系統通過信號電纜相連；其特征在于所述的化工裝置包括硝基苯預處理設備、流化床反應設備、冷凝和分離設備，并且硝基苯預處理設備、流化床反應器設備與冷凝和分離設備依次順序連接。

所述硝基苯預處理設備包括硝基苯預熱器、硝基苯汽化器；所述流化床反應設備包括流化床反應器和催化劑貯罐；所述冷凝和分離設備包括苯胺冷凝器、粗苯胺貯罐、粗苯胺冷卻器、苯胺水分離器。

所述硝基苯預熱器、硝基苯汽化器、流化床反應器、苯胺冷凝器、粗苯胺貯罐、粗苯胺冷卻器、苯胺水分離器和催化劑貯罐依次按順序連接。

所述的化工儀表包括流量計、液位計、壓力表、溫度表或調節閥的任一種或幾種。

所述控制系統包括下位儀表、中間PLC和上位機，其中下位儀表和上位機與中間PLC聯通，而中間PLC又與小型化工裝置的化工儀表相聯通。

所述控制系統的軟件工藝參數與現場實際閥門之間通過OPC自動化技術實現傳遞、互動與反饋。

所述控制系統通過計算機組態軟件將信號傳輸到實訓裝置，并通過顯示儀表顯示，可在不進物料情況下模擬實際生產中的內、外操到裝置現場進行操作；或模擬常見的超壓事故現象的處理。

所述教學討論區設有教師指令臺、工程師站和多個學員操作站，每個學員操作站均包括對應的仿DCS操作站和現場操作站，且所述多個學員操作站可以分為若干組，按組為單位進行實訓操作，每一組學員操作站可按職責細分為主操、副操，副站與主站之間進行通訊，副站之間不通訊。

本發明的有益效果是：本發明的結構設計與工廠設備的實際情況基本保持一致，在利用本發明的仿真教學工廠進行教學培訓的過程中，采用軟硬結合的培訓模式能夠讓學員切實了解到真實化工生產裝置的概況，提高了學員對真實化工工藝及流化床反應器設備的認識，可增強學員的實際操作水平，培養學員的協作能力和團隊意識。