高可靠性反應(yīng)裝置及其自動化控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種反應(yīng)裝置及其控制系統(tǒng)，具體為一種高可靠性反應(yīng)裝置及其自動化控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]用于催化劑評價的反應(yīng)裝置是對催化劑活性、選擇性等進(jìn)行評價的反應(yīng)裝置，微型反應(yīng)管R61是常用的實驗室催化劑開發(fā)和評價裝置；通常情況下每套反應(yīng)裝置都需配有氣體進(jìn)料系統(tǒng)、氣體流量控制系統(tǒng)、液體進(jìn)料系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、加熱及控溫系統(tǒng)、分析檢測系統(tǒng)等組成部分，在反應(yīng)過程中反應(yīng)溫度和壓力等條件的精確控制程度直接影響著催化劑的評價結(jié)果；現(xiàn)有技術(shù)中的應(yīng)用于催化劑評價的反應(yīng)裝置存在如下問題:無法保證長期穩(wěn)定可靠運行，容易出現(xiàn)二次事故的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對以上問題的提出，而研制一種高可靠性反應(yīng)裝置及其自動化控制系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)手段如下:
[0005]—種高可靠性反應(yīng)裝置，包括:
[0006]至少兩路氣體管路，分別為第一氣體管路、第二氣體管路；
[0007]與第一氣體管路、第二氣體管路均連通的第一共用管路；
[0008]液體管路；
[0009]安裝在所述液體管路上的計量栗；
[0010]與所述第一共用管路和液體管路相連通，用于對經(jīng)由第一氣體管路、第二氣體管路和第一共用管路輸送過來的各氣體、以及液體管路輸送過來的液體進(jìn)行混合和預(yù)熱的預(yù)熱器M61 ；
[0011]與所述預(yù)熱器M61出口端相連接的反應(yīng)管R61 ;混合后的所述各氣體和液體經(jīng)預(yù)熱器M61預(yù)熱后得到氣液混合物，該氣液混合物進(jìn)入所述反應(yīng)管R61并在反應(yīng)管R61中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)后得到產(chǎn)品；
[0012]對所述反應(yīng)管R61進(jìn)行加熱的反應(yīng)爐F61 ；
[0013]換熱器E62;
[0014]儲罐D(zhuǎn)63和儲罐D(zhuǎn)64;
[0015]閥箱；
[0016]設(shè)置在閥箱內(nèi)的六通閥V6 ;所述反應(yīng)管R61輸出的產(chǎn)品被分成三路，其中第一路經(jīng)所述換熱器E62冷卻換熱后進(jìn)入儲罐D(zhuǎn)63或儲罐D(zhuǎn)64，第二路與所述六通閥V6的第二端相連通，第三路直接進(jìn)入所述儲罐D(zhuǎn)63和儲罐D(zhuǎn)64 ;所述六通閥V6的第一端為第一排空端；
[0017]定量管Ql ;所述定量管Ql兩端分別連接所述六通閥V6的第三端和第六端；
[0018]通過保溫管路連接所述六通閥V6第四端和第五端，并得到產(chǎn)品色譜分析結(jié)果的色譜分析儀GC ;
[0019]另外，所述反應(yīng)裝置還包括與第一共用管路相連通的第三氣體管路，該第三氣體管路經(jīng)由第一共用管路輸送氣體至預(yù)熱器M61 ;
[0020]進(jìn)一步地，所述保溫管路通過自控溫伴熱帶進(jìn)行加熱；所述反應(yīng)裝置還包括:
[0021]設(shè)置在第一氣體管路上的壓力傳感器PT12 ;
[0022]設(shè)置在第二氣體管路上的壓力傳感器PT22 ;
[0023]設(shè)置在第三氣體管路上的壓力傳感器PT32 ;
[0024]用于檢測預(yù)熱器M61內(nèi)溫度的熱電偶T64 ；
[0025]用于檢測反應(yīng)管R61內(nèi)溫度的熱電偶T61 ；
[0026]用于檢測反應(yīng)爐F61內(nèi)溫度的熱電偶T62 ；
[0027]用于對所述閥箱進(jìn)行加熱的加熱線；
[0028]用于檢測閥箱內(nèi)溫度的熱電偶T63 ；
[0029]用于檢測保溫管路溫度的熱電偶T65 ;
[0030]設(shè)置在第一共用管路上的壓力傳感器PT61 ;
[0031]設(shè)置在反應(yīng)管R61與六通閥V6之間管路上的壓力傳感器PT62 ;
[0032]設(shè)置在所述閥箱內(nèi)，并依次設(shè)置在反應(yīng)管R61與六通閥V6之間管路上的電磁開關(guān)閥V71、定壓閥V72和電磁開關(guān)閥V74 ；
[0033]設(shè)置在所述換熱器E62與儲罐D(zhuǎn)63之間管路上的電磁開關(guān)閥V63 ;
[0034]設(shè)置在所述換熱器E62與儲罐D(zhuǎn)64之間管路上的電磁開關(guān)閥V64 ;
[0035]連通儲罐D(zhuǎn)63、儲罐D(zhuǎn)64和所述反應(yīng)管R61的三通閥V65 ；
[0036]用于檢測儲罐D(zhuǎn)63內(nèi)壓力的壓力傳感器PT63 ;
[0037]用于檢測儲罐D(zhuǎn)64內(nèi)壓力的壓力傳感器PT64 ;
[0038]依次設(shè)置在第一氣體管路上的定壓閥V12、電磁開關(guān)閥V13、質(zhì)量流量計FTC01、電磁開關(guān)閥V15 ;所述質(zhì)量流量計FTCOl兩端并聯(lián)有電磁開關(guān)閥V14 ;
[0039]依次設(shè)置在第二氣體管路上的定壓閥V22、電磁開關(guān)閥V23、質(zhì)量流量計FTC02、電磁開關(guān)閥V25 ;所述質(zhì)量流量計FTC02兩端并聯(lián)有電磁開關(guān)閥V24 ;
[0040]依次設(shè)置在第三氣體管路上的定壓閥V32、電磁開關(guān)閥V33、質(zhì)量流量計FTC03、電磁開關(guān)閥V35 ;所述質(zhì)量流量計FTC03兩端并聯(lián)有電磁開關(guān)閥V34 ;
[0041]另外，所述反應(yīng)裝置還包括第四氣體管路；所述第四氣體管路與所述第一共用管路相連通，并與所述儲罐D(zhuǎn)63和儲罐D(zhuǎn)64相連通；所述第四氣體管路與所述第一共用管路之間的管路上設(shè)置有電磁閥V43、電磁開關(guān)閥V46 ;所述第四氣體管路上設(shè)置有定壓閥V42 ;所述第四氣體管路還通過管路連接所述六通閥V6第二端；所述第四氣體管路與所述六通閥V6第二端之間的管路上設(shè)置有定壓閥V35和電磁開關(guān)閥V75 ;
[0042]進(jìn)一步地，所述反應(yīng)管R61還連接第二排空端；在所述反應(yīng)管R61與第二排空端之間還設(shè)置有電磁開關(guān)閥V73和轉(zhuǎn)子流量計FI71 ;所述儲罐D(zhuǎn)63還通過相互并聯(lián)的電磁開關(guān)閥V64B和V77連接第三排空端；所述儲罐D(zhuǎn)64還通過相互并聯(lián)的電磁開關(guān)閥V64A和V76連接第三排空端。
[0043]—種高可靠性反應(yīng)裝置自動化控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)與上述任一項所述的高可靠性反應(yīng)裝置相連接；
[0044]所述控制系統(tǒng)包括:
[0045]連接所述預(yù)熱器M61、加熱線、反應(yīng)爐F61、自控溫伴熱帶、第一氣體管路所連接的氣源、第二氣體管路所連接的氣源、計量栗和所述反應(yīng)裝置包括的各電磁開關(guān)閥的下位機(jī)；所述下位機(jī)用于控制所述預(yù)熱器M61、加熱線、反應(yīng)爐F61和自控溫伴熱帶的加熱開關(guān)狀態(tài)、以及控制第一氣體管路所連接的氣源、第二氣體管路所連接的氣源、計量栗和所述反應(yīng)裝置包括的各電磁開關(guān)閥的開關(guān)狀態(tài)；
[0046]連接所述預(yù)熱器M61的預(yù)熱器加熱控制器；
[0047]連接所述加熱線的閥箱加熱控制器；
[0048]連接所述自控溫伴熱帶的保溫管路加熱控制器；
[0049]連接所述反應(yīng)爐F61的反應(yīng)爐加熱控制器；
[0050]多路溫度壓力巡檢儀；所述多路溫度壓力巡檢儀與所述反應(yīng)裝置包括的各壓力傳感器、各熱電偶相連接；
[0051 ] 連接所述預(yù)熱器加熱控制器、閥箱加熱控制器、保溫管路加熱控制器、反應(yīng)爐加熱控制器和多路溫度壓力巡檢儀的上位機(jī)；
[0052]另外，所述控制系統(tǒng)還包括用于檢測反應(yīng)裝置工作過程中是否有可燃?xì)怏w泄漏的可燃?xì)怏w報警器；所述上位機(jī)還與所述下位機(jī)、質(zhì)量流量計FTC01、質(zhì)量流量計FTC02、計量栗相連接；
[0053]進(jìn)一步地，所述上位機(jī)與所述下位機(jī)之間通過RS232總線進(jìn)行相互通信；所述上位機(jī)通過RS485總線與所述預(yù)熱器加熱控制器、閥箱加熱控制器、保溫管路加熱控制器、反應(yīng)爐加熱控制器、多路溫度壓力巡檢儀、質(zhì)量流量計FTCOl、質(zhì)量流量計FTC02和計量栗相互連接；
[0054]進(jìn)一步地，所述控制系統(tǒng)的工作過程包括:
[0055]S1:上位機(jī)檢測其與下位機(jī)之間的通訊是否正常，是則執(zhí)行S2，否則上位機(jī)進(jìn)行下位機(jī)通訊故障報警，并控制預(yù)熱器加熱控制器、閥箱加熱控制器、保溫管路加熱控制器、反應(yīng)爐加熱控制器和計量栗停止工作，然后返回SI ;
[0056]S2:上位機(jī)檢測其與所述預(yù)熱器加熱控制器、閥箱加熱控制器、保溫管路加熱控制器、反應(yīng)爐加熱控制器、以及多路溫度壓力巡檢儀之間的通訊是否正常，是則執(zhí)行步驟S3，否則上位機(jī)進(jìn)行儀表通訊故障報警，并通過下位機(jī)控制預(yù)熱器M61、加熱線、反應(yīng)爐F61和自控溫伴熱帶停止加熱、以及控制第一氣體管路所連接的氣源、第二氣體管路所連接的氣源和計量栗關(guān)閉，然后返回S2 ;
[0057]S3:下位機(jī)檢測可燃?xì)怏w報警器是否有報警信號，是則下位機(jī)告知上位機(jī)報警，上位機(jī)同時控制預(yù)熱器加熱控制器、閥箱加熱控制器、保溫管路加熱控制器、反應(yīng)爐加熱控制器和計量栗停止工作，并通過下位機(jī)控制預(yù)熱器M61、加熱線、反應(yīng)爐F61和自控溫伴熱帶停止加熱、以及控制第一氣體管路所連接的氣源、第二氣體管路所連接的氣源和計量栗關(guān)閉，然后返回S3，否則執(zhí)行S4;
[0058]S4:上位機(jī)通過多路溫度壓力巡檢儀判斷是否有超溫和/或超壓信號，是則上位機(jī)控制預(yù)熱器加熱控制器、閥箱加熱控制器、保溫管路加熱控制器、反應(yīng)爐加熱控制器和計量栗停止工作，并通過下位機(jī)控制預(yù)熱器M61、加熱線、反應(yīng)爐F61和自控溫伴熱帶停止加熱、以及控制第一氣體管路所連接的氣源、第二氣體管路所連接的氣源和計量栗關(guān)閉，然后返回S4，否則執(zhí)行S5 ;
[0059]S5:下位機(jī)檢測其與上位機(jī)之間的通訊是否正常，是則返回SI，否則下位機(jī)控制預(yù)熱器M61、加熱線、反應(yīng)爐F61和自控溫伴熱帶停止加熱、以及控制第一氣體管路所連接的氣源、第二氣體管路所連接的氣源和計量栗關(guān)閉，然后返回S5 ;
[0060]進(jìn)一步地，所述控制系統(tǒng)針對不同級別的用戶設(shè)置有不同的操作權(quán)限。
[0061]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的高可靠性反應(yīng)裝置及其自動化控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確監(jiān)測反應(yīng)裝置在進(jìn)行催化劑評價過程中的反應(yīng)條件如壓力、溫度、氣體流量、液體流量等，并通過上位機(jī)和下位機(jī)的相互配合，不僅完成了催化劑評價過程中反應(yīng)溫度和壓力等條件的精確控制程度，而且能夠在出現(xiàn)超溫超壓時