用于生產(chǎn)pta的熱交換器系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種熱交換器系統(tǒng)，其具體運(yùn)用于生產(chǎn)PTA過程中。
【背景技術(shù)】
[0002]PTA是重要的大宗有機(jī)原料之一，廣泛用于與化學(xué)纖維、輕工、電子、建筑等國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面。同時(shí)，PTA的應(yīng)用又比較集中，世界上90%以上的PTA用于生產(chǎn)聚對苯二甲酸乙二醇酯(簡稱聚酯，PET)。
[0003]PTA為石油的下端產(chǎn)品。石油經(jīng)過一定的工藝過程生產(chǎn)出石腦油(別名輕汽油)，從石腦油中提煉出MX (混二甲苯)，再提煉出PX (對二甲苯)。PTA以PX (配方占65%— 67%)為原料，以醋酸為溶劑，在催化劑的作用下經(jīng)空氣氧化(氧氣占35% — 33%)，成粗對苯二甲酸。然后對粗對苯二甲酸進(jìn)行加氫精制，去除雜質(zhì)，再經(jīng)結(jié)晶、分離、干燥、制得精對苯二甲酸產(chǎn)品，即PTA成品。
[0004]在PTA母液閃蒸過濾系統(tǒng)的PTA母液冷卻器對PTA母液進(jìn)行冷卻，由于PTA結(jié)晶速度較快，PTA母液冷卻器在6~12小時(shí)內(nèi)就被結(jié)晶堵塞，需用堿液泡洗和清水沖洗，不但影響生產(chǎn)，降低熱效率，消耗大量的堿液和清水，而且需要排污處理。一直是PTA生產(chǎn)中的一個(gè)瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型提供一種用于生產(chǎn)PTA的熱交換器系統(tǒng)，該系統(tǒng)配合超聲波發(fā)生器可有效的阻礙PTA結(jié)晶物質(zhì)在熱交換器管壁的附著。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0007]一種用于生產(chǎn)PTA的熱交換器系統(tǒng)，包括熱交換器，所述熱交換器中安裝有冷凝管，還設(shè)有若干超聲波發(fā)生器，所述若干超聲波發(fā)生器通過波導(dǎo)均勻安裝在換熱器固定管板外緣上。
[0008]為了更好的實(shí)現(xiàn)目的，提高抑制沉積效果，所述超聲波發(fā)生器的安裝數(shù)量與熱交換器中所有冷凝管內(nèi)孔壁面積總和成正比關(guān)系，一個(gè)超聲波發(fā)生器匹配40-50m2的冷凝管內(nèi)孔壁面積。
[0009]利用超聲波發(fā)生器減少PTA結(jié)晶物在熱交換器管壁的沉積的原理如下:
[0010]1、尚速微禍效應(yīng)
[0011]超聲波裝置發(fā)生的超聲波在金屬管、板壁傳播時(shí)，在熱交換器壁面產(chǎn)生高加速度振蕩波，金屬和液體界面上的液體產(chǎn)生高速微渦，無數(shù)個(gè)高速微渦對傳熱面形成不間斷沖刷，阻礙PTA結(jié)晶物質(zhì)在熱交換器管壁的附著。
[0012]2、活化效應(yīng)
[0013]超聲波在液體介質(zhì)中通過高速微渦作用，可以使水分子裂解為H自由基和OH自由基，甚至H+和OH _等，與PTA形成配合物，從而增加母液的溶解能力，使其溶解能力相對提尚。也就是說，超聲波能提尚流動(dòng)液體和PTA結(jié)晶物質(zhì)的活性，增大被水分子包裹著的PTA結(jié)晶物質(zhì)微晶核的釋放，破壞PTA結(jié)晶物質(zhì)在管壁沉積的條件，使PTA結(jié)晶物質(zhì)在液體中形成分散沉積而不易在管壁上結(jié)晶。
[0014]3、抑制效應(yīng)
[0015]通過超聲波的作用，改變了 PTA母液的物化性質(zhì)，縮短了 PTA結(jié)晶核誘導(dǎo)期，刺激了微小晶核的生成。新生成的這些微小晶核，由于體積小、質(zhì)量輕、表面積大，懸浮于液體中，生成比壁面大得多的界面，讓既定結(jié)構(gòu)的PTA晶粒長大，因此加快了 PTA結(jié)晶的速率。實(shí)驗(yàn)研宄表明，當(dāng)液體過飽和系數(shù)一定時(shí)，在同一超聲波參數(shù)下，超聲波作用時(shí)間越長，則PTA結(jié)晶物質(zhì)的成核誘導(dǎo)期越短，越有利于PTA的結(jié)晶。
[0016]4、強(qiáng)化傳熱效應(yīng)
[0017]介質(zhì)流動(dòng)時(shí)，由于與固體壁面有摩擦力，會(huì)在近壁區(qū)域而形成滯流層，也叫邊界層。這一區(qū)域的傳熱過程為滯流介質(zhì)的導(dǎo)熱過程而不是對流換熱過程，而介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)較對流換熱系數(shù)要低得多，因此滯流層的存在會(huì)降低傳熱系數(shù)。當(dāng)有超聲波作用時(shí)，由于超聲波引起的高速微渦可有效破壞滯流層，起到了強(qiáng)化傳熱的作用。
[0018]利用超聲波發(fā)生器減少PTA結(jié)晶物在熱交換器管壁的沉積的有益效果:
[0019]1、減少PTA結(jié)晶物在熱交換器管壁的沉積和堵塞，取到如下作用:
[0020]I)通過強(qiáng)化傳熱作用，提高了熱交換效率；
[0021]2)通過高速微渦效應(yīng)和活化效應(yīng)，延長了換熱器運(yùn)行時(shí)間；
[0022]3 )減少了母液中PTA結(jié)晶沉積物的損失，降低了堿液的使用量，;
[0023]4)降低了排污費(fèi)用。
[0024]2、對PTA產(chǎn)品質(zhì)量的影響
[0025]通過抑制效應(yīng)，縮短了 TA結(jié)晶核誘導(dǎo)期，刺激了微小晶核的生成，加快了 TA的結(jié)晶析出，實(shí)現(xiàn)了 PT酸和TA很好的分離，提高了 PTA的純度。
[0026]說明書附圖
[0027]圖1為熱交換器系統(tǒng)的安裝示意圖；
[0028]圖2為圖1中的A-A剖視圖；
[0029]圖3為超聲波發(fā)生器的具體安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4為熱交換器系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)構(gòu)成圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
實(shí)施例
[0032]本實(shí)施例中涉及的超聲波發(fā)生器選擇超磁致伸縮換能器，具體內(nèi)容參照專利201420408205.9。
[0033]如圖1至圖3所示:換能器2均勻安裝布置在換熱器I兩側(cè)管板的外殼上，具體為換能器2通過波導(dǎo)3安裝在換熱器固定管板外緣上，波導(dǎo)3與換熱器I之間焊接相連，換能器2與波導(dǎo)3之間通過螺紋連接。
[0034]本實(shí)用新型中涉及的生產(chǎn)PTA工藝為:通過對粗對苯二甲酸進(jìn)行加氫精制，去除雜質(zhì)，再經(jīng)熱交換器結(jié)晶、分離，然后干燥制備；在通過利用熱交換器進(jìn)行結(jié)晶、分離的過程中，為了減少PTA結(jié)晶物在熱交換器管壁的沉積，在熱交換器兩側(cè)管板的外殼上安裝多個(gè)換能器2，在結(jié)晶、分離的同時(shí)開啟換能器2。
[0035]如圖2所示，安裝換能器的數(shù)量與所有冷凝管內(nèi)孔壁面積總和有關(guān)；本實(shí)施例換熱器中設(shè)有16根冷凝管4，單根冷凝管4的內(nèi)孔壁面積為內(nèi)孔圓周長與冷凝管管長的乘積，所有冷凝管內(nèi)孔壁面積總和為單根冷凝管內(nèi)孔壁面積乘以16 ;安裝換能器的數(shù)量則為所有冷凝管內(nèi)孔壁面積總和/面積40-50m2。
[0036]如圖4所示:為了更好的實(shí)現(xiàn)換能器的抑制作用，熱交換器系統(tǒng)還設(shè)置了硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，該硬件系統(tǒng)包括電源單元、主控單元、電/機(jī)轉(zhuǎn)換單元、參數(shù)調(diào)測單元、匹配單元、功放單元、Dsc集控單元和檢測反饋單元，其中所述檢測反饋單元與參數(shù)調(diào)測單元相連，參數(shù)調(diào)測單元與主控單元的輸入端相連，主控單元的輸出端依次與功放單元、匹配單元和電/機(jī)轉(zhuǎn)換單元電連接，所述電/機(jī)轉(zhuǎn)換單元直接作用于換熱設(shè)備。
[0037]所述參數(shù)調(diào)測單元中設(shè)有芯片，所述芯片存儲(chǔ)有針對PTA母液的超聲波聲學(xué)參數(shù)取值數(shù)據(jù)庫程序，可以根據(jù)反饋信息，調(diào)整換能器的聲學(xué)參數(shù)。
[0038]本實(shí)施例中換能器超聲波頻率范圍:15ΚΗζ~25ΚΗζ，可根據(jù)介質(zhì)污垢的軟硬程度選取超聲波頻率范圍，硬垢頻率低，軟垢頻率高，固體物含量高則頻率高，反之也然。
[0039]為了能實(shí)現(xiàn)伸縮大、振幅大、功率大，超聲波衰減小等特點(diǎn)，在換能器的超磁致伸縮材料中添加添加稀土微量元素進(jìn)行改性，使其伸縮系數(shù)達(dá)到2000PPm，并具有更高的電聲轉(zhuǎn)換效率，更好的穩(wěn)定性。
[0040]本系統(tǒng)簡單、實(shí)用，有效的阻礙PTA結(jié)晶物質(zhì)在熱交換器管壁的附著，可實(shí)現(xiàn)長時(shí)間的連續(xù)生產(chǎn)，大大提高效率，減少成本。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于生產(chǎn)PTA的熱交換器系統(tǒng)，包括熱交換器，所述熱交換器中安裝有冷凝管，其特征在于:設(shè)有若干超聲波發(fā)生器，所述若干超聲波發(fā)生器通過波導(dǎo)均勻安裝在換熱器固定管板外緣上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)PTA的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波發(fā)生器的安裝數(shù)量與熱交換器中所有冷凝管內(nèi)孔壁面積總和成正比，一個(gè)超聲波發(fā)生器匹配40-50m2的冷凝管內(nèi)孔壁面積。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于生產(chǎn)PTA的熱交換器系統(tǒng)，包括熱交換器，所述熱交換器中安裝有冷凝管，還設(shè)有若干超聲波發(fā)生器，所述若干超聲波發(fā)生器通過波導(dǎo)均勻安裝在換熱器固定管板外緣上。本系統(tǒng)簡單、實(shí)用，有效的阻礙PTA結(jié)晶物質(zhì)在熱交換器管壁的附著，可實(shí)現(xiàn)長時(shí)間的連續(xù)生產(chǎn)，大大提高效率，減少成本。
【IPC分類】F28G7/00
【公開號】CN204678956
【申請?zhí)枴緾N201520359255
【發(fā)明人】朱永杰
【申請人】江蘇大軒石化設(shè)備有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月29日