專利名稱：一種乙腈提純用換熱器的防堵方法及防堵?lián)Q熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于換熱器領(lǐng)域，尤其是涉及一種乙腈提純用換熱器的防堵方法及防堵?lián)Q熱器。
背景技術(shù)：
乙腈作為一種性能優(yōu)良的有機(jī)溶劑，也是精細(xì)化工的重要原料。廣泛用于石油化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥、表面活性劑、染料等眾多領(lǐng)域。工業(yè)生產(chǎn)乙腈的方法有直接合成法(如用乙酸或丙烷或乙醇與氨的反應(yīng))和間接法，間接法主要是指從丙烯氨氧化生產(chǎn)丙烯腈同時副產(chǎn)的粗乙腈的提純制得。目前，后者仍是工業(yè)生產(chǎn)乙腈的主要來源，其產(chǎn)量占丙烯腈產(chǎn)量的2% 3%。 由丙烯氨氧化生產(chǎn)丙烯腈得到的粗乙腈是一種組分非常復(fù)雜的水溶液混合物，其主要成分為水和乙腈，同時還含有氫氰酸、丙烯腈等雜質(zhì)。在粗乙腈進(jìn)入乙腈脫氰塔提純過程中，因物料中含有的氫氰酸具有易聚合的特點，而塔頂含有的氫氰酸濃度比較高，這就使得乙腈脫氰塔的塔頂換熱器的結(jié)構(gòu)比較關(guān)鍵，如用傳統(tǒng)立式管板式換熱器(如圖I所示)，需要在換熱器下面增加一個回流罐使用，增加了布置空間，并且傳統(tǒng)換熱器中流體在換熱管內(nèi)的湍動程度低，很容易造成換熱管積聚聚合物，影響換熱器的換熱效果，甚至是導(dǎo)致?lián)Q熱器發(fā)生堵塞，限制換熱器的連續(xù)運行，縮短了生產(chǎn)周期，且如果頻繁清洗換熱器，其過程可能接觸到氫氰酸，由此安全風(fēng)險也大大提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是針對針對目前乙腈純化工藝中因粗乙腈中含有的氫氰酸易發(fā)生聚合而造成乙腈脫氰塔塔頂換熱器易堵塞，設(shè)備利用率下降，安全風(fēng)險增大等現(xiàn)象，提供一種實用性強的乙腈提純用換熱器的防堵方法及防堵?lián)Q熱器。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種乙腈提純用換熱器的防堵方法，所述換熱器采用立式固定管板式結(jié)構(gòu)，換熱器的上管箱內(nèi)置有噴頭；經(jīng)換熱器換熱后冷卻的一部分工藝物料作為沖洗液返回至換熱器入口，所述沖洗液在換熱器入口處與阻聚劑混合后通過噴頭噴入換熱管內(nèi)。如此，相當(dāng)于在換熱器入口增加了一股冷料，一方面增大了換熱管內(nèi)總物料量，增大了沖擊力，同時也降低了進(jìn)料溫度，使氫氰酸聚合變得困難，進(jìn)而有效降低了因氫氰酸聚合而對換熱器產(chǎn)生的堵塞現(xiàn)象。所述噴頭可選用實心錐型噴頭等可形成實心圓形噴霧的任何噴頭型式，噴頭與管板的最小距離為0. 1D，D為換熱器公稱直徑(mm)。所述阻聚劑選自醋酸、硫酸或磷酸，其加入量為保證乙腈脫氰塔的塔釜液pH在3-5。優(yōu)選的，所述換熱管的頂部采用鋸齒形結(jié)構(gòu)，利于沖洗液在管內(nèi)的平均分布，利于傳熱。優(yōu)選的，換熱器的下管箱采用釜式結(jié)構(gòu)，起到緩沖和氣液分離的作用。
優(yōu)選的，所述所述換熱器的下管箱內(nèi)還設(shè)有擋板，利于強化氣液分離的效果。擋板設(shè)在氣相物料出口處，與氣相物料出口形成夾角。優(yōu)選的，返回?fù)Q熱器入口的沖洗液的流量占經(jīng)換熱器換熱后冷卻的工藝物料總質(zhì)量流量的1/6-2/3，在這范圍內(nèi)的流量的選取，既可以達(dá)到起到?jīng)_刷的效果，又不至因流量過大而引起換熱器尺寸由此而明顯增大。優(yōu)選的，工藝物料(待冷卻的冷卻物料)走管程，公用工程物料(冷卻物料)走殼程。優(yōu)選的，工藝物料在換熱管內(nèi)流速為0. 5-6m/s。
本發(fā)明還提供了一種用于上述方法中的換熱器，包括上管箱、筒體和下管箱；上管箱、筒體和下管箱組成立式固定管板式結(jié)構(gòu)，所述筒體中的換熱管的頂部采用鋸齒形結(jié)構(gòu)；所述上管箱內(nèi)置有噴頭且管箱上設(shè)有工藝物料(待冷卻的工藝物料)入口和沖洗液入口，所述沖洗液入口與阻聚劑加入口連通，所述沖洗液的入口與所述噴頭連通，使得沖洗液通過所述噴頭噴入換熱器的換熱管內(nèi)；所述筒體上設(shè)有公用工程物料入口和公用工程物料出口 ；所述下管箱采用釜式結(jié)構(gòu)，所述下管箱上設(shè)有液相物料(經(jīng)換熱冷卻后的液相工藝物料)出口和氣相物料出口 ；所述液相物料出口與沖洗液入口連通。優(yōu)選的，所述下管箱內(nèi)設(shè)有擋板。本發(fā)明不局限于應(yīng)用在乙腈提純過程中因氫氰酸聚合引起的換熱器堵塞系統(tǒng)中，同時還可以應(yīng)用于任何因物料聚合而產(chǎn)生的換熱器堵塞系統(tǒng)中。本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是I.針對氫氰酸易聚合的特點，本發(fā)明在換熱器入口通過上管箱的內(nèi)置噴頭引一股沖洗液進(jìn)換熱管。內(nèi)置噴頭的設(shè)置，有利于沖洗液在換熱器內(nèi)均勻覆蓋到整個換熱管；沖洗液的加入也增大了通過換熱管的總物料量，沖擊力增大，使聚合物不易附著于換熱器管壁，造成換熱器堵塞，由此也保證了換熱器的傳熱效果。2.本發(fā)明的換熱器內(nèi)換熱管頂端采用鋸齒結(jié)構(gòu)，有利于沖洗液在每根換熱管內(nèi)的均勻流動，利于傳熱。3.針對氫氰酸在堿性條件更易聚合的特點，增加沖洗液的同時，在沖洗液中同時加入醋酸等阻聚劑，使物料處于酸性環(huán)境，也可以起到阻止氫氰酸聚合的作用。4.本發(fā)明中沖洗液由換熱后的低溫物料構(gòu)成，沒有額外增加新的化學(xué)組分，并使進(jìn)料溫度降低，造成氫氰酸聚合困難，返回?fù)Q熱器入口的沖洗液的流量為總工藝流量的1/6-2/3，換熱管內(nèi)流速為0. 5-6m/s。5.本發(fā)明中換熱器下部采用釜式結(jié)構(gòu)，起到緩沖和氣液分離作用，且減少了回流罐的使用，由此減少了布管，節(jié)省了空間，并于釜式結(jié)構(gòu)內(nèi)增加了擋板，強化了氣液分離的效果。


圖I是傳統(tǒng)立式管板式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明換熱器中換熱管的頂部結(jié)構(gòu)示意圖。I、工藝物料進(jìn)口 ；2、液相物料出口 ；3、沖洗液入口 ；4、阻聚劑加入口 ；5、公用工程物料入口 ；6、公用工程物料出口；7、噴頭；8、氣相物料出口 ；9、擋板；10、鋸齒形結(jié)構(gòu)；11、工藝物料出口。
具體實施例方式如圖I所示的傳統(tǒng)立式固定管板式換熱器中，工藝物料自工藝物料進(jìn)口 I進(jìn)、工藝物料出口 11出。換熱器下部增加回流罐使用，工藝物料自換熱器工藝物料出口 11排出后進(jìn)入回流罐，氣液分離后，液相物料從液相物料出口 2出；氣相物料從氣相物料出口 8出；公用工程物料自公用工程物料入口 5進(jìn)、公用工程物料出口 6出。 由于傳統(tǒng)換熱器中物料在管內(nèi)湍動程度低，換熱管內(nèi)很容易造成氫氰酸聚合物的粘結(jié)，影響傳熱效果，甚至造成換熱管堵塞。如圖2、圖3所示的本發(fā)明乙腈提純用防堵?lián)Q熱器包括上管箱、筒體和下管箱；上管箱、筒體和下管箱組成立式固定管板式結(jié)構(gòu)，所述筒體中的換熱管的頂部采用鋸齒形結(jié)構(gòu)10 ；所述上管箱內(nèi)置有噴頭7，且管箱上設(shè)有工藝物料進(jìn)口 1(設(shè)于上管箱的頂部)和沖洗液入口 3 (設(shè)于上管箱的側(cè)壁)，所述沖洗液入口 3與阻聚劑加入口 4連通，所述沖洗液的入口與所述噴頭7連通，使得沖洗液通過所述噴頭7噴入換熱器的換熱管內(nèi)；所述噴頭7可選用實心錐型噴頭等可形成實心圓形噴霧的任何噴頭型式，噴頭與管板的最小距離為0. 1D，D為換熱器公稱直徑(mm)。所述筒體上設(shè)有公用工程物料入口 5 (設(shè)于筒體的下端)和公用工程物料出口6 (設(shè)于筒體的上端)；所述下管箱采用釜式結(jié)構(gòu)且管箱內(nèi)設(shè)有擋板9。所述下管箱上設(shè)有液相物料出口
2(設(shè)于下管箱的底部)和氣相物料出口 8 (設(shè)于下管箱的側(cè)壁)；所述液相物料出口 2與沖洗液入口 3連通。擋板9設(shè)在氣相物料出口 8處，與氣相物料出口 8形成夾角。下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。實施例I在粗乙腈進(jìn)入乙腈脫氰塔提純工藝中，使用本發(fā)明圖2、圖3所示換熱器。工藝物料自工藝物料進(jìn)口 I進(jìn)、液相物料出口 2出，氣相物料從氣相物料出口 8出；公用工程物料自公用工程物料入口 5進(jìn)、公用工程物料出口 6出。本實施例中所述換熱器的噴頭形式如表I所示表I
權(quán)利要求
1.一種乙腈提純用換熱器的防堵方法，其特征在于所述換熱器采用立式固定管板式結(jié)構(gòu)，換熱器的上管箱內(nèi)置有噴頭；經(jīng)換熱器換熱后冷卻的一部分工藝物料作為沖洗液返回至換熱器入口，所述沖洗液在換熱器入口處與阻聚劑混合后通過噴頭噴入換熱管內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述換熱管的頂部采用鋸齒形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于換熱器的下管箱采用釜式結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述換熱器的下管箱內(nèi)還設(shè)有擋板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于返回?fù)Q熱器入口的沖洗液的流量占經(jīng)換熱器換熱后冷卻的工藝物料總流量的1/6-2/3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于工藝物料走管程，公用工程物料走殼程。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于工藝物料在換熱管內(nèi)流速為0.5-6m/s。
8.一種用于權(quán)利要求1-7任一項所述方法中的換熱器，包括上管箱、筒體和下管箱，其特征在于上管箱、筒體和下管箱組成立式固定管板式結(jié)構(gòu)，所述筒體中的換熱管的頂部采用鋸齒形結(jié)構(gòu)； 所述上管箱內(nèi)置有噴頭且管箱上設(shè)有工藝物料入口和沖洗液入口，所述沖洗液入口與阻聚劑加入口連通，所述沖洗液的入口與所述噴頭連通； 所述筒體上設(shè)有公用工程物料入口和公用工程物料出口 ； 所述下管箱采用釜式結(jié)構(gòu)，所述下管箱上設(shè)有液相物料出口和氣相物料出口 ；所述液相物料出口與沖洗液入口連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的換熱器，其特征在于所述下管箱內(nèi)設(shè)有擋板。
10.權(quán)利要求8或9所述的換熱器在因物料聚合而產(chǎn)生的換熱器堵塞系統(tǒng)中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種乙腈提純用換熱器的防堵方法及防堵?lián)Q熱器，所述換熱器采用立式固定管板式結(jié)構(gòu)，換熱器的上管箱內(nèi)置有噴頭；經(jīng)換熱器換熱后冷卻的一部分工藝物料作為沖洗液返回至換熱器入口，所述沖洗液在換熱器入口處與阻聚劑混合后通過噴頭噴入換熱管內(nèi)。進(jìn)一步的，換熱管的頂部采用鋸齒形結(jié)構(gòu)，有利于沖洗液在換熱管內(nèi)的平均分布。沖洗液的加入使換熱管內(nèi)總物料量增加，沖擊力增大，溫度降低，進(jìn)而有效阻止了因氫氰酸聚合而產(chǎn)生的換熱器堵塞現(xiàn)象，實現(xiàn)了高的工業(yè)應(yīng)用價值。
文檔編號F28F9/00GK102721320SQ20121023636
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者王瑞博, 王美嬌, 趙文文, 鄭仁, 馬國棟 申請人:中國天辰工程有限公司, 天津天辰綠色能源工程技術(shù)研發(fā)有限公司, 天津振博科技有限公司, 山東海力化工股份有限公司