一种聚合工艺作业安全技能培训与考核装置的制作方法

1.本实用新型属于工艺安全技能培训考核技术领域，尤其涉及一种聚合工艺作业安全技能培训与考核装置。


背景技术：

2.聚合工艺是指把单体小分子通过相互连接成为链状大分子,尤其非常大的分子，一般分子量达到5000以上，甚至可以达到几千万。从而得到一种新的材料的工艺过程。
3.聚合工艺作为一种特种工艺，要求学校、培训中心和企业对聚合工艺的操作人员进行安全技术实操培训考核、安全教育、技能实操考核评级工作等。但是，目前缺乏有效的培训考核实物装置；尤其是目前国家对危险化工工艺行业从业人员的上岗操作资格证的要求越来越高，迫切需要集培训和考核于一体的实物装置。
4.在现有的聚合工艺安全技能培训考核时，人们采用的是纯仿真的形式进行，不走任何物料，使用的全部都是仿真仪表阀门，而且工艺流程、控制逻辑方案不完整，过于简化，偏重理论培训、考试取证、功能单一、培训内容空洞，对安全事故缺乏管控能力，且设备的外形及安装形式、仪表的种类及样式、dcs控制系统等与工业化生产差别巨大，对工业生产现场的安全工作实际指导意义微小，并不能有效的提高学校学生和从业人员的聚合工艺作业安全技能水平。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种聚合工艺作业安全技能培训与考核装置，该装置利用先进声光电技术和工业级控制系统，参照危险化学品安全作业工艺单元评分标准，结合危化品产业实际情况，采用替代物料仿真模拟的形式进行聚合工艺作业安全技能实操考培。
6.为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
7.一种聚合工艺作业安全技能培训与考核装置，包括：
8.反应器，设有夹套；
9.氢气源、丁烯源和乙烯源，分别通过管路连接所述反应器，且分别向所述反应器内提供模拟氢气、模拟丁烯和模拟乙烯；
10.催化剂稀释罐，设有催化剂和活化剂，所述催化剂稀释罐通过管路连接所述反应器且管路上设有计量泵，所述反应器和所述催化剂稀释罐中均设有搅拌机构，所述催化剂和所述活化剂经所述搅拌机构搅拌混合后进入所述反应器内；
11.己烷储罐，储有模拟己烷，所述己烷储罐通过管路连接所述催化剂稀释罐和所述反应器且用于向两者提供所述模拟己烷作为母液，所述己烷储罐连接所述催化剂稀释罐和所述反应器的管路上设有己烷泵；
12.产物稀释罐，通过管路连接所述反应器，所述反应器中反应后的产物通过溢流进入所述产物稀释罐内；
13.淤浆冷却器，所述反应器通过循环管路连接所述淤浆冷却器的管程且所述循环管路上设有悬浮物循环泵，通过所述悬浮物循环泵将所述反应器中的悬浮物通过所述淤浆冷却器循环冷却；
14.冷却水源，通过管路连接所述淤浆冷却器壳程的冷却水进口且管路上设有冷却水泵，所述淤浆冷却器壳程的冷却水出口连接所述夹套的进口；
15.釜顶冷却器，所述反应器通过管路连接所述釜顶冷却器壳程的进口，所述釜顶冷却器通过冷凝换热将所述反应器内被蒸发的所述模拟己烷冷凝；
16.己烷接受罐，通过管路连接所述釜顶冷却器壳程的出口，且所述己烷接受罐通过管路连接所述反应器，所述釜顶冷却器中的所述模拟己烷冷凝后进入所述己烷接受罐内；
17.冷凝液循环泵，连接所述己烷接受罐，驱动所述己烷接受罐内液态的所述模拟己烷回流至所述反应器；
18.循环风机，连接所述己烷接受罐，驱动所述己烷接受罐内气态的所述模拟乙烯、所述模拟丁烯以及所述模拟氢气回流至所述反应器。
19.根据本实用新型一实施例，所述模拟氢气、所述模拟丁烯和所述模拟乙烯均为空气，所述模拟己烷为水。
20.根据本实用新型一实施例，所述氢气源、所述丁烯源和所述乙烯源与所述反应器连接的管路上、所述己烷储罐与所述反应器连接的管路上、所述己烷接受罐与所述反应器连接的所述气体管路上均设有流量计。
21.根据本实用新型一实施例，所述反应器中、所述悬浮物循环泵的出口管路上、所述冷却水泵的进、出口管路上、所述己烷泵的出口管路上、所述冷凝液循环泵的出口管路上、所述己烷接受罐中均设有压力表。
22.根据本实用新型一实施例，所述反应器中、所述夹套中、所述淤浆冷却器管程出口与所述反应器连接的管路上、所述釜顶冷却器出口与所述己烷接受罐连接的管路上均设有温度表。
23.根据本实用新型一实施例，所述反应器中、所述催化剂稀释罐中、所述己烷储罐中均设有液位计。
24.根据本实用新型一实施例，所述己烷储罐通过管路连接己烷源，所述己烷源用于向所述己烷储罐提供模拟己烷。
25.本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
26.(1)本实用新型实施例中设置反应器、氢气源、丁烯源、乙烯源、催化剂稀释罐、己烷储罐、产物稀释罐、淤浆冷却器和冷却水源，使得可较好的体现工业实际中典型的聚合工艺流程，使学员了解聚合工艺行业典型的工艺流程、生产原理、主要设备的结构及用途性能等。采取模拟物料水和空气运行，保证安全，且运行物料安全、环保、可循环使用，运行成本低。
附图说明
27.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
28.图1为本实用新型的一种聚合工艺作业安全技能培训与考核装置整体示意图。
29.附图标记说明：
30.c101：循环风机；v101：己烷接受罐；p101：冷凝液循环泵；e101：釜顶冷却器；r101：反应器；e102：淤浆冷却器；p104：悬浮物循环泵；p102：计量泵；p105：冷却水泵；v102：催化剂稀释罐；v103：产物稀释罐；p103：己烷泵；v104：己烷储罐；f：流量计；p：压力表；l：液位计；t：温度表。
具体实施方式
31.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
32.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
33.参看图1，本实用新型的核心是提供一种聚合工艺作业安全技能培训与考核装置，包括反应器r101、氢气源、丁烯源、乙烯源、催化剂稀释罐v102、己烷储罐v104、产物稀释罐v103、淤浆冷却器e102、冷却水源、釜顶冷却器e101、己烷接受罐v101、冷凝液循环泵p101和循环风机c101。
34.反应器r101外部套设有夹套、内部设有搅拌机构。且反应器r101上还设有压力表p、温度表t和液位计l，夹套上也设有温度表t。
35.氢气源、丁烯源和乙烯源分别通过管路连接反应器r101，分别向反应器r101内提供模拟氢气、模拟丁烯和模拟乙烯，且连接管路上均设有流量计f。
36.催化剂稀释罐v102中设有催化剂、活化剂以及搅拌机构，催化剂稀释罐v102通过管路连接反应器r101且管路上设有计量泵p102，催化剂和活化剂经搅拌机构搅拌混合后通过计量泵p102进入反应器r101内。且催化剂稀释罐v102中还设有液位计l。
37.己烷储罐v104中储有模拟己烷，且其还通过管路连接己烷源，以向己烷储罐v104内补充模拟己烷。且本实施例中，模拟氢气、模拟丁烯和模拟乙烯均为空气，模拟己烷为水。
38.己烷储罐v104通过管路连接催化剂稀释罐v102和反应器r101且用于向两者提供模拟己烷作为母液，己烷储罐v104连接催化剂稀释罐v102和反应器r101的管路上设有己烷泵p103，且己烷泵p103的出口管路上设有压力表p。己烷储罐v104中还设有液位计l。己烷储罐v104与反应器r101连接的管路上设有流量计f。反应器r101还连接补充模拟己烷母液。
39.产物稀释罐v103通过管路连接反应器r101，反应器r101中反应后的产物通过溢流进入产物稀释罐v103内，产物稀释罐v103中的反应产物接着去闪蒸罐。
40.反应器r101通过循环管路连接淤浆冷却器e102的管程且循环管路上设有悬浮物循环泵p104，通过悬浮物循环泵p104将反应器r101中的悬浮物通过淤浆冷却器e102循环冷却。且淤浆冷却器e102管程出口与反应器r101连接的管路上设有温度表t，悬浮物循环泵p104的出口管路上设有压力表p。
41.冷却水源通过管路连接淤浆冷却器e102壳程的进口且管路上设有冷却水泵p105，淤浆冷却器e102壳程的出口连接夹套的进口，夹套的出口连接循环水回水。且冷却水泵p105的进、出口管路上均设有压力表p。夹套的进口还连接有蒸汽源。
42.反应器r101通过管路连接釜顶冷却器e101壳程的进口，釜顶冷却器e101通过冷凝换热将反应器r101内被蒸发的模拟己烷冷凝。循环水上水连接釜顶冷却器e101的壳程进口，釜顶冷却器e101的壳程出口连接循环水回水。
43.己烷接受罐v101通过管路连接釜顶冷却器e101壳程的出口，且己烷接受罐v101通过管路连接反应器r101，釜顶冷却器e101中的模拟己烷冷凝后进入己烷接受罐v101内。
44.己烷接受罐v101通过管路连接釜顶冷却器e101的出口，己烷接受罐v101通过液体管路和气体管路连接反应器r101，且液体管路和气体管路上分别设有冷凝液循环泵p101和循环风机c101，冷凝成液体的模拟己烷通过液体管路进入反应器r101，气态的模拟己烷通过气体管路进入反应器r101。
45.己烷接受罐v101与反应器r101连接的气体管路上设有流量计f。冷凝液循环泵p101的出口管路上、己烷接受罐v101中均设有压力表p。釜顶冷却器e101出口与己烷接受罐v101连接的管路上设有温度表t。己烷接受罐v101还连接尾气处理系统。
46.下面对本实用新型的工作过程作进一步说明：
47.来自总管的模拟乙烯、模拟丁烯和模拟氢气分别经流量计f计量后混合进入反应器r101，催化剂和活化剂在催化剂稀释罐v102搅拌混合后经计量泵p102计量后进入反应器r101，聚合单体和共聚单体在催化剂的母液中进行聚合反应，反应后的产物通过溢流进入产物稀释罐v103内。己烷储罐v104通过己烷泵p103为催化剂稀释罐v102和反应器r101提供母液。
48.聚合反应属于强放热反应，反应器r101内的大部分热量被模拟己烷潜热带走，小部分热量通过夹套冷却水吸收，被蒸发的模拟己烷通过釜顶冷却器e101冷凝后进入己烷接受罐v101，罐内的液体再通过冷凝液循环泵p101回流至反应器r101循环使用，未冷凝的气体通过循环高压风机送至反应器r101。该聚合工艺采用淤浆外循环冷却工艺，将反应器r101内的淤浆和夹套内的冷却水分别通过淤浆冷却器e102的管程、壳程进行体系降温，夹套内的水温通过补充的冷却水控制。
49.本实用新型选取聚模拟乙烯工业的反应工段为装置工艺设计蓝本，装置全部采取模拟物料水和空气运行，保证安全，运行物料安全、环保，且可循环使用，运行成本低。
50.装置配置有真实的工业级dcs控制系统，dcs界面数据能够模拟工业中真实的聚合工艺装置系统的工艺参数，仪表测量信号采集后进行仿真处理，dcs仪表数据能够模拟工业中真实的聚合工艺装置系统的工艺参数。且设计了esd联锁控制系统，集培训和考核于一体。esd联锁系统独立于dcs控制系统，其安全级别高于dcs。
51.装置培训考核考点丰富，设计有隐患排查、装置开停车、正常运行、异常处理和应急处置等诸多培训考核内容。设计有隐患排查、装置开车操作、装置正常运行、装置停车操作、异常处理、应急处置等诸多培训考核功能，可以对学员聚合工艺装置现场危险源、安全注意事项、个人防护等进行培训考核。且能实现聚合工艺实物仿真装置的开车过程、正常运行、停车过程及故障事故处理过程的考核培训功能。
52.装置外形和安装方式参照工业现场实际，采用工业化布局和真实的工业级dcs控制系统，能广泛开展聚合工艺高危企业安全技能培训与考核、实现多元安全技能培训载体、支撑聚合工艺安全技能培训基础能力建设。且紧扣考试标准设计，遵循工艺原理，融入异常故障，设置事故仿真场景，可实现计算机自动评分。且将先进声光电技术和工业级控制系统
融入到装置中，贴近工业现场实际，体现时代特点。
53.本实用新型面向化工安全工程、化工工程与工艺、应用化学、电气工程等工科专业的学校研究教学需要，面向培训中心和化工企业的生产安全技能培训、考核评级取证的需要，设计开发了聚合工艺作业安全技能培训与考核装置，利用先进声光电技术和工业级控制系统，结合危化品产业实际情况，采用仿真模拟的形式进行聚合工艺作业安全技能实操考培，将学校学生、企业负责人和企业安全管理人员、特种作业人员的危险化工工艺作业安全培训、岗位人员安全培训、应急演练培训、职业安全健康等多种培训进行融合，形成一套完整的、科学有效的、具有鲜明特色的聚合工艺作业安全技能实操考核新系统。本装置能较好的体现工业实际中典型的聚合工艺流程，现场装置根据聚合工艺中的典型设备按一定比例缩小组成，使学员了解聚合工艺行业典型的工艺流程、生产原理、主要设备的结构及用途性能等。能开展聚合工艺高危企业安全技能培训与考核，且紧扣考试标准设计，遵循工艺原理，融入异常故障，设置事故仿真场景，可实现计算机自动评分。
54.上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。