一种化工实践装置的反应模块论文和设计-杨宁宁

全文摘要

本实用新型公开了一种化工实践装置的反应模块，包括反应釜、结晶釜和第一母液罐，反应釜的进口通过连接酸酐泵的管道连接有乙酸酐原料罐，反应釜的出口通过连接袋式过滤器的管道与结晶釜的进口连通，结晶釜的出口通过连接第一离心机的管道与第一母液罐的进口连通，第一母液罐的出口通过管道与反应釜的进口连通，本实用新型能够利用真空进行物料的转移，方便快捷，而且利用压缩空气对离心机上方的管道进行清洗，避免堵塞；另外在反应釜出口连接的管道上设置袋式过滤器，能够将大块的物质进行过滤，防止真空无法抽走从而堵塞管道；反应釜、结晶釜、中和釜均设置冷凝器，能够使挥发的气体冷凝回流。

主设计要求

1.一种化工实践装置的反应模块，其特征在于：包括反应釜、结晶釜和第一母液罐，所述反应釜的进口通过连接酸酐泵的管道连接有乙酸酐原料罐，所述反应釜的出口通过连接袋式过滤器的管道与结晶釜的进口连通，所述结晶釜的出口通过连接第一离心机的管道与第一母液罐的进口连通，所述第一母液罐的出口通过管道与反应釜的进口连通。

设计方案

2.根据权利要求1所述的化工实践装置的反应模块，其特征在于：还包括中和釜，所述中和釜的进口通过管道与所述第一母液罐的出口连通，所述中和釜也通过管道连接有真空。

3.根据权利要求2所述的化工实践装置的反应模块，其特征在于：所述反应釜、所述结晶釜、所述中和釜分别通过管道连接有第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器。

4.根据权利要求3所述的化工实践装置的反应模块，其特征在于：还包括软化水上水管、循环水上水管、循环水回水管、压缩空气管道、真空管道、冷水上水管、冷水回水管、热水上水管、热水回水管和排污管道。

5.根据权利要求4所述的化工实践装置的反应模块，其特征在于：所述反应釜、所述结晶釜和所述中和釜的进口均通过管道与所述软化水上水管连通，所述第一冷凝器、所述第二冷凝器和所述第三冷凝器的循环水进出口分别与所述循环水上水管、循环水回水管连通。

6.根据权利要求5所述的化工实践装置的反应模块，其特征在于：所述反应釜、所述结晶釜、所述中和釜、所述第一母液罐分别通过管道与所述真空管道连通，所述反应釜、所述结晶釜、所述中和釜、所述第一母液罐的出口均通过管道与所述排污管道连通。

7.根据权利要求6所述的化工实践装置的反应模块，其特征在于：所述结晶釜的出口与所述第一离心机之间的管道与所述压缩空气管道通过管道连通。

8.根据权利要求7所述的化工实践装置的反应模块，其特征在于：所述管道均连接有阀门。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及化工实验、实践教学设备的技术领域，特别涉及一种化工实践装置的反应模块。

背景技术

在化工实践教学中许多种产品的制备工艺和流程基本上是相同的，都需要用到反应釜、结晶釜等化学反应需要的设备，要在每一条生产线上都设置具有反应釜、结晶釜等化学反应需要的设备，增加了成本，而且利用学校的实验设备利用率低，因此，采用一种能够通用的反应设备，就能够在不同的生产线上进行替代，降低了成本，还能够增加实验设备的利用率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题在于针对上述问题，提供一种化工实践装置的反应模块。

本实用新型的技术方案是：一种化工实践装置的反应模块，包括反应釜、结晶釜和第一母液罐，所述反应釜的进口通过连接酸酐泵的管道连接有乙酸酐原料罐，所述反应釜的出口通过连接袋式过滤器的管道与结晶釜的进口连通，所述结晶釜的出口通过连接第一离心机的管道与第一母液罐的进口连通，所述第一母液罐的出口通过管道与反应釜的进口连通。

优选的，还包括中和釜，所述中和釜的进口通过管道与所述第一母液罐的出口连通，所述中和釜也通过管道连接有真空。

优选的，所述反应釜、所述结晶釜、所述中和釜分别通过管道连接有第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器。

优选的，还包括软化水上水管、循环水上水管、循环水回水管、压缩空气管道、真空管道、冷水上水管、冷水回水管、热水上水管、热水回水管和排污管道。

优选的，所述反应釜、所述结晶釜和所述中和釜的进口均通过管道与所述软化水上水管连通，所述第一冷凝器、所述第二冷凝器和所述第三冷凝器的循环水进出口分别与所述循环水上水管、循环水回水管连通。

优选的，所述反应釜、所述结晶釜、所述中和釜、所述第一母液罐分别通过管道与所述真空管道连通，所述反应釜、所述结晶釜、所述中和釜、所述第一母液罐的出口均通过管道与所述排污管道连通。

优选的，所述结晶釜的出口与所述第一离心机之间的管道与所述压缩空气管道通过管道连通。

优选的，上述管道均连接有阀门。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型能够能够自由组装到不同的生产线，一方面让学生了解化工生产的相同点和不同点，另一方面能够降低学校购买设备的成本，提高设备利用率低。

本实用新型能够利用真空进行物料的转移，方便快捷，而且利用压缩空气对离心机上方的管道进行清洗，避免堵塞；另外在反应釜出口连接的管道上设置袋式过滤器，能够将大块的物质进行过滤，防止真空无法抽走从而堵塞管道；反应釜、结晶釜、中和釜均设置冷凝器，能够使挥发的气体冷凝回流；能够让学生自己动手、充分了解实际生产流程、理解各个阶段的反应原理。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1.自来水上水管、1-1.软化水上水管、1-2.循环水上水管、1-3.循环水回水管、1-4.冷水上水管、1-5.冷水回水管、1-6.热水上水管、1-7.热水回水管、2.压缩空气管道、3.真空管道、4.排污管道、5.排出管道、6.回流管道、7.加热循环泵、8.制冷循环泵、fy1.乙酸酐原料罐、fy2.酸酐泵、fy3.反应釜、fy4.结晶釜、fy5.第一离心机、fy6.第一母液罐、fy7.中和釜、fy8.第一冷凝器、fy9.第二冷凝器、fy10.第三冷凝器、fy11.袋式过滤器。

具体实施方式

本实用新型的具体实施方式参见图1：

一种化工实践装置的反应模块，如图1，包括反应釜fy3、结晶釜fy4、中和釜fy7和第一母液罐fy6，反应釜fy3的进口通过连接酸酐泵fy2的管道连接有乙酸酐原料罐fy1，反应釜fy3的出口通过连接袋式过滤器fy11的管道与结晶釜fy4的进口连通，结晶釜fy4的出口通过连接第一离心机fy5的管道与第一母液罐fy6的进口连通，第一母液罐fy6的出口通过管道与反应釜fy3的进口连通；

反应釜fy3、结晶釜fy4、第一母液罐fy6、均通过管道连接真空；

中和釜fy7的进口通过管道与第一母液罐fy6的出口连通，中和釜fy7也通过管道连接有真空；

反应釜fy3、结晶釜fy4、中和釜fy7分别通过管道连接有第一冷凝器fy8、第二冷凝器fy9、第三冷凝器fy10。

该反应模块中设有软化水上水管1-1、循环水上水管1-2、循环水回水管1-3、压缩空气管道2、真空管道3、冷水上水管1-4、冷水回水管1-5、热水上水管1-6、热水回水管1-7和排污管道4，热水上水管1-6和热水回水管1-7之间通过管道连接加热循环泵7，冷水上水管1-4和冷水回水管1-5之间通过管道连接第二制冷循环泵8。

在该反应模块中，反应釜fy3、结晶釜fy4和中和釜fy7的进口均通过管道与软化水上水管1-1连通，第一冷凝器fy8、第二冷凝器fy9和第三冷凝器fy10的循环水进出口分别与循环水上水管1-2、循环水回水管1-3连通。

在该反应模块中，反应釜fy3、结晶釜fy4、中和釜fy7、第一母液罐fy6分别通过管道与真空管道3连通，反应釜fy3、结晶釜fy4、中和釜fy7、第一母液罐fy6的出口均通过管道与排污管道4连通。

在该反应模块中，结晶釜fy4的出口与第一离心机fy5之间的管道与反应模块的压缩空气管道2通过管道连通，结晶釜fy4的出口与第一离心机fy5之间的管道与软化水上水管1-1通过管道连通，反应釜fy3外部的换热夹套分别与热水上水管1-6、热水回水管1-7连通，反应釜fy3外部的换热夹套还分别与循环水上水管1-2、循环水回水管1-3连通，结晶釜fy4外部的换热夹套分别与冷水上水管1-4、冷水回水管1-5连通，中和釜fy7外部的换热夹套分别与循环水上水管1-2、循环水回水管1-3连通，反应釜fy3、结晶釜fy4和中和釜fy7外部的换热夹套分别通过管道与排污管道4连接。

该反应模块的各个管道均连接有阀门。

本实用新型能够将阿司匹林生产线进行模块化、比例化制作安装到实验室内，方便进行实践教学工作，而且能够自由组装，锻炼学生的动手能力、创造能力，而且危险性大大降低。

本实用新型工作时，向乙酸酐原料罐fy1加入乙酸酐溶液，向反应釜fy3加入水杨酸，开启反应釜fy3和酸酐泵fy2，乙酸酐原料罐通过酸酐泵fy2加入到反应釜fy3中，再通过反应釜fy3上的恒压漏斗向反应釜fy3加入浓硫酸，开启制热循环泵，打开制热循环泵与热水上水管1-6、热水回水管1-7连接的管道上阀门VA206、阀门VA207，将反应釜fy3上换热夹套与热水上水管1-6、热水回水管1-7连通的管道上阀门VA209、VA211分别打开，将反应釜fy3上换热夹套与循环水上水管1-2、循环水回水管1-3连通的管道上阀门VA208、VA212均保持关闭，给反应釜fy3加热，打开第一冷凝器fy8与循环水上水管1-2、循环水回水管1-3连接的管道上阀门，通入循环水，将反应釜fy3挥发的气体冷凝回流带反应釜fy3内，待反应温度升至75℃时，观察反应现象，通过调节阀门VA209、VA211及时调整反应温度，保证温度不超过80℃，观察回流现象，保持反应40-50min，反应时间到，停止加热，关闭阀门VA209、VA211，开启阀门换热夹套与排污管连接管道上的阀门VA210，将换热夹套中的热水排出，开启阀门VA208、VA212，向反应釜fy3的换热夹套通入循环水对反应釜fy3进行冷却降温；待反应温度降至30-40℃之间，打开放料阀VA201、VA202，开启真空电磁阀VA215，经真空将反应釜fy3内液料倒料至结晶釜fy4，打开第二制冷循环泵8，开启结晶釜fy4换热夹套与冷热上水管、冷水回水管1-5连接管的阀门VA223、VA218，向结晶釜fy4的换热夹套通入循环冷水进行降温，打开软化水上水管1-1连通到结晶釜fy4的管道上阀门，向结晶釜fy4中通入少量软化水，水解过量的乙酸酐，少量多次加入软化水，加水过程中注意温度变化并及时降温；设定转速至20-30rpm左右，继续通入冷水冷却，使结晶析出；待晶体析出，开启真空系统，保持真空缓冲罐gy9压力为-0.05MPa，开启第一母液罐fy6与真空管道3连接的管道上阀门VA216，启动第一离心机fy5，打开放料阀VA219、VA221，开始离心过滤；母液进入母液罐V202中，经真空系统，开启中和釜fy7与真空管道3连接的管道上阀门VA217，母液倒料至中和釜fy7中，加入配置好的碱液进行中和反应，环保排放处理；也可将软化水上水管1-1连接在阀门VA219、VA221之间的管道上阀门打开，通入少量软化水洗涤阿司匹林粗品；第一母液罐fy6中的母液也可以通过开启反应釜fy3与真空管道3连接的管道上真空电磁阀VA214，将母液倒至反应釜fy3中，进行二次反应。

本实用新型中自来水经过软化水柱制备软化水并储存到软化水罐，循环水可以利用已经制备的软化水也可以直接利用自来水，根据需要自行设置，软化水罐通过软化水泵与软化水上水管1-1连接，循环水罐通过循环水泵与循环水上水管1-2、循环水回水管1-3连接，为后续各个模块提供软化水和循环水，循环水罐还连接第一制冷循环泵，能够保持循环水的低温状态，压缩空气缓冲罐和真空缓冲罐分别连接空压机和真空泵，压缩空气缓冲罐和真空缓冲罐还分别通过管道与压缩空气管道2和真空管道3连接，压缩空气缓冲罐和真空缓冲罐分别为后续的工序提供稳定的压缩空气源和真空源，热水上水管1-6和热水回水管1-7之间通过管道连接加热循环泵7，冷水上水管1-4和冷水回水管1-5之间通过管道连接第二制冷循环泵8。

在该实践装置中，各个罐体都通过管道连接排污管道，方便清洗。

设计图

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主设计要求

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