[实用新型]用于实训教学的均四氧化制均酐装置

说明书

技术领域：本实用新型属于化工教学教具技术领域，具体涉及一种用于实训教学的均四甲苯氧化制均苯四甲酸二酐装置。

背景技术：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，如南京化工职业技术学院的均酐装置其DCS控制是用亚控的“组态王”制作，其DCS仿真培训是“北京东方”为其制作。

由于均酐的特殊性能，国内有关高校也建有实验装置从事教学及科研，如南京工业大学等。也有部分高校从“北京东方”购买了南京化工职业技术学院的“均酐仿真培训系统”。由于仿真软件毕竟是在计算机上模拟操作装置，学生在没有实物感的情况下训练就会有虚假的感觉，真实装置与模拟装置还是存在很大的差别。

发明内容：本实用新型针对学校专业教学需要，开发了均四甲苯氧化制均苯四甲酸二酐教学实训装置，解决了实际装置占地面积大、投资大、运行费用高及安全因素的问题，可以有效地缓解目前学校普遍存在的经费不足的问题。

为了实现发明目的，本实用新型为建在实训室中用于教学及实训的小装置，装置主要包括依次联接的空气压缩机、空气预热器、均四甲苯汽化器、反应器、捕集器、水吸收器、尾气流量计、操作站、色谱及工作站；其工作过程如下：从空压机出来的空气进空气预热器预热，预热后的空气进均四甲苯汽化器与汽化后的均四甲苯混合进入反应器反应，反应后的混合气进捕集器凝华结晶，氧化尾气进水吸收器，洗涤后的尾气进尾气流量计；该装置采用计算机控制，具有实时数据采集，数据历史保存，实时数据显示、历史数据查询、报表查询、曲线绘制、报表曲线打印、PID参数整定的功能。

计算机控制软件采用的DCS软件为标准网络版，接入实训系统专用服务器，联网用户无需安装额外软件，通过浏览器输入服务器IP地址即可实时浏览装置运行状况，以方便教与学。本实用新型装置还具有动画功能的三维界面。

附图说明：附图为本实用新型实施例装置示意图。

图中，1-空气压缩机，2-第-空气预热器，3-第二空气预热器，4-汽化器，5-氧化反应器，6-第-捕集器，7-第二捕集器，8-水吸收器，9-尾气流量计，10、11、14-电磁阀，12、13-调节阀.

具体实施方式：下面结合附图对本实用新型加以详细描述。

本实用新型实施例装置根据设计要求，对照附图1进行设备制造、工艺配管、设备仪表安装及DCS组态。本装置的开车操作过程：

1.将加有均四甲苯的汽化器4称重，同时称重第一捕集器6、第二捕集器7的重量；

2.对照工艺流程图安装各部分仪器，要特别注意接管和接管连接处，要紧密以免漏气；

3.检查有关阀门是否处于关闭状态，接通空气预热器、反应器及汽化器电源升温；

4.开压缩机1，打开电磁阀10，按照预定的气流中均四甲苯的浓度及进料速度，调节调节阀12、13，使汽化温度及空气热器2、3温度稳定在规定范围内；

5.当反应器5温度达到低于预定的反应温度约20～30℃时，关闭电磁阀10，并打开电磁阀11，接通汽化器4和反应器5进行氧化反应；

6.每隔10分钟，记录一次空气流量、二次空气流量、尾气流量、温度、现象等；

7.经1小时反应结束，切断反应器和汽化器的连接(关闭电磁阀10)，用二次空气吹扫15分钟，切断电源。取出汽化器4用水冷却使均四甲苯成固体；

8.分别称取汽化器4及捕集器6、7的重量，用扣减法得出均四甲苯的消耗耗量及粗酐的总重量。粗产品经色谱分析其中二酐的含量；

9.当各部温度下降到100℃时，清洁用品及工作区。