CN104713412A - 在线清洁方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在线清洁方法，具体公开了一种用于从热交换器表面去除颗粒的方法。通过使用压缩空气经过喷嘴将干冰或冰颗粒导向待处理的热交换器表面来去除颗粒。

Description

在线清洁方法

技术领域

本发明涉及一种用于从热交换器表面去除颗粒的方法。

背景技术

丙烯腈是世界范围内用于化学药品制造的关键原料。超过90％的丙烯腈工厂都使用索亥俄法（Sohio process），其中丙烯腈由丙烯、氨水和空气在流化床催化剂上制成。离开反应器的反应气体混合物在进行进一步加工之前，在管-壳式热交换器中进行预冷却。因为催化剂磨损，该反应气体总是将一些超细固体颗粒携带进入热交换器，且这些颗粒最终会沉积在管壁上并最终导致热交换器的性能退化。随着工厂的持续运行，沉积在管壁的固体层会一直增长。用于反应气体通过的可以通过面积持续的减少，并不利的导致反应器压力增加。如果堵塞变得太严重，就需要使整套设备停机，更换或清洗热交换器。任何过程的设备停机都是昂贵的，且导致生产时间和利润下降。

目前，操作者有两种方法来解决堵塞的问题。第一解决方案设计安装2个相同的热交换器，它们相互独立的运行。当其中一个需要伺服时，将第二热交换器连接至所述生产系统。因为第二热交换器的成本以及断开和清洗第一热交换器以及连接第二热交换器所必须的人力，这是不利的。

在第二解决方案中，只使用了一个热交换器。但是，需要安装一个在线清洁系统，以保持热交换器表面是清洁的。在这种清洁系统中，使用硫酸铵颗粒作为清洁剂，并用压缩空气或氮气注入热交换器。这个方法可以实质上的消除计划外的设备停机。但是，硫酸铵在热交换器的工作温度下会分解，并释放出酸性气体如二氧化硫和三氧化硫，它们会逐渐腐蚀该热交换器。因为腐蚀性气体的腐蚀效应，一个新的热交换器在发生泄漏之前只能坚持2年。维护和更换失效的热交换器都会导致巨大的经济损失。此外，注入的硫酸铵需要以硫酸的形式回收，这也是个昂贵和复杂的过程，进一步增加了生产的成本。

本发明的方法可以克服这些问题，其方式为通过将冰和干冰颗粒以加快的速度穿过特别设计的喷嘴注入热交换器。这样，就无需额外的热交换器，且能限制停机、关闭热交换器以及它们后续的重物清洁。通过消除热交换器环境中的腐蚀性气体，可以增加它们的使用期限。此外，本发明的方法不需要任何额外的清洁，因为冰和干冰颗粒会汽化，且随着尾气排出所述热交换器。

发明内容

在本发明的一实施方式中，公开了一种用于从热交换器表面去除颗粒的方法，其包括用压缩空气通过喷嘴将颗粒导向热交换器表面。

存在于热交换器表面的颗粒来自该热交换器上游的催化剂磨损。

所述导向热交换器表面的颗粒选自下组：干冰和冰。所述压缩空气选自下组：氮气和空气。

所述干冰或冰颗粒的直径尺寸范围为从约5毫米到约25毫米。

所述干冰颗粒是在约1MPa-约100MPa的压力下制造的，而冰颗粒可在常压下制造。

所述干冰颗粒可用熔点高于该干冰颗粒的化合物涂覆。这些化合物选自下组：对苯二甲酸二甲酯、萘、苯甲酸、草酸和草酸二甲酯。

喷嘴的中心线沿着所述热交换器的中心线设置。通常，喷嘴的中心线和热交换器的中心线相互之间的角度在0度和90度之间，以最大化颗粒对被处理的热交换器的壁的影响。

喷嘴通常具有允许冷却剂流流经的多层夹套。这种冷却剂通常选自下组：液体二氧化碳和液氮。

喷嘴中冷却剂压力应该至少和压缩空气的压力一样高。

具体实施方式

所述导向热交换器壁的固体颗粒选自下组：干冰和冰。出于本发明之目的，将冰限定为冷冻的水。所述颗粒的直径尺寸范围为约5毫米至约25毫米。

用于加速所述固体颗粒的气流选自下组：氮气和空气。在实施本发明的关键点是在接触热交换器中的壁之前经过所述热交换器时，所述固体颗粒保持其形状。通过保持其形状，它将更有效的将所述颗粒撞出所述壁。存在于所述热交换器的反应气流的温度在热交换器的进口为约450℃，且在热交换器的出口为约200℃。当所述固体颗粒是干冰时，所述固体颗粒应该在升高的、约1MPa-约100MPa的压力下制造。当所述固体颗粒是冰时，所述固体颗粒可在正常的、常压下制造，因为冰的熔点比干冰高。使用液氮或液体二氧化碳作为低温冷冻保护剂，水将快速冷冻。

或者，当所述固体颗粒是干冰时，可通过用化合物涂覆它来延长它的生命周期，所述化合物的熔点远高于干冰的熔点，例如DMT(对苯二甲酸二甲酯)、萘、苯甲酸、草酸和草酸二甲酯。涂层材料在清洁过程中会升华，并以它们的气体状态离开所述热交换器。在注入热交换器之前，所述干冰颗粒保持在它们的过冷状态。

喷嘴将围绕所述热交换器的前端设置，以确保用所述固体颗粒全部覆盖所述热交换器的横截面。喷嘴的布置应该沿着将被处理的热交换器的中心线。因此，喷嘴的中心线和热交换器的中心线相互之间的角度应小于90度但大于0度。这将有助于防止固体颗粒逃离换热管却没有与其中的壁撞击，以及有助于确保所述颗粒和所述热交换器之间足够的撞击频率。

喷嘴装备了多层夹套结构，冷却剂小流经过该结构，并保持喷嘴的温度足够的低以阻止固体颗粒在进入热交换器的管之前汽化。优选的，所述冷却剂是液体二氧化碳或液氮，且在喷嘴夹套中的所述流的蒸汽压力应该至少和递送空气或氮气的流的压力一样高，从而抑制给送气体和给送固体颗粒进入所述夹套。在夹套中汽化的冷却剂将与存在于热交换器的反应气流汇合，且变成排出该热交换器的回收流的一部分。

虽然关于本发明的具体实施方式描述了本发明，但是显然，本发明的许多其他形式和改变对本领域技术人员是显而易见的。本发明所附的权利要求书一般应被解释成包括在本发明的真正精神和范围之内的所有这些显而易见的形式和改变。

Claims (14)

1.一种用于从热交换器表面去除颗粒的方法，其包括用压缩空气通过喷嘴将颗粒导向热交换器表面。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述颗粒选自下组：干冰和冰。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压缩空气选自下组：氮气和空气。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述颗粒的直径为约5毫米到约25毫米。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述干冰颗粒是在约1MPa-约100MPa的压力下制造的。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述冰颗粒是在常压下制造的。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述干冰颗粒用具有更高熔点的化合物涂覆。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述化合物选自下组：对苯二甲酸二甲酯、萘、苯甲酸、草酸和草酸二甲酯。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，存在多于一个热交换器。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，喷嘴的中心线沿着所述热交换器的中心线设置。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，喷嘴的中心线和热交换器的中心线相互之间的角度小于90度。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷嘴具有冷却剂流经过的多层夹套结构。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述冷却剂选自下组：液体二氧化碳和液氮。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述冷却剂的压力至少和压缩空气的压力一样高。