用于全氟三丙胺生产的管道流量监控装置的制作方法

本发明涉及机械装备领域，尤其涉及一种用于全氟三丙胺生产的管道流量监控装置。

背景技术：

1、全氟三丙胺连续生产中的氟化反应控制系统面临着一个关键的技术难题：在氟化剂进料管道内，由于管壁结垢厚度不同，导致进料流量出现波动。这种进料流量波动会直接影响到氟化反应的转化率，进而影响产品质量和收率。具体来说，随着生产时间的推移，氟化剂存在杂质，因此在进料管道内壁上会逐渐沉积，形成一层结垢。结垢的厚度分布并不均匀，这导致管道内的有效截面积发生变化。当结垢较厚的部位与结垢较薄的部位交替出现时，进料流量就会出现周期性的波动。流量忽大忽小，使得进入反应器的氟化剂量时多时少，反应条件难以维持稳定。不稳定的进料量会扰乱反应器内的物料配比和停留时间分布，导致氟化反应的转化率出现波动。转化率的波动会直接影响下游产品的质量指标，如纯度和收率等。此外，由于反应转化率的不稳定，还可能引发安全隐患。这一技术难题的核心在于，如何在结垢存在的情况下，实现氟化剂进料的均匀稳定，减小进料波动对反应转化率的影响。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用于全氟三丙胺生产的管道流量监控装置，包括：

2、所述用于全氟三丙胺生产的管道流量监控装置包括氟化剂进料单元，电解槽以及控制单元；所述氟化剂进料单元包括与所述电解槽顶部连通的氟化剂进料管道，设置于所述氟化剂进料管道靠近所述电解槽一端的检测口，可通过所述检测口进入到所述氟化剂进料管道内部的内窥镜，以及设置于所述氟化剂进料管道上的压力传感器、流量传感器和温度传感器；所述电解槽、内窥镜、压力传感器、流量传感器以及温度传感器均分别与所述控制单元连接：

3、所述控制单元用于获取氟化剂进料管道内壁的结垢图像数据，对图像数据进行预处理，提取管壁结垢区域的图像特征，根据预设的结垢厚度评估指标，计算当前管道内壁的结垢厚度数值；

4、所述控制单元还进一步用于通过历史数据分析结垢厚度与进料流量波动之间的关联规律，预测当前结垢厚度下，在预设时间段内的进料流量波动情况；根据在当前结垢厚度下，在预设时间段内的进料流量波动情况，确定是否需要对氟化剂进料管道进行清洗维护，若预测的进料流量波动程度超过预设的波动安全阈值，则触发管道清洗流程，对管道内壁进行清理，去除结垢；

5、所述控制单元还进一步用于实时采集氟化剂进料过程中进料管道的压力和流量，并对进料管道的压力和流量进行曲线拟合处理，得到压力和流量的变化趋势，基于压力和流量的变化趋势得到压力和流量的变化幅度和频率，判断进料过程是否出现压力骤升或骤降，若是，则及时调整进料泵的转速，将波动幅度控制在预设范围内；

6、所述控制单元还进一步用于获取进料流量波动数据，采用频谱分析方法，得到波动信号的频率特征，通过与预设的频率阈值进行比对，判断波动的频率是否处于波动频率的预设范围内，若超出波动频率的预设范围，则生成预警信息，提示存在管道结垢风险。

7、本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

8、本发明公开了一种用于全氟三丙胺生产的管道流量监控装置。该管道流量监控装置通过获取管道内壁结垢图像，提取特征并计算结垢厚度，结合历史数据训练的预测模型，分析结垢厚度与进料流量波动的关联规律。根据预测的流量波动情况，判断是否需要清洗管道。同时，实时监测进料压力和流量，分析其变化趋势，及时调整进料泵转速。此外，对流量波动数据进行频谱分析，判断是否存在结垢风险。最后，所述管道流量监控装置还可以基于反应釜温度和压力，建立工况与转化率的预测模型，并将进料波动与转化率预测结果关联分析，建立修正模型。本发明实现了对氟化反应过程的全面监控和优化，提高了生产效率和产品质量。

技术特征：

1.一种用于全氟三丙胺生产的管道流量监控装置，其特征在于，所述用于全氟三丙胺生产的管道流量监控装置包括氟化剂进料单元，电解槽以及控制单元；所述氟化剂进料单元包括与所述电解槽顶部连通的氟化剂进料管道，设置于所述氟化剂进料管道靠近所述电解槽一端的检测口，可通过所述检测口进入到所述氟化剂进料管道内部的内窥镜，以及设置于所述氟化剂进料管道上的压力传感器、流量传感器和温度传感器；所述电解槽、内窥镜、压力传感器、流量传感器以及温度传感器均分别与所述控制单元连接：所述内窥镜用于获取氟化剂进料管道内壁的结垢图像数据；

2.根据权利要求1所述的用于全氟三丙胺生产的管道流量监控装置，其特征在于，所述根据氟化剂进料管道内壁的结垢图像数据，对图像数据进行预处理，提取管壁结垢区域的图像特征，根据预设的结垢厚度评估指标，计算当前管道内壁的结垢厚度数值，包括:

3.根据权利要求1所述的用于全氟三丙胺生产的管道流量监控装置，其特征在于，所述通过历史数据分析结垢厚度与进料流量波动之间的关联规律，预测当前结垢厚度下，在预设时间段内的进料流量波动情况，包括:

4.根据权利要求1所述的用于全氟三丙胺生产的管道流量监控装置，其特征在于，所述根据在当前结垢厚度下，在预设时间段内的进料流量波动情况，确定是否需要对氟化剂进料管道进行清洗维护，若预测的进料流量波动程度超过预设的波动安全阈值，则触发管道清洗流程，对管道内壁进行清理，去除结垢，包括:

5.根据权利要求1所述的用于全氟三丙胺生产的管道流量监控装置，其特征在于，所述实时采集氟化剂进料过程中氟化剂进料管道的压力和流量，并对氟化剂进料管道的压力和流量进行曲线拟合处理，得到压力和流量的变化趋势，基于压力和流量的变化趋势得到压力和流量的变化幅度和频率，判断进料过程是否出现压力骤升或骤降，若是，则及时调整进料泵的转速，将波动幅度控制在预设范围内，包括:

6.根据权利要求1所述的用于全氟三丙胺生产的管道流量监控装置，其特征在于，所述获取进料流量波动数据，采用频谱分析方法，得到波动信号的频率特征，通过与预设的频率阈值进行比对，判断波动的频率是否处于波动频率的预设范围内，若超出波动频率的预设范围，则生成预警信息，提示存在管道结垢风险，包括:

7.根据权利要求1所述的用于全氟三丙胺生产的管道流量监控装置，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的用于全氟三丙胺生产的管道流量监控装置，其特征在于，所述获取氟化反应过程中反应釜的温度和压力，通过反应釜中的温度和压力实时预测当前工况下的反应转化率水平，通过转化率指标评估反应过程的完成度和效率，所述转化率指标包括产品收率、单程转化率和总转化率，包括:

9.根据权利要求8所述的用于全氟三丙胺生产的管道流量监控装置，其特征在于，所述将进料流量波动数据与反应转化率预测结果进行关联分析，挖掘进料波动频率、幅度与转化率之间的影响规律，进行进料波动影响下转化率的预测修正，用波动频率和幅度的变化百分比来校正转化率预测值，得到修正转化率，包括:

技术总结本申请提供一种用于全氟三丙胺生产的管道流量监控装置。该管道流量监控装置通过获取管道内壁结垢图像，提取特征并计算结垢厚度，结合历史数据训练的预测模型，分析结垢厚度与进料流量波动的关联规律。根据预测的流量波动情况，判断是否需要清洗管道。同时，实时监测进料压力和流量，分析其变化趋势，及时调整进料泵转速。此外，对流量波动数据进行频谱分析，判断是否存在结垢风险。技术研发人员：曾熙,蓝伟雄,黄苍锋,张鸿铨,余根玮,汤淑琴受保护的技术使用者：福建德尔科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6