石化产品开发实训6学时教案.doc

石化产品开发教案一、 石化产品开发实训介绍：1、有目的的生产具有一定特殊用途的化工产品。2、根据产品性质、组成、结构等设计生产及分离方案。3、小试：在实验室条件下，给予一定温度、压力、催化剂等，用少量的原料合成出产品。第一步：不计收率合成出产品。第二步：提高收率。通过逐步改变条件，促进正反应。第三部：优化条件。通过实验条件的改变，找出收率最大时的反应条件，得出小试生产方案。4、中试：（1）、在小试条件成熟后进行。 （2）、中试是小试与工业生产之间的链接，小试是局部环境，传质与传热方式与工业生产不同，小试成功不代表业生产成功，其中加热、搅拌等方式不同。 （3）、中试是小试的放大。在小试优化条件下进行放大，调节实验条件，优化实验条件，10、20、50等倍放大，找出优化条件的变化趋势，延伸变化趋势，找出变化规律，得出100、200、500等倍的生产条件，给工业生产提供生产方案。5、石化产品开发主要是给出开发产品的基础设备，根据生产方案的需要进行链接。生产化工产品主要有两个过程：化学过程和物理过程，化学过程是利用化学反应生产产品，物理过程是通过过滤、精馏、萃取等方法分离或提纯产品。6、石化产品开发还可根据产品的混合状态，通过一系列的分离方法给出分离提纯方案。二、反应器系统：1、反应器：反应器是把原料转化为产品的主要设备。有釜式反应器、管式反应器、固定床、流化床等多种反应器类型。2、釜式反应器设计：（1）、进料口；（2）、搅拌；（3）、供热；（4）、取热；（5）、内胆盘；（6）、出料口；（7）、排空； （8）真空；（9）、加压；（10）、加氢等。釜式反应系统作者：柳亚军 更新时间：2012-10-18 搅拌釜式反应器由搅拌器和釜体组成。搅拌器包括传动装置，搅拌轴（含轴封），叶轮（搅拌桨）；釜体包括筒体，夹套和内件，盘管，导流筒等。搅拌釜式反应器按反应物料的相态可分成均相反应器和非均相反应器两大类。非均相反应器包括固-液反应器，液-液反应器，气-液反应器和气-液-固三相反应器。在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。操作方式 ：釜式反应器按操作方式可分为：间歇釜式反应器或称间歇釜。操作灵活，易于适应不同操作条件和产品品种，适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产。间歇釜的缺点是：需有装料和卸料等辅助操作，产品质量也不易稳定。但有些反应过程，如一些发酵反应和聚合反应，实现连续生产尚有困难，至今还采用间歇釜。连续釜式反应器或称连续釜。可避免间歇釜的缺点，但搅拌作用会造成釜内流体的返混。在搅拌剧烈、液体粘度较低或平均停留时间较长的场合，釜内物料流型可视作全混流，反应釜相应地称作全混釜。在要求转化率高或有串联副反应的场合，釜式反应器中的返混现象是不利因素。此时可采用多釜串联反应器,以减小返混的不利影响，并可分釜控制反应条件。3、反应器系统：（1）进料罐：a、进料口；b、排空；c、真空或加压口；d、出料口； （2）转子流量计：计量原料进料量。 （3）釜式反应器：根据生产方案进行常压或加压、加氢等链接。 （4）产品罐：产品进入产品罐可以用位差方式、加泵方式，变压方式。石化产品开发实训室采用改变压力给予输送动力的方式。三、 分离设备：1、板框过滤系统：主要设备及结构：（1）、原料罐：a、进料；b、排空；c、出料； （2）、板框过滤机：a泵；b、进料；c、出料； （3）、液相产品罐：又过滤机泵给予输送动力。 （4）、固体产品槽车：可移动。 讲解要点：（1）、板框过滤机结构； （2）、分离方法及流程；2、离心过滤系统： 主要设备及结构：（1）、原料罐：a、进料；b、排空；c、出料； （2）、离心机；（3）、滤渣槽；（4）、泵； （5）、产品罐； 讲解要点：（1）、离心机结构； （2）、分离方法及流程；3、填料塔精馏系统： 主要设备：（1）、塔釜再沸器；（2）、填料塔；（3）、冷凝器；（4）、回流泵；（5）流量计；（6）、产品罐；（7）、真空泵（8）、缓冲瓶； 讲解要点：（1）、精馏系统流程； （2）、主要设备及作用； （3）、精馏原理及操作方法；4、真空干燥系统： 主要结构：（1）、加热系统；（2）排空；（3）真空；（4）、测压点； （5）、测温点； 讲解要点：（1）、导热油、真空等链接方式； （2）、干燥原料及操作方法；5、喷雾干燥系统： 主要结构：（1）、进料蠕动泵；（2）、雾化喷嘴；（3）、风力系统； （4）、加热系统；（5）、旋风分离系统；（6）、固体产品回收瓶； 讲解要点：（1）、系统结构； （2）、工作原理及操作方法；高速离心喷雾干臊装置作者：柳亚军 更新时间：2012-10-18 高速离心喷雾干臊装置由蠕动泵、雾化喷嘴、雾化室、旋风分离室、固体收集室、风机、鼓风机、加热系统等组成。离心喷雾干燥机即是利用离心式雾化器将某些液体物料进行干燥。喷雾干燥是液体工艺成形和干燥工业中最广泛应用的工艺。最适用于溶液、乳液、悬浮液和可泵性湖状液体原料中生成粉状、颗粒状产品。因此当颗粒大小分布、残留水分含量、堆积密度和颗粒形状符合精确的标准时，喷雾干燥是一道十分理想的工艺。离心喷雾干燥机的工作原理是：空气通过过滤器和加热器，进入离心喷雾干燥器顶部的空气分配器，热空气呈螺旋状均匀进入干燥器。料液由料液槽经过滤器由泵送至干燥器顶部的离心雾化器，使料液喷成极小的雾状液滴，料液和热空气并流接触，水分迅速蒸发，在极短时间内干燥成成品，成品由干燥塔底部和旋风分离器排出，废气由风机排出。6、离心过滤机： 讲解要点：（1）过滤机结构；（2）、工作原理及操作方法；7、真空过滤系统： 主要结构：（1）、原料槽；（2）、搅拌机；（3）、过滤网；（4）、 真空系统；（5）、液相收集计量容器； 讲解要点：（1）、系统结构； （2）、工作原理及操作方法；真空过滤设备作者：柳亚军 更新时间：2012-10-18 真空过滤机是依靠真空作为脱水的推动力的。在过滤过程中，液体的运动通常看成是沿管的层流运动。但是，过滤介质和滤饼的孔隙度和弯曲度的变化很大，滤液的流动比液体在理想的毛细管中运动要复杂得多。在任一瞬间，滤液透过过滤表面的体积与过滤表面的面积及其两边的压力差成正比。若面积增加一倍，滤液的流量亦增加一倍，当压力差增大一倍时，滤液的流量也增大一倍，但是液体的粘度和它的流动阻力，却要使滤液的流速降低，从而降低滤液的流量。因此，滤液透过过滤表面的体积又反比于液体的粘度和过滤的阻力。在过滤中，滤液渡过过滤表面时，要经过多孔隔膜及其上面的滤饼层，所以，过滤阻力包括滤饼和隔膜（又称过滤介质）的阻力。四、公用工程系统：1、水循环系统： 主要结构：（1）、水箱；（2）、进水、出水、溢流口；（3）、泵； （4）、冷凝塔；（5）、循环水入口； 讲解要点：（1）、系统流程；（2）、工作原理；2、真空循环系统： 主要结构：（1）、水箱；（2）、进水、出水、溢流口；（3）、泵； （4）、缓冲罐； 讲解要点：（1）、系统流程；（2）、工作原理；3、鼓风循环系统： 讲解要点：（1）、系统流程；（2）、鼓风机结构及工作原理；4、换热器： 讲解要点：（1）、板式换热器结构；（2）、工作原理；五、学生安排及学时分配：1、实训室101：反应器系统、板框过滤系统、离心过滤系统讲解和学生自行了解各系统结构及流程。（2学时）2、实训室103：精馏系统、真空干燥系统、喷雾干燥系统、离心分离机讲解和学生自行了解各系统结构及流程。（2学时）3、实训室105、水循环系统、真空过滤系统、真空循环系统、鼓风循环系统、换热器讲解和学生自学了解各系统结构及流程。（2学时）4、学生分3组，每组一间实训室，2学时轮换一次。离心式萃取设备作者：柳亚军 更新时间：2012-10-18 转筒式离心式萃取器由转鼓、套筒、清相进出口、重相进出口、清相收集室、重相收集室、混合档板、导向挡板、搅拌桨等组成。其工作原理是利用离心力的作用使两相快速混合、快速分离。可按两相接触方式分为逐级接触式和为分界接触式两类。其优点是可依靠离心力的作用处理密度差小或易产生乳化现象的物系，设备结构紧凑，占地面积小，效率较高。其缺点是动能消耗大，设备费用也较高。小型水喷射式真空泵作者：柳亚军 更新时间：2012-10-18 小型水喷射式真空泵由循环水箱、水泵、真空机组、循环管路组成。其特点体积小，结构紧可移动，噪音低，能耗低，高效率便于综合利用。水汽串联喷射真空机组，耗气量小可获得更高的真空度，工作稳定，使用方便。在安装使用前，必须仔细检查各部位紧固件是否松动，若有松动必须校正拧紧。开机前水池必须加满水，打开泵进口阀，严禁脱水空转及反转，以防止损坏机封和泵。停机前先放空或真空度降至0.092Mpa以下，然后停机以防真空度过高，倒吸易损坏止回阀，(如止回阀失灵，请打开止回阀盖，清除杂物)。水池循环水温过高，会影响排气量和真空度，需要及时更换或补充水。小型真空干燥系统作者：柳亚军 更新时间：2012-10-18 真空干燥箱由干燥箱、加热系统、真空系统、测温表、真空表等组成。真空干燥箱是将干燥物料置放在密闭的干燥室内，用真空系统抽真空的同时对被干燥物料不断加热，使物料内部的水分通过压力差或浓度扩散差到表面，水分子在物料表面获得足够的动能，在克服分子间的相互吸引力后，逃逸到真空室的低压空间，从而被真空泵抽走的过程。在真空干燥过程中，干燥室内的压力始终低于大气压力，气体分子数少，密度低，含氧量低，因而能干燥容易氧化变质的物料、易燃易爆的危险品等。对药品、食品和生物制品能起到一定的消毒灭菌作用，可以减少物料染菌的机会或者抑制某些细菌的生长。【打印此文】【关闭窗口】 上一篇文章： 有机热载体燃油加热炉 下一篇文章： 小型水喷射式真空泵有机热载体燃油加热炉作者：柳亚军 更新时间：2012-10-18 有机热载体燃油加热炉，是导热油炉的常用名,俗称导热油锅炉，官方名称为热油炉。其是以煤、油、气为燃料，以导热油为循环介质供热的新型热能设备，采用高温循环泵强制导热油进行闭路循环，在将热能供用热设备后重新返回锅炉中加热的工艺流程。由于它具有高温（320以上）低压（0.3-0.5MPa）的优点，且其供热温度可精确控制，因此可取代原蒸汽锅炉供热。有机热载体燃油加热炉热量是由浸入导热油的电加热元件产生和传输的，以导热油为介质，利用循环泵，强制导热油进行液相循环，将热量传递给用一个或多种用热设备，经用热设备卸载后，重新通过循环泵，回到加热器，再吸收热量，传递给用热设备，如此周而复始，实现热量的连续传递，使被加热物体温度升高，达到加热的工艺要求。离心式过滤机作者：柳亚军 更新时间：2012-10-18 离心式过滤机，常用于分离含固体量较多而且颗粒较大的悬浮液。当要净化的脏液进入高速旋转的分离器中由于离心力的作用，其中的固体颗粒被截留在分离器的壁上，而净液从分离器的上边流出。 离心式过滤机主要用于含沙水流的初级过滤，可分离水中的沙子和石块。 过滤原理：离心式过滤机基于重力及离心力的工作原理，清除重于水的固体颗粒。水由进水管切向进入离心体内，旋转产生离心力，推动泥沙及其它密度较高的固体颗粒向管壁移动，形成旋流，促使沙子和石块进入集沙罐，清水则顺流进入出水口，即完成水沙分离。定期要进行排沙，排沙时间应按水质情况而定。板框式过滤机作者：柳亚军 更新时间：2012-10-18 板框压滤机由交替排列的滤板和滤框构成一组滤室。滤板的表面有沟槽，其凸出部位用以支撑滤布。滤框和滤板的边角上有通孔，组装后构成完整的通道，能通入 悬浮液、洗涤水和引出滤液。板、框两侧各有把手支托在横梁上，由压紧装置压紧板、框。板、框之间的滤布起密封垫片的作用。由供料泵将悬浮液压入滤室，在滤 布上形成滤渣，直至充满滤室。滤液穿过滤布并沿滤板沟槽流至板框边角通道，集中排出。过滤完毕，可通入清洗涤水洗涤滤渣。洗涤后，有时还通入压缩空气，除 去剩余的洗涤液。随后打开压滤机卸除滤渣，清洗滤布，重新压紧板、框，开始下一工作循环。板框压滤机对于滤渣压缩性大或近于不可压缩的悬浮液都能适用。适合的悬浮液的固体颗粒浓度一般为10%以下，操作压力一般为0.30.6兆帕，特殊 的可达3兆帕或更高。过滤面积可以随所用的板框数目增减。板框通常为正方形，滤框的内边长为 3202000毫米，框厚为1680毫米，过滤面积为11200平方米。板与框用手动螺旋、电动螺旋和液压等方式压紧。板和框用木材、铸铁、铸钢、不 锈钢、聚丙烯和橡胶等材料制造。釜式反应系统作者：柳亚军 更新时间：2012-10-18 搅拌釜式反应器由搅拌器和釜体组成。搅拌器包括传动装置，搅拌轴（含轴封），叶轮（搅拌桨）；釜体包括筒体，夹套和内件，盘管，导流筒等。搅拌釜式反应器按反应物料的相态可分成均相反应器和非均相反应器两大类。非均相反应器包括固-液反应器，液-液反应器，气-液反应器和气-液-固三相反应器。在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。操作方式 ：釜式反应器按操作方式可分为：间歇釜式反应器或称间歇釜。操作灵活，易于适应不同操作条件和产品品种，适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产。间歇釜的缺点是：需有装料和卸料等辅助操作，产品质量也不易稳定。但有些反应过程，如一些发酵反应和聚合反应，实现连续生产尚有困难，至今还采用间歇釜。连续釜式反应器或称连续釜。可避免