TW-GY339B數(shù)字型乙苯脫氫制苯乙烯實驗裝置
TW-GY339B裝置：把苯乙烯生產(chǎn)車間“搬進(jìn)”化工實訓(xùn)室
精密的儀表盤上，溫度、壓力、流量參數(shù)實時跳動，一組身著實訓(xùn)服的學(xué)生正屏息凝神地調(diào)整著控制閥——在職業(yè)院校的化工實訓(xùn)室里，這套裝置正模擬著現(xiàn)代化工廠里生產(chǎn)苯乙烯的核心過程。
實驗室里的不銹鋼框架結(jié)構(gòu)緊湊，控制屏面板上各項參數(shù)一目了然：反應(yīng)溫度540～640℃，水與乙苯體積比穩(wěn)定在1.5∶1，30ml氧化鐵催化劑正在不銹鋼管式反應(yīng)器中發(fā)揮著作用。
01 裝置概述
我們實訓(xùn)室引入的 TW-GY339B數(shù)字型乙苯脫氫制苯乙烯實驗裝置 看似是一個小型設(shè)備，但功能十分完整。它由反應(yīng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩大部分組成。
這套數(shù)字型乙苯脫氫制苯乙烯實驗裝置，外形尺寸為1500×600×1700毫米，采用可移動式設(shè)計，底部帶剎車輪，方便在不同的實訓(xùn)場所使用。
裝置最核心的是小型管式固定床反應(yīng)器，采用304不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)徑20毫米，長度550毫米。反應(yīng)器加熱爐采用三段獨立加熱控溫方式，每段加熱功率為1KW，最高使用溫度可達(dá)800℃，能夠滿足不同溫度區(qū)間的實驗需求。
02 教學(xué)功能與設(shè)計特點
這套實驗裝置在教學(xué)中具有多重功能。學(xué)生可以通過它了解以乙苯為原料，在氧化鐵催化劑上進(jìn)行固定床制備苯乙烯的全過程。
數(shù)字型乙苯脫氫制苯乙烯實驗裝置的優(yōu)勢在于真實模擬。學(xué)生需要學(xué)會穩(wěn)定工藝操作條件，掌握整個實驗的工藝流程和具體操作。
裝置的設(shè)計充分考慮了教學(xué)需求。整機(jī)流程設(shè)計合理，設(shè)備安裝緊湊，操作方便，性能穩(wěn)定，重現(xiàn)性好。
它不僅可以鍛煉學(xué)生穩(wěn)定反應(yīng)體系的操作能力，還能讓學(xué)生學(xué)習(xí)催化劑的活性評價方法，甚至掌握催化劑失活后通過水蒸氣活化除焦再生的技術(shù)。
03 核心操作與工藝流程
操作這套數(shù)字型乙苯脫氫制苯乙烯實驗裝置需要嚴(yán)格按照流程進(jìn)行。準(zhǔn)備工作包括接通電源，打開電源總開關(guān)、預(yù)熱控溫開關(guān)、反應(yīng)測溫開關(guān)及各段溫控開關(guān)。
隨后需要將預(yù)熱區(qū)、反應(yīng)器各段及反應(yīng)區(qū)分別逐步升溫至預(yù)定溫度，同時開啟冷卻水系統(tǒng)。
當(dāng)預(yù)熱區(qū)溫度達(dá)到300℃，反應(yīng)區(qū)溫度升至500℃后，學(xué)生需要啟動水泵，將蒸餾水流量調(diào)整至規(guī)定值，然后調(diào)節(jié)反應(yīng)段升溫至525℃。
溫度達(dá)到要求后，啟動乙苯加料泵，將乙苯流量調(diào)整為0.5ml/min，同時開始計時。
反應(yīng)過程中，學(xué)生需要密切監(jiān)控各項參數(shù)。TW-GY339B數(shù)字型乙苯脫氫制苯乙烯實驗裝置配備的測控系統(tǒng)十分完善，包括氣體流量計、計量泵、熱電偶和壓力傳感器等。
乙苯和水分別通過微型隔膜計量泵加入，流量由數(shù)字流量顯示儀監(jiān)控，精度可達(dá)0.5%FS。
04 實驗技能培養(yǎng)
通過操作這套數(shù)字型乙苯脫氫制苯乙烯實驗裝置，學(xué)生能夠培養(yǎng)多方面的實驗技能。反應(yīng)完成后，學(xué)生需要將粗產(chǎn)品從分離器中放入量筒內(nèi)，使用分液漏斗分離水層，然后稱量烴層液重量。
取少量烴層液樣品，用氣相色譜分析其組成，計算出各組分的百分含量。這一過程使學(xué)生掌握了現(xiàn)代化工分析的基本方法。
實驗結(jié)束時，學(xué)生還需學(xué)習(xí)催化劑再生的操作：將反應(yīng)溫度維持在500℃左右，繼續(xù)通水，進(jìn)行催化劑的清焦再生，約半小時后停止通水，并降溫。這一環(huán)節(jié)對于理解工業(yè)催化劑的完整生命周期管理至關(guān)重要。
實驗數(shù)據(jù)處理也是教學(xué)重點。學(xué)生需要學(xué)會計算乙苯轉(zhuǎn)化率、苯乙烯收率和選擇性等關(guān)鍵指標(biāo)。
05 教學(xué)應(yīng)用價值
數(shù)字型乙苯脫氫制苯乙烯實驗裝置在職業(yè)院?；そ虒W(xué)中具有獨特價值。它把復(fù)雜的工業(yè)過程簡化成學(xué)生可以親手操作的實訓(xùn)項目。
這套裝置采用的實際工程化標(biāo)識，包含設(shè)備位號、管路流向箭頭及標(biāo)識、閥門位號等，使學(xué)生能在安全的實驗操作環(huán)境中，學(xué)習(xí)工程化管路標(biāo)識，培養(yǎng)工程化理念。
通過實際操作，學(xué)生能夠直觀理解乙苯脫氫生成苯乙烯是一個吸熱、分子數(shù)增加的可逆反應(yīng)，以及提高反應(yīng)溫度、降低反應(yīng)壓力對提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響。
實訓(xùn)結(jié)束后，學(xué)生們圍著那臺閃著金屬光澤的裝置討論不休。一位學(xué)生興奮地指著控制屏：“老師，我們小組的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率比他們高了2個百分點，因為我們嚴(yán)格控制了水與乙苯的比例?！?
不銹鋼反應(yīng)器內(nèi)，微小的催化劑顆粒剛剛完成它們的使命，而在另一端的分離器中，幾毫升清澈的苯乙烯液體正等待被取樣分析。 在這個縮小版的苯乙烯生產(chǎn)車間里，今天實訓(xùn)的收獲遠(yuǎn)比課本上的方程式更加生動具體。
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