一種氨基乙酸醇析結晶自控系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種氨基乙酸醇析結晶自控系統，應用于氨基乙酸醇析生產工藝。包括一帶有降溫系統、加甲醇系統和溫度傳感器的搪玻璃閉式醇析結晶釜，降溫管采用豎直的細管，甲醇小開關閥、甲醇大開關閥、降溫水大開關閥、降溫水小開關閥、流量傳感器和釜內溫度傳感器均由中央控制系統連鎖控制。采用中央控制系統來控制各個閥門的開關，代替了原來的人工現場操作各個階段的甲醇閥門開度及降溫水閥門開度，不僅減少了人工勞動強度，而且避免了人為操作因素造成的失誤，降低了操作人員與有害化學物質直接接觸的概率，采用豎直管可以很方便的更換出現故障的降溫管段而不換掉所有的降溫管，節約了設備維修成本。
【專利說明】—種氨基乙酸醇析結晶自控系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種自動控制系統，具體為一種氨基乙酸醇析結晶自控系統。

【背景技術】
[0002]氨基乙酸是一種重要的有機合成中間體，廣泛應用于醫藥、食品、農藥、飼料等行業，是除草劑草甘磷的原料和植物生長調節劑增甘膦的重要中間體；氨基乙酸粗品經甲醇醇析結晶、離心、烘干后得產品。氨基乙酸醇析時需要在醇析釜中進行加入甲醇進行醇析結晶，由于結晶為放熱過程，因此要對結晶釜進行降溫操作。現在的氨基乙酸醇析釜一般采用搪玻璃閉式釜，降溫盤管形式為蛇形盤管，搪玻璃開式醇析結晶釜中的蛇形降溫盤管固定在筒體或者釜頂上，且當蛇形降溫盤管某處出現損壞時要需要換掉整根盤管，這樣會造成不必要的資源的浪費。
[0003]氨基乙酸醇析時需要在醇析釜中進行加入甲醇進行醇析結晶，由于結晶為放熱過程，因此要對結晶釜進行降溫操作，現有的技術為一步加入甲醇進行氨基乙酸醇析結晶，得到的氨基乙酸晶體力度不夠均一，且操作全部為人工操作，需要操作人員根據不同醇析結晶的階段手動調節甲醇閥門開度及降溫水閥門開度，人工勞動強度大，人工操作不可控，易造成人為失誤，從而造成經濟損失。


【發明內容】

[0004]本發明是提供一種氨基乙酸醇析結晶自控系統，它能夠控制反應速度，提高產品收率，減少人工操作強度，提高系統的自動化程度。
[0005]為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:
一種氨基乙酸醇析結晶自控系統，包括帶有降溫系統、加甲醇系統和釜內溫度傳感器的搪玻璃閉式醇析結晶釜，所述降溫系統包括一降溫水進水管、降溫水回水管道、與降溫水進水管和降溫水回水管道連接的降溫器；所述降溫器包括位于結晶釜外表面的夾套和在結晶釜內部豎向設置的兩組換熱管組，所述換熱管組包括豎向設置的若干組細管，每組細管的兩端通過橫管匯集連通，每組細管兩端的橫管又通過豎直粗管連通一水平的弧形管；所述降溫水進水管上安裝有蝶閥以及主要由一組降溫水大開關閥和一組降溫水小開關閥并聯連接而成的降溫水開關，降溫水進水管的下游分支為四條管道，其中兩條管道與夾套的兩個夾套入水口連通，另外兩條管道分別通過降溫管水入口管各與一組換熱管組底部的弧形管連通；換熱管組上部的弧形管通過降溫管出水口與降溫水回水管道連通，降溫水回水管道還通過夾套出水口與夾套的上部連通；所述加甲醇系統包括安裝有甲醇開關閥、帶有流量傳感器的甲醇流量計的與結晶釜的進料口連通的進料管，所述甲醇開關閥主要由甲醇小開關閥和甲醇大開關閥并聯組成；所述的甲醇小開關閥、甲醇大開關閥、降溫水大開關閥、降溫水小開關閥、流量傳感器和釜內溫度傳感器均與中央控制系統連接；中央控制系統對甲醇小開關閥、降溫水小開關閥、甲醇大開關閥、降溫水大開關閥進行控制，甲醇小開關閥和降溫水小開關閥聯動，甲醇大開關閥和降溫水大開關閥聯動，甲醇小開關閥和甲醇大開關閥互鎖，降溫水小開關閥和降溫水大開關閥互鎖。
[0006]本發明的進一步改進在于:每組換熱管組包括三組細管，分別位于弧形管的兩端和中間位置，每組細管兩端的連接橫管和弧形管的豎直粗管分為兩段并通過法蘭連接；每個降溫管水入口管與弧形管的連通以及每個降溫管出水口與弧形管的連通均是通過法蘭與連通弧形管的豎管連接。
[0007]本發明的進一步改進在于:所述的甲醇大開關閥包括一切斷閥I，甲醇小開關閥由一切斷閥II和一蝶閥I串聯組成，降溫水大開關閥由切斷閥III和截止閥I串聯組成，降溫水小開關閥由切斷閥IV和截止閥II串聯組成；蝶閥1、切斷閥I1、切斷閥1、截止閥1、切斷閥II1、截止閥I1、切斷閥IV均為自動控制閥門。
[0008]由于采用了上述技術方案，本發明所取得的技術進步在于:
本發明氨基乙酸醇析結晶自控系統，能夠通過控制甲醇小開關閥和甲醇小開關閥的打開和關閉控制反應物的加入量和加入速度，從而控制反應速度，提高產品收率。采用中央控制系統感應流量計的流量和釜內溫度來控制各個閥門的開關，代替了原來的人工現場操作各個醇析結晶階段的甲醇閥門開度及降溫水閥門開度，電腦控制系統控制閥門開關操作精度更高，不僅減少了人工勞動強度，而且避免了人為操作因素造成的失誤，提高了結晶反應的穩定性從而增加了結晶反應的產品收率，還降低了操作人員與有害物質甲醇直接接觸的概率。
[0009]本發明的每組細管兩端的豎直粗管分為兩段并通過法蘭連接，每個降溫管水入口管與弧形管通過法蘭連通，每個降溫管出水口與弧形管的連通也是通過法蘭連接，當某處的降溫管出現損壞后，可直接從該段降溫管的法蘭處將該管段拆下換成新管即可，不用換掉醇析結晶釜中所有的降溫管，操作方便，避免了使用蛇形降溫管時要將整根蛇形降溫管全部換掉的弊端，節約了資源，減少了設備維修成本。
[0010]本發明對加甲醇系統設置甲醇大開關閥和甲醇小開關閥兩組閥門，醇析工藝可以采用兩步加甲醇，第一次甲醇小開關閥打開，緩慢地加入少量甲醇，反應物較少，此時主要是生成晶核，第二次甲醇大開關閥打開，甲醇較快地大量加入，在原有晶核的基礎上可以快速反應，形成粒度均勻顆粒較大的晶體。結晶為放熱過程，甲醇分兩步加入使結晶的成核速率下降，晶體成核更加穩定，形成的晶體粒度更加均勻，晶體穩定性更高，更有利于生產。加入甲醇的量不同，析出的晶體多少也不同，放熱量也不一樣。本發明的降溫系統設置降溫水大開關閥和降溫小大開關閥兩組閥門，使醇析釜的降溫過程也分兩個階段，加入甲醇的量少時，放出的熱量少，需要的降溫水量也少，此時開通降溫水大開關閥；加入的甲醇量多時，放出的熱量多，需要的降溫水量也多，此時開通降溫水大開關閥。本發明的甲醇小開關閥和降溫水小開關閥聯動，甲醇大開關閥和降溫水大開關閥聯動，甲醇小開關閥和甲醇大開關閥互鎖，降溫水小開關閥和降溫水大開關閥互鎖，可以實現甲醇的加入量和降溫效果同步，可以防止閥門誤動作。中央控制系統對甲醇小開關閥、降溫水小開關閥、甲醇大開關閥、降溫水大開關閥進行控制，并通過流量傳感器和釜內溫度傳感器檢測到的信號，實現上述閥門的關停和啟動，從而實現氨基乙酸醇析結晶過程的自動控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的連接結構示意圖； 圖2是本發明的降溫管連接結構示意圖；
其中:1、進料管，2、甲醇流量計，3、甲醇小開關閥，3-1、蝶閥I，3-2、切斷閥11，4、甲醇大開關閥，4-1、切斷閥I，5、降溫水進水管，6、降溫水大開關閥，6-1、截止閥I，6-2、切斷閥III，7、降溫水小開關閥，7-1、截止閥II，7-2、切斷閥IV，8、夾套入水口，9、降溫管水入口管，
10、降溫管出水口，11、夾套出水口，12、豎直粗管，13、豎管，14、細管，15、降溫水回水管道。

【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明:
一種氨基乙酸醇析結晶自控系統，包括一帶有降溫系統、加甲醇系統和釜內溫度傳感器的醇析結晶釜。如圖1所示，降溫系統由降溫水進水管5、降溫水回水管道15、降溫器組成，降溫器位于搪玻璃閉式醇析結晶釜內，且一端與降溫水進水管5連接，另一端與降溫水回水管道15連接。降溫器由結晶釜外表面的夾套和兩組換熱管組組成，如圖1和圖2所示，換熱管組在結晶釜內部且豎向設置，每組換熱管組由三組細管14組成，三組細管14分別位于弧形管的兩端和中間位置且豎向設置，每組細管14的兩端都通過橫管匯集連通，且每組細管14兩端的橫管又通過豎直粗管12與一水平的弧形管連通，豎直粗管12分為兩段且這兩段通過法蘭連接，每個降溫管水入口管9通過法蘭和豎管13與弧形管連通，豎管13連通弧形管；每個降溫管出水口 10也是通過法蘭和豎管13與弧形管連通。如圖1所示，降溫水進水管5上安裝有蝶閥和一組降溫水開關，降溫水開關由一組降溫水大開關閥6和降溫水小開關閥7并聯組成，降溫水大開關閥6由串聯在一起的切斷閥III 6-2和截止閥I 6-1組成，降溫水小開關閥7由切斷閥IV 7-2和截止閥II 7-1串聯組成，降溫水進水管5的下游分支為四條管道，其中兩條管道與夾套的兩個夾套入水口 8連通，另外兩條管道各通過一個降溫水入口管9連接一組位于換熱管組底部的弧形管；換熱管組上部的弧形管通過降溫管出水口 10與降溫水回水管道15連通；降溫水從降溫管水入口管9流入降溫管，經弧形管流入細管14，經細管14流入換熱管組上部的弧形管，后通過降溫管出水口 10流入降溫水回水管道15 ;降溫水回水管道15還通過夾套出水口 11與夾套的上部連通，夾套內的水可以經過夾套出水口 11流入降溫水回水管道15。
[0013]如圖1所示，加甲醇系統包括安裝有甲醇開關閥和帶有甲醇流量計2的進料管1，甲醇流量計2帶有流量傳感器，進料管I與結晶釜的進料口連通；甲醇開關閥主要由甲醇小開關閥3和甲醇大開關閥4并聯組成，甲醇大開關閥4包括一切斷閥I 4-1，甲醇小開關閥3由切斷閥II 3-2和一蝶閥I 3-1串聯組成；甲醇可從進料口加入醇析結晶釜；甲醇小開關閥3中的蝶閥I 3-1和切斷閥II 3-2、甲醇大開關閥4中的切斷閥I 4-1、降溫水大開關閥6中的截止閥I 6-1和切斷閥III 6-2、降溫水小開關閥7中的截止閥II 7-1和切斷閥IV 7-2為自動控制閥門，并且甲醇小開關閥3、甲醇大開關閥4、降溫水大開關閥6、降溫水小開關閥7、流量傳感器和釜內溫度傳感器均與中央控制系統連接。中央控制系統對甲醇小開關閥3、降溫水小開關閥7、甲醇大開關閥4、降溫水大開關閥6進行控制，控制規則為:甲醇小開關閥3啟動的話降溫水小開關閥7也跟著啟動，甲醇大開關閥4啟動的話降溫水大開關閥6也跟著啟動，甲醇小開關閥3與甲醇大開關閥4其中一方開啟的話另一方就會關閉，降溫水小開關閥7與降溫水大開關閥6有一方啟動的話另一方就會關閉。
[0014]當在醇析結晶釜中加入氨基乙酸粗品的混合液后，中控操作人員通過中央控制系統啟動甲醇小開關閥3中的切斷閥II 3-2和一蝶閥I 3-1，此時降溫水小開關閥7中的切斷閥IV 7-2和截止閥II 7-1也會啟動，此時的甲醇大開關閥4中的切斷閥I 4-1和降溫水大開關閥6的截止閥I 6-1和切斷閥III 6-2是關閉的，甲醇會沿管道滴加至醇析結晶釜中，并且降溫水會通過降溫水小開關閥7中的切斷閥IV 7-2和截止閥II 7-1進入醇析結晶釜的降溫管和夾套中給醇析結晶釜進行降溫，當甲醇流量計2的量達到設定的甲醇總加入量的10%時，流量傳感器會將信號傳給中央控制系統，中央控制系統會命令甲醇小開關閥3中的切斷閥II 3-2和一蝶閥I 3-1關閉，此時甲醇大開關閥4的切斷閥I 4-1會打開，降溫水小開關閥7的切斷閥IV 7-2和截止閥II 7-1會關閉，降溫水大開關閥6的切斷閥III6-2和截止閥I 6-1會打開，當甲醇流量計2的累計流量達到設定量時，流量傳感器將信號傳遞給中央控制系統，中央控制系統命令甲醇大開關閥4的切斷閥I 4-1關閉，此時的降溫水大開關閥6仍開啟持續為醇析結晶釜降溫，直至醇析結晶釜內的溫度傳感器探測到釜內溫度降為設定溫度并將信號傳遞給中央控制系統時，中央控制系統命令切斷閥III 6-2和截止閥I 6-1關閉，此時完成一次氨基乙酸醇析結晶操作過程。
【權利要求】
1.一種氨基乙酸醇析結晶自控系統，包括帶有降溫系統、加甲醇系統和釜內溫度傳感器的搪玻璃閉式醇析結晶釜，其特征在于:所述降溫系統包括一降溫水進水管(5)、降溫水回水管道(15)、與降溫水進水管(5)和降溫水回水管道(15)連接的降溫器；所述降溫器包括位于結晶釜外表面的夾套和在結晶釜內部豎向設置的兩組換熱管組，所述換熱管組包括豎向設置的若干組細管(14)，每組細管(14)的兩端通過橫管匯集連通，每組細管(14)兩端的橫管又通過豎直粗管(12)連通一水平的弧形管；所述降溫水進水管(5)上安裝有蝶閥以及主要由一組降溫水大開關閥(6)和一組降溫水小開關閥(7)并聯連接而成的降溫水開關，降溫水進水管(5)的下游分支為四條管道，其中兩條管道與夾套的兩個夾套入水口(8)連通，另外兩條管道分別通過降溫管水入口管(9)各與一組換熱管組底部的弧形管連通；換熱管組上部的弧形管通過降溫管出水口(10)與降溫水回水管道(15)連通，降溫水回水管道(15)還通過夾套出水口(11)與夾套的上部連通；所述加甲醇系統包括安裝有甲醇開關閥、帶有流量傳感器的甲醇流量計(2)的與結晶釜的進料口連通的進料管(1)，所述甲醇開關閥主要由甲醇小開關閥(3)和甲醇大開關閥(4)并聯組成；所述的甲醇小開關閥(3)、甲醇大開關閥(4)、降溫水大開關閥(6)、降溫水小開關閥(7)、流量傳感器和釜內溫度傳感器均與中央控制系統連接；中央控制系統對甲醇小開關閥(3)、降溫水小開關閥(7)、甲醇大開關閥(4)、降溫水大開關閥(6)進行控制，甲醇小開關閥(3)和降溫水小開關閥(7)聯動，甲醇大開關閥(4)和降溫水大開關閥(6)聯動，甲醇小開關閥(3)和甲醇大開關閥(4)互鎖，降溫水小開關閥(7)和降溫水大開關閥(6)互鎖。
2.根據權利要求1所述的一種氨基乙酸醇析結晶自控系統，其特征在于:每組換熱管組包括三組細管(14)，分別位于弧形管的兩端和中間位置，每組細管(14)兩端的連接橫管和弧形管的豎直粗管(12)分為兩段并通過法蘭連接；每個降溫管水入口管(9)與弧形管的連通以及每個降溫管出水口(10)與弧形管的連通均是通過法蘭與連通弧形管的豎管(13)連接。
3.根據權利要求1所述的一種氨基乙酸醇析結晶自控系統，其特征在于:所述的甲醇大開關閥(4)包括一切斷閥I (4-1)，甲醇小開關閥(3)由一切斷閥11(3-2)和一蝶閥I(3-1)串聯組成，降溫水大開關閥(6)由切斷閥111(6-2)和截止閥I (6-1)串聯組成，降溫水小開關閥(7)由切斷閥IV (7-2)和截止閥II (7-1)串聯組成；蝶閥I (3-1)、切斷閥II(3-2)、切斷閥I (4-1)、截止閥I (6-1)、切斷閥111(6-2)、截止閥II (7-1)、切斷閥IV(7-2)均為自動控制閥門。
【文檔編號】G05B19/418GK104326931SQ201410593721
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月30日 優先權日:2014年10月30日
【發明者】閆文忠, 王立輝, 王娜, 韓素娟, 杜斌, 蔡建紅, 劉瑞英, 高金輝, 閆文平, 郭宏斌, 曹寧, 魏馬立, 曾著飛, 張寧寧, 李前鋒 申請人:河北東華冀衡化工有限公司