在線清潔方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及一種用于從熱交換器表面去除顆粒的方法。
【背景技術(shù)】
[0001]丙烯腈是世界范圍內(nèi)用于化學(xué)藥品制造的關(guān)鍵原料。超過90%的丙烯腈工廠都使用索亥俄法(Soh1 process),其中丙烯腈由丙烯、氨水和空氣在流化床催化劑上制成。離開反應(yīng)器的反應(yīng)氣體混合物在進(jìn)行進(jìn)一步加工之前，在管-殼式熱交換器中進(jìn)行預(yù)冷卻。因?yàn)榇呋瘎┠p，該反應(yīng)氣體總是將一些超細(xì)固體顆粒攜帶進(jìn)入熱交換器，且這些顆粒最終會沉積在管壁上并最終導(dǎo)致熱交換器的性能退化。隨著工廠的持續(xù)運(yùn)行，沉積在管壁的固體層會一直增長。用于反應(yīng)氣體通過的可以通過面積持續(xù)的減少，并不利的導(dǎo)致反應(yīng)器壓力增加。如果堵塞變得太嚴(yán)重，就需要使整套設(shè)備停機(jī)，更換或清洗熱交換器。任何過程的設(shè)備停機(jī)都是昂貴的，且導(dǎo)致生產(chǎn)時間和利潤下降。
[0002]目前，操作者有兩種方法來解決堵塞的問題。第一解決方案設(shè)計安裝2個相同的熱交換器，它們相互獨(dú)立的運(yùn)行。當(dāng)其中一個需要伺服時，將第二熱交換器連接至所述生產(chǎn)系統(tǒng)。因?yàn)榈诙峤粨Q器的成本以及斷開和清洗第一熱交換器以及連接第二熱交換器所必須的人力，這是不利的。
[0003]在第二解決方案中，只使用了一個熱交換器。但是，需要安裝一個在線清潔系統(tǒng)，以保持熱交換器表面是清潔的。在這種清潔系統(tǒng)中，使用硫酸銨顆粒作為清潔劑，并用壓縮空氣或氮?dú)庾⑷霟峤粨Q器。這個方法可以實(shí)質(zhì)上的消除計劃外的設(shè)備停機(jī)。但是，硫酸銨在熱交換器的工作溫度下會分解，并釋放出酸性氣體如二氧化硫和三氧化硫，它們會逐漸腐蝕該熱交換器。因?yàn)楦g性氣體的腐蝕效應(yīng)，一個新的熱交換器在發(fā)生泄漏之前只能堅持2年。維護(hù)和更換失效的熱交換器都會導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。此外，注入的硫酸銨需要以硫酸的形式回收，這也是個昂貴和復(fù)雜的過程，進(jìn)一步增加了生產(chǎn)的成本。
[0004]本發(fā)明的方法可以克服這些問題，其方式為通過將冰和干冰顆粒以加快的速度穿過特別設(shè)計的噴嘴注入熱交換器。這樣，就無需額外的熱交換器，且能限制停機(jī)、關(guān)閉熱交換器以及它們后續(xù)的重物清潔。通過消除熱交換器環(huán)境中的腐蝕性氣體，可以增加它們的使用期限。此外，本發(fā)明的方法不需要任何額外的清潔，因?yàn)楸透杀w粒會汽化，且隨著尾氣排出所述熱交換器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，公開了一種用于從熱交換器表面去除顆粒的方法，其包括用壓縮空氣通過噴嘴將顆粒導(dǎo)向熱交換器表面。
[0006]存在于熱交換器表面的顆粒來自該熱交換器上游的催化劑磨損。
[0007]所述導(dǎo)向熱交換器表面的顆粒選自下組:干冰和冰。所述壓縮空氣選自下組:氮?dú)夂涂諝狻?br>[0008]所述干冰或冰顆粒的直徑尺寸范圍為從約5毫米到約25毫米。
[0009]所述干冰顆粒是在約IMPa-約10MPa的壓力下制造的，而冰顆粒可在常壓下制造。
[0010]所述干冰顆粒可用熔點(diǎn)高于該干冰顆粒的化合物涂覆。這些化合物選自下組:對苯二甲酸二甲酯、萘、苯甲酸、草酸和草酸二甲酯。
[0011]噴嘴的中心線沿著所述熱交換器的中心線設(shè)置。通常，噴嘴的中心線和熱交換器的中心線相互之間的角度在O度和90度之間，以最大化顆粒對被處理的熱交換器的壁的影響。
[0012]噴嘴通常具有允許冷卻劑流流經(jīng)的多層夾套。這種冷卻劑通常選自下組:液體二氧化碳和液氮。
[0013]噴嘴中冷卻劑壓力應(yīng)該至少和壓縮空氣的壓力一樣高。
【具體實(shí)施方式】
[0014]所述導(dǎo)向熱交換器壁的固體顆粒選自下組:干冰和冰。出于本發(fā)明之目的，將冰限定為冷凍的水。所述顆粒的直徑尺寸范圍為約5毫米至約25毫米。
[0015]用于加速所述固體顆粒的氣流選自下組:氮?dú)夂涂諝狻Ｔ趯?shí)施本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)是在接觸熱交換器中的壁之前經(jīng)過所述熱交換器時，所述固體顆粒保持其形狀。通過保持其形狀，它將更有效的將所述顆粒撞出所述壁。存在于所述熱交換器的反應(yīng)氣流的溫度在熱交換器的進(jìn)口為約450°C，且在熱交換器的出口為約200°C。當(dāng)所述固體顆粒是干冰時，所述固體顆粒應(yīng)該在升高的、約IMPa-約10MPa的壓力下制造。當(dāng)所述固體顆粒是冰時,所述固體顆?？稍谡５?、常壓下制造，因?yàn)楸娜埸c(diǎn)比干冰高。使用液氮或液體二氧化碳作為低溫冷凍保護(hù)劑，水將快速冷凍。
[0016]或者，當(dāng)所述固體顆粒是干冰時，可通過用化合物涂覆它來延長它的生命周期，所述化合物的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于干冰的熔點(diǎn)，例如DMT(對苯二甲酸二甲酯)、萘、苯甲酸、草酸和草酸二甲酯。涂層材料在清潔過程中會升華，并以它們的氣體狀態(tài)離開所述熱交換器。在注入熱交換器之前，所述干冰顆粒保持在它們的過冷狀態(tài)。
[0017]噴嘴將圍繞所述熱交換器的前端設(shè)置，以確保用所述固體顆粒全部覆蓋所述熱交換器的橫截面。噴嘴的布置應(yīng)該沿著將被處理的熱交換器的中心線。因此，噴嘴的中心線和熱交換器的中心線相互之間的角度應(yīng)小于90度但大于O度。這將有助于防止固體顆粒逃離換熱管卻沒有與其中的壁撞擊，以及有助于確保所述顆粒和所述熱交換器之間足夠的撞擊頻率。
[0018]噴嘴裝備了多層夾套結(jié)構(gòu)，冷卻劑小流經(jīng)過該結(jié)構(gòu)，并保持噴嘴的溫度足夠的低以阻止固體顆粒在進(jìn)入熱交換器的管之前汽化。優(yōu)選的，所述冷卻劑是液體二氧化碳或液氮，且在噴嘴夾套中的所述流的蒸汽壓力應(yīng)該至少和遞送空氣或氮?dú)獾牧鞯膲毫σ粯痈?，從而抑制給送氣體和給送固體顆粒進(jìn)入所述夾套。在夾套中汽化的冷卻劑將與存在于熱交換器的反應(yīng)氣流匯合，且變成排出該熱交換器的回收流的一部分。
[0019]雖然關(guān)于本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】描述了本發(fā)明，但是顯然，本發(fā)明的許多其他形式和改變對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。本發(fā)明所附的權(quán)利要求書一般應(yīng)被解釋成包括在本發(fā)明的真正精神和范圍之內(nèi)的所有這些顯而易見的形式和改變。
【主權(quán)項】
1.一種用于從熱交換器表面去除顆粒的方法，其包括用壓縮空氣通過噴嘴將顆粒導(dǎo)向熱交換器表面。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述顆粒選自下組:干冰和冰。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述壓縮空氣選自下組:氮?dú)夂涂諝狻?br>4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述顆粒的直徑為約5毫米到約25毫米。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述干冰顆粒是在約IMPa-約10MPa的壓力下制造的。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述冰顆粒是在常壓下制造的。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述干冰顆粒用具有更高熔點(diǎn)的化合物涂覆。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述化合物選自下組:對苯二甲酸二甲酯、萘、苯甲酸、草酸和草酸二甲酯。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，存在多于一個熱交換器。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，噴嘴的中心線沿著所述熱交換器的中心線設(shè)置。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，噴嘴的中心線和熱交換器的中心線相互之間的角度小于90度。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述噴嘴具有冷卻劑流經(jīng)過的多層夾套結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述冷卻劑選自下組:液體二氧化碳和液氮。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述冷卻劑的壓力至少和壓縮空氣的壓力一樣高。
【專利摘要】本發(fā)明涉及在線清潔方法，具體公開了一種用于從熱交換器表面去除顆粒的方法。通過使用壓縮空氣經(jīng)過噴嘴將干冰或冰顆粒導(dǎo)向待處理的熱交換器表面來去除顆粒。
【IPC分類】F28G1-12
【公開號】CN104713412
【申請?zhí)枴緾N201310687095
【發(fā)明人】肖劍, 鄧云輝, 吳龍, 張辰東
【申請人】琳德股份公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2013年12月13日
【公告號】WO2015085932A1