近幾年Armfield對儀器做了很大改進,可對精餾塔進行控制,軟件支持計算機連接系統(tǒng),并且可處理工廠運行數(shù)據(jù)。
為了突出這些優(yōu)點,Armfield研發(fā)了兩款實驗室用的蒸餾塔,學生,工程師和操作員可安全地進行實際演練:
1. 連續(xù)或是批次操作,計算機控制塔(模型參考UOP3CC),可演示相關工程專業(yè)的許多初級原理,以及現(xiàn)代控制策略更加復雜的演示。
2.只能進行批次操作的設備(模型參考UOP3BM)是人工控制的,可綜合研究精餾的基本原理。
在使用易燃溶劑時,兩款設備都是安全的
Armfield UOP3CC 做了很明顯的改進,每個托盤上都有附加的取樣口
特制的8點采樣&進料篩板塔部分
采樣&每個托盤的進料點
塔部分在現(xiàn)有的UOP3CC基礎上做了改進
之前,將熱電偶移除是為了取樣。在進行連續(xù)精餾操作時,將注射針插入每個篩板的取樣口便可獲取蒸汽或是液體。除此之外,取樣口可作為每個篩板上的額外進料部位。
取樣口是按照標準設計的,可安裝在現(xiàn)有的UOP3CC設備上。
分類說明
UOP3BM
間歇式精餾塔(指南):
間歇式精餾塔
獨立的篩板精餾塔設備包括再沸器,冷凝器和回流槽,可使用易燃溶劑,設備可進行批次操作
操作過程中每個篩板上的溫度都可被監(jiān)測,并顯示在臺式控制器上。控制器還可控制再沸器的電源,回流比設置在0-100%之間
控制臺前板連接可使用標準的實驗室記錄器,數(shù)據(jù)記錄器工業(yè)上標準的PID和PLC控制器(不提供)
U型管壓力計可測量精餾塔的壓力下降
50mm 直徑的篩板塔,可與提供的填充塔交換使用
真空系統(tǒng)可將操作壓力降低至200m巴
設備帶有完整的配置,包括保溫套,綜合操作說明書中對調試,維修和教學有詳細說明
UOP3CC
計算機連接精餾塔
獨立的篩板精餾柱設備包括物料容器,水泵,重沸器,冷凝器,回流分離器,產品收集容器,產品冷卻器,物料預熱器,適合與可燃溶劑一起使用,全套設備可進行批次和連續(xù)操作
8個取樣點
操作過程中每個篩板上的溫度都可被監(jiān)測,并顯示在臺式控制器上??刂破鬟€可控制重沸器的電源,回流比設置在0-100%之間
控制臺前板連接可使用標準的實驗室記錄器,數(shù)據(jù)記錄器工業(yè)上標準的PID和PLC控制器(不提供)
控制臺可與計算機(不提供)相連,軟件可在線記錄數(shù)據(jù),設置實時監(jiān)控和PID控制圈,用戶通過模擬圖可進行檢測,控制
U型管壓力計可測量精餾柱的壓力下降
真空系統(tǒng)可將操作壓力降低至200m巴
第三個物料容器帶有回流分離器,可演示共沸蒸餾
50mm 直徑的篩板塔,可與提供的填充塔交換使用
設備帶有完整的配置,包括保溫套,綜合操作說明書中對調試,維修和教學有詳細說明
描述
間歇式精餾塔(指南)UOP3BM
設備是獨立的,并配有全套的精餾儀器,適合在實驗室中進行與單元操作相關的實驗室工作
設備的電路絕對安全,并采用合適的防火設備,可對標準的試驗混合物進行安全蒸餾,例如甲基環(huán)已烷,甲醇水等
設備包括兩個相關聯(lián)的儀器:落地式加工設備,水平式控制臺
包含以下特征:
UOP3BM 加工設備
直徑為50mm的板式蒸餾塔,包括8個篩板和下降管。每個板都帶有溫度傳感器,可準確地測量各個板上的溫度
提供一個50mm的填充柱,但是用戶可與板式塔交換使用,對比研究兩種類型的精餾塔
電熱鍋爐可進行1-2小時的批次操作
再沸器的液面報警器功能可避免過熱
一個架空冷凝器可測量和調整冷卻水流量
冷凝物收集容器帶有兩個溢流堰,管道可分離不混溶液體
回流閥,螺線管產生0%-100%回流,可通過電子信號對其進行調整
差式壓力計與塔的頂部和底部相連,可檢測其壓力降
帶有計量器的真空系統(tǒng),可在壓力降至200m 巴的情況下研究蒸餾
系統(tǒng)采樣點便于進行分析
盛裝加工液體的材質有:玻璃,不銹鋼,PTFE或是類似的耐腐蝕材料
加工設備的總高度不超過2.5米(8.2ft)
提供保溫套,在蒸餾過程中可能會看到不止一個板
塔內最高工作溫度至少為130攝氏度
UOP3BM 控制臺
可檢測并顯示系統(tǒng)13以上的溫度,包括每個托盤中的液體溫度,再沸器溫度和冷凝器溫度
檢查,顯示,手動調整一下項目:
· 再沸器的電功率
· 回流比
通過前板連接,用戶可連接0-5伏工業(yè)標準的儀器或是可編程邏輯控制器,通過測量柱溫,在線監(jiān)測蒸出速率或是回流比。連接點還可使用標準實驗室圖形記錄器和數(shù)據(jù)記錄器(可同步測量兩個溫度)
漏電保護器保護主電源(單相3KW)。零壓防護安全電路可防止意外啟動
電路的斷路器可防止電流過剩
計算機連接精餾塔UOP3CC
該設備具備上述UOP3BM的所有手動操作特征,同時還包括以下特征:
UOP3CC加工設備
兩個5升的物料容器,可快速改變物料成分
通過調整泵馬達控制器的壓力,可將蠕動泵功率控制在在0-0.25升/分鐘
電熱再沸器可進行1-2小時的批次操作,但是在進行連續(xù)操作時,需要有內部溢流
底部的熱交換器可對水進行冷卻,也可作為物料預熱器
進料點可改變精餾塔入口物料的溫度
配量物料容器與精餾塔相連,還配有濃縮分離器,可研究共沸蒸餾
溫度傳感器可測量物料,生產系統(tǒng)和再沸器溫度
UOP3CC控制臺
檢測并顯示至少14個系統(tǒng)溫度,包括每個托盤內的液體溫度,再沸器溫度,液體經過冷凝器的溫度以及物料溫度
檢測,顯示并調整一下選項:
1. 再沸器的電功率
2. 回流比
3. 進給速度
控制臺后面的帶狀連接器可使用標準的實驗室圖形記錄器和數(shù)據(jù)記錄器(可進行同步測量)
通過USB接口,設備后面的USB連接器可與用戶提供的計算機連接
操作者通過控制臺前板上的遠程/手動開關,可將計算機控制轉換至設備前板
在沒有計算機控制信號的情況下(計算機控制模式),電源和馬達控制電路可自動關閉
UOP3CC軟件
定制的Windows軟件,帶有CD-ROM,通過USB接口可進行實時數(shù)據(jù)記錄,帶有模擬圖和圖表顯示結果,并可導入電子表格
可選擇多個線圈控制方案
控制設置包括:
· 手動控制進給速度,再沸器功率和回流比
· 報警設置
· 通過溫度傳感器調整再沸器電源的PID控制
· 控制回流比運算法則,柱溫隨時間的變化
· 同步控制再沸器的兩點溫度和回流比
實驗性能
間歇式精餾塔UOP3BM—人工控制
蒸出率產生的柱內壓力下降
蒸出率,全回流與柱效率之間的關系
操作線的McCabe-Thiele 結構
恒定回流比蒸餾:產物成分隨時間的變化
系統(tǒng)內的質量平衡
手動控制回流比,例如配置特定成分
將填充塔的性能和篩板塔的性能進行對比
計算連接精餾塔UOP3CC-只可進行連續(xù)操作,人工操作和計算機操作
包括演示UOP3BM間歇式精餾塔所列出的性能
連續(xù)的定態(tài)蒸餾,包括溫度曲線和McCabe-Thiele分析
連續(xù)蒸餾,根據(jù)柱溫對再沸器進行3階控制
連續(xù)蒸餾,頂部溫度控制回流比
連續(xù)蒸餾,再沸器的溫度控制和回流比(二環(huán)控制系統(tǒng))
優(yōu)化控制器設置可改變進給速度,物料成分或溫度
用戶自選控制法則
過程動態(tài),例如檢測和控制操作過程中板的啟動,關閉
特殊控制器的演示性能:
再沸器,回流比的PLC控制和報警功能(要求Armfield PCT19BR設備配有工業(yè)標準PLC)(圖13&14)
演示PLC和PID控制器的計算機監(jiān)測性能—介紹分散控制系統(tǒng)
根據(jù)柱溫對再沸器進行PID模擬控制(要求Armfield PCT20H設備配有工業(yè)標準控制器)
利用Armfield PCT19BR工業(yè)PLC設備控制精餾塔
比較不同回流比控制方法下的間歇式蒸餾
操作參數(shù)對柱溫的影響
(進給速度為60升/分鐘,60%三氯乙烯,40%二氯甲烷,鍋爐功率0.75lw,回流比2:1)
Table 1:Comparison of temperatures across pack所選的進料位置結果
塔頂進料 | ||||||||
時間 | 成分, m.f. | MCH | 功率 | 回流 | 溫度, °C | |||
- | 進料 | 中間 | 底部 | 輸入 kW | 比率 | 再沸器 | O/H 線 | 頂板 |
13.4 | 0.293 | - | - | - | - | - | - | - |
15 | - | - | - | 0.79 | 2:01 | 108.8 | 103.4 | 103.5 |
15.15 | - | - | - | 0.77 | 2:01 | 108.4 | 103 | 102.7 |
15.2 | - | 0.472 | 0.088 | - | - | - | - | - |
15.3 | - | - | - | 0.79 | 2:01 | 107.1 | 102.9 | 103.6 |
15.35 | - | 0.464 | 0.097 | - | - | - | - | - |
15.5 | - | 0.481 | 0.107 | 0.75 | 2:01 | 107.4 | 103 | 103.6 |
必要附件
分析設備,適合分析任何特殊液態(tài)混合物的成分(例如折射計)
UOP3CC要求
Windows 98系統(tǒng)或更高的版本
奔騰處理器
16MB RAM
15MB 硬盤容量
SVGA顯示(800X600,真色度)
可選附件
PCT19BR
PCL設備配有Allen Bradley SLC500,包括特定的設置程序(要求用戶提供計算機)。
這個程序最初是由Armfield設置的,兩個模擬輸入/輸出控制環(huán)路適合UOP3精餾塔(BM或是CC版),用戶可通過計算機進行重新設置。
PCT20H
PID控制器,包括霍尼韋爾UDC3300系列設備,帶有電壓/mA輸入和輸出,用于單環(huán)路控制,還配有報警裝置。適合UOP3BM和CC版本。提供的磁盤軟件可演示SCADA的基本原理,用戶提供的計算機可在線連接PID控制器。