萃取设备的操作与控制电子教案

工程7萃取及设备操作学习任务3萃取设备的操作与控制计划学时4职业能力目标专业能力社会能力方法能力萃取设备的操作与控制团队工作能力沟通能力小组成员的协作能力扩展相应的信息收集能力制定工作计划能独立使用各种媒介完成学习任务工作结果的评价与反思学习情境描述接到车间主任指令：根据给定的萃取任务，完成萃取设备的冷态开车、工艺参数调节和正常停车。组长接受任务后组织学员通过资讯、计划、决策、实施和检查、评估等过程完成学习任务。教学环境分析石油化工岗位操作技能实训中心、教材、辅导资料、化工工艺设计手册、化工单元操作学习光盘、学习软件、可以上网查阅资料的电脑、工作台、拆装工具等教学方法采用角色扮演法交代任务；用引导文和小组讨论法完成决策和计划的制定，采用任务驱动法实施工作任务。教学组织分组，分工，协作共同完成，分成6个小组，每组6人要做好记录，由各小组长展示学习成果评议各小组展示的学习成果教师对每个小组及每个学生进行监视，做好记录，作为成绩评定的依据。实施步骤资讯教案内容实施步骤计划与决策.引导学生结合现场设备和网络资源熟悉萃取单元操作。1）接受任务2）完成基础知识学习.监视学生进行小组讨论，并做出决策和计划1）对学习进行决策2）制定学习计划（提交计划，组长汇报）3）对学员的计划进行可行性分析

实施步骤教学组织教学内容教学过程设计及时间分配1.告知训练工程：萃取设备的操作与控制；教师讲授，PPT,5min2.结合设备讲解冷态开车步骤和关键操作；教师讲授,PPT,lOmin3.学生实施萃取设备的冷态开车；教师讲授,PPT,60min4.介绍设备讲解萃取设备工艺参数调节方法；教师讲授，PPT,lOmin5.学生进行工艺参数调节，到达稳态；教师讲授,PPT,50min6.结合设备进行讲解典型事故和正常停车；教师讲授,PPT,lOmin7.学生进行正常停车；教师讲授,PPT,50min8.布置下次任务。教师讲授,PPT,5min学习工作任务的实施实施步骤检查与评估检查学生工作是否完整完成？归档是否完整？专业能力、社会能力和方法能力是否提高?工作态度、工作质量情况平安、环保及6s情况填写任务工单的评价表格萃取操作知识萃取塔的故障常见的有液泛、相界面波动太大、冒槽、非正常乳化层的增厚等。.液泛液泛的定义不十清楚确，通常是指萃取器内混合的两相还未来得及别离，即液流从相反的方向带出的反常操作。对萃取塔来说，是分散相被连续相带出塔外；对于混合一澄清萃取箱，是末级别离的水相从有机相□排出或有机相由水相口排出的反过程，这种现象常常是由三取器的通量过大引起的。各种萃取器都以液泛速度为其极速，即极限处理能力。实际生产都应在液泛流速水平以下作业。据经验，设备的最正确处理能力约在液泛流速的79%〜80%下操作。产生液泛的另一原因是由萃取过程中两相物性发生变化引起的。如粘度增大，界面张力下降，界面絮凝物增多引起分散带过厚，局部形成稳定的乳化层夹带着分散相排出。所以一旦出现液泛，首先要考虑降低总流量，如果因后一原因造成的液泛，可适当提高萃取器内液体温度，加强料液过滤，减少乳化层厚度，必要时将界面絮凝物抽出。.相界面波动太大处在正常作业的萃取器，其相界面基本稳定在一定水平上。一旦界面上、下波动幅度增大，说明萃取器内正常的水力学平衡遭受破坏，严重时可能导致萃取作业无法进行，即产生相的倒流，造成料液溢流进反萃段或反萃剂灌入萃取段的事故。萃取器内的相界面以两相密度差来维持，界面位置变化反映了萃取器内的液体流速发生了变化或级间流通口的不畅。前者或因流量控制系统发生故障而使供入液相流增大，或因为级间泵送抽力波动（常常由于电压三波动或传动皮带松动引起搅拌转速变化）使某级两相流比分配发生变化。流通口不畅除了设计上的原因外，主要是由搅拌叶轮抽力过低、流通口的液封效应或异物堵塞引起的。流通口不畅故障对混合一澄清器尤为明显。遇到相界面波动厉害时，可以检查供液流量控制系统，看供液量是否符合要求；调整叶轮转速到规定的搅拌速度，排除水相口堵塞异物或采用抽吸法排除水相流通口的液封（见冒槽故障处理）。眉槽液泛也是一种冒槽形式，不过液体的溢出不超过萃取器的实际高度。本处所指的冒槽是液体液面水平超过箱体高度而漫出。有时候像液泛那样两相未及别离就外溢；有时候即使分相很好，由于相界面上升，将轻相顶出箱外。这是萃取过程最严重的事故，它不仅破坏了萃取平衡，而且直接造成有机相流失。产生冒槽除操作流速过大（与液泛一样）外，还有排液气通口堵塞、局部泵送抽力缺乏等原因造成的。如泵混式混合一澄清器各级流体输送是靠泵气轮完成的，由于机械方面的原因，某级叶轮转速变慢或突然停止，无法吸入相邻级的两相,这两级的液面就有增加的趋势，直至发生冒槽。如第n级搅拌器转速下降或停止转动，那么水相入口n—1级的水相因n—2级不断供入而未能进入n级，故n—1级的水相不断积累，相界面逐渐抬高。而n+1级的有机相那么因n+2级有机相不断供入而不能排往n级，有机层逐渐增加，但该级的水相又被n+2级（假定该级和n+1级的搅拌器都正常运转）抽走，相界面就将急剧下降，乃至整个澄清器全部充满有机相。一般n+1级的冒槽趋势较慢，其总液面水平逐渐抬高，涉及n+2、n+3、…各级，甚至全面冒槽。所以一旦发现一级搅拌器转速显著减慢或突然停止，那么应全部（或某一段）停车处理，把各级搅拌器调整到大致相同的转速。流通口液封堵塞有两种情况：一是有机相排液管被水相封堵；二是水相流通口被密度更大的水相封堵。第一种情形常常由于水相充入有机相管内（开、停车时最容易发生），有机相密度小，当搅拌器油力缺乏时，有机相的通道被水相堵死，无法流出，而邻级有机相源源进入，最后导致冒槽。主要在管道设计时设法防止这种冒槽事故，尽量减少U形管的配置，实在必要时，应在U形管下安装排水阀，定期将积水排除。此外，有机相流通管与下一级混合室连接时，最好在进入混合室的管口附近装上阀门，停车前先关闭阀门，尽量减少有机相管道的充水。第二种情形大多发生在分储萃取时洗涤段与萃取段相连接的两级之间。由于开、停车时，料液通过洗液进口管由萃取混合室倒灌入洗涤级，而料液的密度大于洗涤液，它在洗涤级的澄清室底部积累，直到将水相导流管充满，此时洗涤水相的静压力缺乏以克服重水相液柱阻力，形成如同水相对有机相封堵（这里为水相积累）那样的状况，使洗涤段的水相不能流入萃取段，最后导致洗涤段发生冒槽。遇到这种事故必须将水相口导流筒内充满的料液抽出，直至洗涤液充入为止。为了防止冒槽事故的发生，应适当提高毗邻萃取段的洗涤级的界面高，即增加该级水相溢流堪的高度，减少料液通过堪口的倒灌。4.非正常的乳化层增厚如前所述，在大型萃取生产中难以防止形成乳化层（由分散带和絮凝物组成），一般情况下，其增长速度及它在萃取器的位置是相对稳定的，只要定期抽出界面絮凝物就不会影响操作，但当出现乳化层的增长速度过快，甚至很快充满整个萃取箱而无法分相的情况时,就成为一种严重事故，应立即停车处理。这类事故可能由以下几方面原因引起。⑴输入功率突然增大这种情况一般在供电不太稳定的地区容易发生，由于电网电压突然增大，混合过于激烈，一时难以分相造成。所以在这些地区，搅拌电机应有过电压保护装置,并将转速控制在适宜的范围。⑵料液过滤（事故或暴雨）的影响大多数萃取料液都要经过过滤，固体悬浮一般控制在10x10-6左右。一旦悬浮物高于100x10-6,就容易产生稳定乳化物。如果过滤器发生故障，或出现暴雨，料液中悬浮物急剧增加，大大超过上述极限含量，就会产生稳定的乳化物。萃取塔的操作在进入正式生产之前，通常要进行以下准备工作。L设备检查与调试萃取装置及其辅助装置的运转调试主要观察设备性能是否符合设计要求,辅助设施是否连接合理。关键是考察萃取装置两相流通情况，相的混合和分散能力能否满足工艺要求。.管线试压与试漏检查试压的目的是及时发现并处理设备隐患，检查施工质量，扫除管线、塔及容器内的脏物。气密性试验（试漏）主要检验容器和管道系统各连接部位的密封性能，以保证容器和管道系统在使用压力下保持严密不漏。为了保证容器和管道系统不会在气密性试验中发生破裂爆炸引起大的危害，气密性试验应在水压试验后进行。.电器及仪表确认必须按系统对继电保护装置、备用电源自动投入装置、自动重合闸装置、报警及预报信号系统等进行模拟试验，并在中控室进行图上核实各种颜色开关或开闭显示。对于内藏计算机，可编程控制器的保护装置，在对软件进行检查及测试后，还应逐项模拟联锁及报警参数,验证逻辑的准确性和联锁报警值的准确性。启动电机时，记录启动时间、电流，并做好变、配电运行操作及运转的记录，观察电机启动停车状态和中控室流程图显示相一致。在开车前做好准备后，进行开车、正常操作和停车。对于不同的萃取过程，其操作过程也不相同.开车操作萃取塔开车时，应将连续相注满塔中，再开启分散相进口阀门。分散相又必须经凝聚后才能自塔内排除。因此，当重相为连续相时，液面应在重相入口高度处，关闭重相进口阀,开启分散相，使分散相不断在塔顶分层段内凝聚，当两相界面维持在重相入口与轻相出口之间时，再开启分散相出口阀和连续相出口阀。当重相为分散相时，那么分散相在塔底的分散段内不断凝聚，两相界面将维持在塔底分层段内的某一位置上。同理，在两相界面维持一定高度后，才能开启分散相出口阀.停车操作萃取塔停车时、对重相为连续相的，首先关闭重相的迸出口阀门，再关闭轻相迸出口阀,使两相在塔内静止分层后，慢慢翻开重相的进出口阀，让轻相流出，当两相界面上升至轻相全部从塔顶排出时，关闭重相进口阀，使重相全部从塔底排出。对轻相为连续相的，停车时先关闭重相的进出口阀，再关闭轻相的进出口阀，两相在塔内静止分层后，翻开塔顶旁路阀，接通大气，然后慢慢翻开重相出口阀，让重相流出。当相界面下移至塔底旁路阀高处时，关闭重相出口阀，翻开旁路阀，让轻相流出。萃取的操作特点⑴萃取别离液体混合物的依据是利用混合物各组分在萃取剂中的溶解度的差异。故希望萃取剂对溶质有较大的溶解度，而与原溶剂的互溶度越小越好。因此萃取剂选择是否适宜,是萃取过程能否进行的关键之一。假设原料液由A、B两组份组成，欲将其别离，选用萃取剂S。萃取剂必须满足以下两点:①萃取剂对原料液中各组分具有不同的溶解能力；②萃取剂不能与原料液完全互溶，只能部分互溶。也就是说，萃取剂S对溶质A有较大的溶解度，而对原溶剂B应是完全不互溶或局部互溶。⑵萃取过程本身并未直接完成别离任务，而是将较难别离的液体混合物，借助萃取剂的作用，转化为较容易别离的液体混合物。而萃取剂一般用量较大，所以萃取剂应是廉价易得、易回收（再生）循环使用的。萃取剂的