乙醇?xì)庀嗝撍埔蚁⿲嶒炑b置的研究與應(yīng)用
2024-08-29 07:20 一、乙醇?xì)庀嗝撍埔蚁⿲嶒炑b置的基本原理
乙醇?xì)庀嗝撍埔蚁┦抢靡掖己鸵蚁┰诖呋瘎┑淖饔孟�，通過氣相反應(yīng)的過程，將乙醇轉(zhuǎn)化為乙烯。這一過程主要包括以下幾個步驟：首先，乙醇在高溫高壓條件下與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，生成乙烷；然后，乙烷在催化劑的作用下進(jìn)一步分解，生成乙烯；最后，乙烯通過冷卻、冷凝等工藝，得到純凈的乙烯產(chǎn)品。
二、乙醇?xì)庀嗝撍埔蚁⿲嶒炑b置的主要組成部分
1. 反應(yīng)器：反應(yīng)器是整個裝置的核心部分，通常采用不銹鋼或玻璃材質(zhì)制成。反應(yīng)器的形狀和尺寸根據(jù)實際需求進(jìn)行設(shè)計，以保證反應(yīng)過程中的熱量分布均勻。
2. 加熱系統(tǒng)：加熱系統(tǒng)主要用于提供反應(yīng)所需的熱量。通常采用電加熱或蒸汽加熱方式，以滿足不同反應(yīng)條件的要求。
3. 壓力控制系統(tǒng)：壓力控制系統(tǒng)用于維持反應(yīng)器內(nèi)的壓力穩(wěn)定。通過對壓力傳感器的檢測，實現(xiàn)對反應(yīng)器內(nèi)壓力的實時調(diào)控。
4. 氣體輸送系統(tǒng)：氣體輸送系統(tǒng)用于將反應(yīng)器內(nèi)的氣體送入催化劑床層。通常采用氣動輸送或機(jī)械輸送方式，以保證氣體的流量和壓力穩(wěn)定。
5. 冷卻系統(tǒng)：冷卻系統(tǒng)主要用于降低反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量，防止反應(yīng)器溫度過高而損壞設(shè)備。通常采用水冷或空冷方式進(jìn)行降溫。
6. 產(chǎn)物收集系統(tǒng)：產(chǎn)物收集系統(tǒng)用于收集反應(yīng)過程中產(chǎn)生的乙烯產(chǎn)物。通常采用旋風(fēng)分離器或吸附劑塔等設(shè)備進(jìn)行分離收集。
三、乙醇?xì)庀嗝撍埔蚁⿲嶒炑b置的優(yōu)點(diǎn)與不足
1. 優(yōu)點(diǎn)：乙醇?xì)庀嗝撍埔蚁⿲嶒炑b置具有反應(yīng)速度快、能耗低、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。同時，由于采用了先進(jìn)的催化劑技術(shù)，使得該裝置在乙烯產(chǎn)率和選擇性方面表現(xiàn)出較高的性能。
2. 不足：乙醇?xì)庀嗝撍埔蚁⿲嶒炑b置在實際應(yīng)用中存在一定的局限性。例如，由于反應(yīng)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物較多，需要額外的處理設(shè)備進(jìn)行分離回收；此外，該裝置對操作條件要求較高，一旦出現(xiàn)失控現(xiàn)象，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。
總之，乙醇?xì)庀嗝撍埔蚁⿲嶒炑b置作為一種重要的化學(xué)反應(yīng)裝備，在石油化工、有機(jī)合成等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，為了更好地發(fā)揮其優(yōu)勢，還需不斷優(yōu)化和完善相關(guān)技術(shù)，提高裝置的安全性和穩(wěn)定性。
乙醇?xì)庀嗝撍埔蚁┦抢靡掖己鸵蚁┰诖呋瘎┑淖饔孟�，通過氣相反應(yīng)的過程，將乙醇轉(zhuǎn)化為乙烯。這一過程主要包括以下幾個步驟：首先，乙醇在高溫高壓條件下與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，生成乙烷；然后，乙烷在催化劑的作用下進(jìn)一步分解，生成乙烯；最后，乙烯通過冷卻、冷凝等工藝，得到純凈的乙烯產(chǎn)品。
二、乙醇?xì)庀嗝撍埔蚁⿲嶒炑b置的主要組成部分
1. 反應(yīng)器：反應(yīng)器是整個裝置的核心部分，通常采用不銹鋼或玻璃材質(zhì)制成。反應(yīng)器的形狀和尺寸根據(jù)實際需求進(jìn)行設(shè)計，以保證反應(yīng)過程中的熱量分布均勻。
2. 加熱系統(tǒng)：加熱系統(tǒng)主要用于提供反應(yīng)所需的熱量。通常采用電加熱或蒸汽加熱方式，以滿足不同反應(yīng)條件的要求。
3. 壓力控制系統(tǒng)：壓力控制系統(tǒng)用于維持反應(yīng)器內(nèi)的壓力穩(wěn)定。通過對壓力傳感器的檢測，實現(xiàn)對反應(yīng)器內(nèi)壓力的實時調(diào)控。
4. 氣體輸送系統(tǒng)：氣體輸送系統(tǒng)用于將反應(yīng)器內(nèi)的氣體送入催化劑床層。通常采用氣動輸送或機(jī)械輸送方式，以保證氣體的流量和壓力穩(wěn)定。
5. 冷卻系統(tǒng)：冷卻系統(tǒng)主要用于降低反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量，防止反應(yīng)器溫度過高而損壞設(shè)備。通常采用水冷或空冷方式進(jìn)行降溫。
6. 產(chǎn)物收集系統(tǒng)：產(chǎn)物收集系統(tǒng)用于收集反應(yīng)過程中產(chǎn)生的乙烯產(chǎn)物。通常采用旋風(fēng)分離器或吸附劑塔等設(shè)備進(jìn)行分離收集。
DB-DNG04 乙醇?xì)庀嗝撍埔蚁⿲嶒炑b置
| 技術(shù)指標(biāo) | 說 明 | |||
| 裝置功能 |
1、了解以乙醇?xì)庀嗝撍M(jìn)行制備乙烯的過程，學(xué)會設(shè)計實驗流程和操作； 2、掌握乙醇?xì)庀嗝撍僮鳁l件對產(chǎn)物收率的影響，學(xué)會獲取穩(wěn)定的工藝條件的方法。3、熟固定床反應(yīng)器的特點(diǎn)以及其它有關(guān)設(shè)備的使用方法，提高實驗技能。 4、全觸摸集成化控制，高穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸，硬件加密。 |
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| 主要配置 | 開啟式管式爐、反應(yīng)管、質(zhì)量流量計、預(yù)熱器、蠕動泵、壓力表、閥門、溫度傳感器、中央處理器、觸摸屏、高品質(zhì)鋁合金型材框架。 | |||
| 公用設(shè)施 |
水：裝置需冷卻水，自帶和自來水管相連的接口。 電：電壓AC380V，功率3.5KW，標(biāo)準(zhǔn)三相四線制。每個實驗室需配置1～2個接地點(diǎn)（安全地及信號地）。 實驗物料：乙醇 |
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| 技術(shù)參數(shù) |
1、運(yùn)行環(huán)境：溫度0-40℃，相對濕度：≤90%RH，電源：電壓：220V；工作壓力：<0.5MPa。 2、1 路氣體管路，氣體質(zhì)量流量控制器控制氣體流量，流量規(guī)格：200ml/min，N2標(biāo)定，準(zhǔn)確度：±1%F.S。 3、Φ280*500mm開啟式電阻絲加熱爐，加熱功率1.5KW，加熱形式：碳化硅爐+金屬內(nèi)襯，最高溫度800℃。 4、管式固定床反應(yīng)器：不銹鋼316L，內(nèi)徑Φ15mm，長度500mm，催化劑裝填量：1-10ml 5、預(yù)熱器：功率500W，304不銹鋼材質(zhì)。內(nèi)有防返混及防溝流裝置；使用溫度：室溫-400℃，使用壓力:常壓。 6、產(chǎn)品冷凝器：316L衛(wèi)生級不銹鋼，Φ76×200mm（316L內(nèi)盤管）。 7、氣液分離器：容積500mL，316L衛(wèi)生級不銹鋼。 8、液體泵：蠕動泵，轉(zhuǎn)速范圍0.1～50rpm，流量：0.2-10ml/min，4～20mA遠(yuǎn)程輸出控制。 9、加料罐:體積500ml，材質(zhì)：石英玻璃，數(shù)量1個。 10、濕式氣體流量計：額定流量：0.2m3/h，容積：2L，精度：±1%。 11、不銹鋼防震指針壓力表0-0.25MPa,數(shù)量2個。 12、溫度傳感器：K熱電偶，顯示分度0.1℃。 13、管路閥門：316L不銹鋼精密卡套管和閥門。 14、節(jié)能環(huán)保冷凝系統(tǒng)：溫度范圍-10～20℃，5L，數(shù)字式，控溫精度±0.5℃，帶循環(huán)水泵。 15、中央處理器：執(zhí)行速度0.64μs，內(nèi)存容量16K，內(nèi)建Ethernet支持Modbus TCP及Ethernet/IP通訊協(xié)議；功能：數(shù)據(jù)處理運(yùn)算。 16、模擬量模塊：高達(dá)16位分辨率，總和精度±0.5%，內(nèi)建RS485通訊模式。 17、溫度模塊：分辨率0.1℃，精度0.5%，內(nèi)建RS485通訊模式。 18、采用一體機(jī)平板觸摸電腦，全程數(shù)字化觸摸屏控制操作。HMI：投射式觸控技術(shù)，5000萬次觸摸點(diǎn)，內(nèi)存4G，功能：中央處理器數(shù)據(jù)顯示控制。 19、額定電壓：380V，總功率：3.5kW。 20、外形尺寸：1500×550×1800mm（長×寬×高），外形為可移動式設(shè)計，帶剎車輪，高品質(zhì)鋁合金型材框架，無焊接點(diǎn)，安裝拆卸方便，水平調(diào)節(jié)支撐型腳輪。 21、工程化標(biāo)識：包含設(shè)備位號、管路流向箭頭及標(biāo)識、閥門位號等工程化設(shè)備理念配套，使學(xué)生處于安全的實驗操作環(huán)境中，學(xué)會工程化管路標(biāo)識認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生工程化理念。 22、配套測控軟件可以實現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)實時在線采集顯示數(shù)據(jù)、曲線及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等。通過WIFI技術(shù)實現(xiàn)終端覆蓋。 |
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| 測控組成 | 變量 | 檢測機(jī)構(gòu) | 顯示機(jī)構(gòu) | 執(zhí)行機(jī)構(gòu) |
| 氣體流量 | 氣體質(zhì)量流量控制器 | 觸摸屏 | 閥控 | |
| 乙醇加入量 | 蠕動泵 | 觸摸屏 | 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) | |
| 預(yù)熱器加熱溫度 | K型熱電偶 | 觸摸屏 | 調(diào)壓模塊 | |
| 反應(yīng)器加熱溫度 | K型熱電偶 | 觸摸屏 | 調(diào)壓模塊 | |
| 反應(yīng)溫度 | K型熱電偶 | 觸摸屏 | 無 | |
| 反應(yīng)壓力 | 指針式壓力表 | 壓力表就地顯示 | 無 | |
1. 優(yōu)點(diǎn)：乙醇?xì)庀嗝撍埔蚁⿲嶒炑b置具有反應(yīng)速度快、能耗低、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。同時，由于采用了先進(jìn)的催化劑技術(shù)，使得該裝置在乙烯產(chǎn)率和選擇性方面表現(xiàn)出較高的性能。
2. 不足：乙醇?xì)庀嗝撍埔蚁⿲嶒炑b置在實際應(yīng)用中存在一定的局限性。例如，由于反應(yīng)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物較多，需要額外的處理設(shè)備進(jìn)行分離回收；此外，該裝置對操作條件要求較高，一旦出現(xiàn)失控現(xiàn)象，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。
總之，乙醇?xì)庀嗝撍埔蚁⿲嶒炑b置作為一種重要的化學(xué)反應(yīng)裝備，在石油化工、有機(jī)合成等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，為了更好地發(fā)揮其優(yōu)勢，還需不斷優(yōu)化和完善相關(guān)技術(shù)，提高裝置的安全性和穩(wěn)定性。