JP2003262495A - 熱交換器の汚れ除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重質物に基づく汚れ成分が内部に付着して熱
交換能力が低下する加熱型熱交換器の運転を継続しつ
つ、熱交換器内部に工程の障害とならない物質の蒸気ま
たは熱交換器内部で蒸気となる物質を導入して汚れを除
去することにより、汚れ成分を除去し熱交換能力を回復
する事が出来る。この方法により、熱交換器の停止に伴
うプラントの安定操業に対する悪影響がなく、熱交換器
の汚れ除去作業に伴う安全確保等の問題も生じない、熱
交換器の汚れ除去方法を提供する。 【解決手段】 目的物と重質物を含む液から目的物を蒸
留により分離精製する化学プラントの工程において、前
記目的物と重質物を含む液を加熱蒸発させる熱交換器内
部に付着する、前記重質物に基づく汚れを、熱交換器の
運転を継続しつつ、熱交換器の内部に前記工程の障害と
ならない物質の蒸気または熱交換器内部で蒸気となる物
質を導入して汚れを除去することを特徴とする熱交換器
の汚れ除去方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、目的物と重質物を
含む液から目的物を得る工程における、加熱型熱交換器
の内部汚れを、該熱交換器の運転を継続しつつ除去し、
長期に亘り熱交換能力を維持する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】加熱型熱交換器は、目的物と重質物を含
む液から目的物を分離精製する蒸留操作等に用いられて
いる。この場合、重質物の汚れ成分が熱交換器内部に付
着し、熱交換器の伝熱能力が低下するために、しばしば
熱交換器の操業を停止して内部汚れを除去する必要性が
あった。

【０００３】汚れを除去する方法としては、熱交換器の
操業を一時停止して熱交換器の内容物を抜出して機器開
放を行った後、熱交換器の内部を高圧水による洗浄、バ
フ研磨、メカクリーン研磨等を行って汚れを除去する方
法をあげることができる。このような方法では、熱交換
器の予備機への切り替え、機器の開放作業および汚れの
除去作業等、多大の労力を要する他、作業の安全性、切
り替えに伴うプラント操業上の安定性確保等の問題を抱
えている。

【０００４】一方、熱交換器の停止を伴うが、機器の開
放を行わずに熱交換器の内部を温水洗浄、アルカリ洗浄
等の薬液洗浄を行う比較的作業量の少ない方法もある。
しかし、この方法では汚れ除去が十分に行われず、操業
再開後の熱交換能力の低下が早く、洗浄作業を頻繁に繰
り返す必要性があるなどの問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる現状において、
本発明は加熱型熱交換器の運転停止等を伴うことなく、
運転を継続しながら、熱交換能力を長期に亘って維持す
ることができる、熱交換器の汚れ除去方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、目的
物と重質物を含む液から目的物を蒸留により分離精製す
る化学プラントの工程において、前記目的物と重質物を
含む液を加熱蒸発させる熱交換器内部に付着する、前記
重質分に基づく汚れを、熱交換器の運転を継続しつつ、
熱交換器の内部に前記工程の障害とならない物質の蒸気
または熱交換器内部で蒸気となる物質を導入して汚れを
除去することを特徴とする熱交換器の汚れ除去方法であ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明において、目的物と重質物
を含む液とは、化学プラントにおいて化学物質の酸化、
分解、中和などの反応工程、及び抽出、蒸留などの精製
工程等において生成する目的物と重合物や無機物などの
重質物を含む液であって、重質物とは、目的物を分離精
製する際に蒸留塔の底部等に設けられた加熱型熱交換器
の内部に付着して、熱交換器の内部の汚れとなり、熱交
換能力を阻害するものを言う。

【０００８】具体的には、分解工程における有機物質の
重合物などの副反応物質、分解工程において用いた酸触
媒を中和する際に生じる塩などの無機物を含めたもので
ある。例えば、例示したレゾルシンプロセスの場合は、
レゾルシン重合体、レゾルシンとヒドロキシメチルスチ
レン付加物等であり、その他酸触媒の中和操作等に伴っ
て発生するNa₂SO₄等の無機物が重質物として熱交換器の
汚れ成分となる。

【０００９】かかる目的物と重質物を含む液を、加熱型
熱交換器によって加熱すると重質物が短期間に熱交換器
内部に付着し、熱交換能力が低下して、熱交換器所定の
能力を発揮できず、エネルギー損失のみではなく生産量
の減少を招くなどプラント全体の安定的な操業にも支障
をきたす。

【００１０】熱交換器内部の汚れを除去するには、前記
した如く、熱交換器を停止し、熱交換器の予備機への切
り替え、機器の開放作業および汚れの除去作業等を行う
等、多大の労力と化学プラントの操業自体に影響を及ぼ
す。そこで該工程に障害にならない物質の蒸気または熱
交換器内部の温度において蒸気となる物質を熱交換器に
導入することにより、熱交換器を停止することなく運転
継続したまま、熱交換器内部の汚れを除去することがで
き、熱交換能力を回復することができる。熱交換器への
導入は、熱交換器下部にノズルを設けて導入することが
でき、熱交換器内部を前記蒸気が通過できるようにすれ
ばよい。導入する物質は、例えば前記混合物を構成する
溶媒やその蒸気、あるいは該工程において製品品質や運
転上の障害とならない物質が好ましく、水分がその工程
あるいは後の工程で除去することができ、製品品質に影
響を及ぼさない場合には、スチームまたは水等が有用に
用いられる。

【００１１】本発明の一つの態様として、芳香族ペルオ
キシドを酸分解することにより得られるジヒドロキシベ
ンゼン類と重質物を含む液からジヒドロキシベンゼン類
を留出させる際に使用する多管式加熱型熱交換器が例示
される。

【００１２】例えば、レゾルシンの製造プロセスにおい
て、１，３−ジイソプロピルベンゼンを酸化して１，３
−ジヒドロキシイソプロピルベンゼン等を含む液が得ら
れ、この液から抽出、濃縮、分解等の工程を経てレゾル
シン、アセトン、重質物を含むが得られる。この液から
アセトン等の軽沸分を除去したレゾルシンおよび重質物
を含む液からレゾルシンを精製回収する際に、縦型の多
管式加熱型熱交換器で加熱、蒸留を行って重質物を除去
する。

【００１３】重質物には、レゾルシン重合体、レゾルシ
ンとヒドロキシメチルスチレン付加物等や、その他酸触
媒の中和操作等に伴って発生するNa₂SO₄等の無機物が含
まれることがある。

【００１４】重質物に基づく汚れが付着し、総括伝熱係
数（以下Ｕと略す）が低下した多管式加熱型熱交換器の
運転を停止して、１,３００kg/cm²の高圧水で熱交換器
の汚れを洗浄除去した後、熱交換器の運転を再開する
と、当初のＵは徐々に低下し、２００日運転後は約１／
３にまで低下する。この状態でＵがさらに低下すると、
プロセス全体の運転継続が困難となる。そこで熱交換器
の運転を継続しながら、熱交換器下部のノズルから、該
プロセスの後工程や目的製品であるレゾルシンの品質等
に悪影響を及ぼさないスチームを導入しつつ運転を継続
したところ、Ｕの低下はスチーム導入後すぐになくなり
逆に次第にＵが回復し始めた。１４日後にはスチーム導
入前の約２倍にまで回復し、プロセスの運転は順調に行
われた。スチーム停止後は、回復したＵは少なくとも約
６０日は回復した状態で持続するため、Ｕの状況を監視
しつつスチームを必要に応じて熱交換器の下部ノズルか
ら導入するだけでＵを回復することが出来る。

【００１５】かかる方法によると、熱交換器の停止、予
備機への切り替え、機器の開放作業および汚れの除去作
業等多大の労力が不要であるばかりでなく、これらの作
業に伴う作業の安全性、熱交換器切り替えに伴うプラン
ト操業上の安定性の確保等が可能となる。

【００１６】

【実施例】実施例１ 汚れが付着しＵが約６０Kcal/ｍ²・Hr・degに低下した
縦型の多管式加熱型熱交換器の運転を停止し、１,３０
０kg/cm²の高圧水で熱交換器の汚れを洗浄除去した後、
熱交換器の運転を再開した。運転再開直後のＵは１８０
Kcal/ｍ²・Hr・deg．であった。運転継続と共にＵは徐
々に低下し、２００日運転後は、Ｕは６０Kcal/ｍ²・Hr
・deg．に低下した。そこで熱交換器の運転を継続しな
がら、熱交換器の底部に１kg/cm²（120℃）のスチーム
を１６Kg／Hrで導入し運転を継続した。スチームの導入
後は、Ｕの低下がなくなり次第にＵが回復し始め、１４
日後には１２０Kcal/ｍ²・Hr・deg.に回復した。スチー
ムは１４日目に停止したが、回復したＵはその後約６０
日は持続することを確認できた。

【００１７】比較例１ 汚れが付着しＵが約６０Kcal/ｍ²・Hr・deg.に低下した
縦型の多管式加熱型熱交換器の運転を停止し、100℃温
水で洗浄を行い汚れの除去を行った。運転再開後Ｕは８
０Kcal/ｍ²・Hr・deg.に回復していたが、約６0日で６
０Kcal/ｍ²・Hr・deg.にまで低下し、運転継続が出来な
くなった。数回同様の運転停止、温水洗浄の操作を繰り
返したが、いずれも６0日以内でＵは６０Kcal/ｍ²・Hr
・deg.に低下し、安定的な連続運転はできなかった。

【００１８】

【発明の効果】本発明により、重質物に基づく汚れ成分
が内部に付着して熱交換能力が低下する加熱型熱交換器
の運転を継続しつつ、熱交換器内部に工程の障害となら
ない物質の蒸気または熱交換器内部で蒸気となる物質を
導入して汚れを除去することにより、汚れ成分を除去し
熱交換能力を回復する事が出来る。この方法により、熱
交換器の停止に伴うプラントの安定操業に対する悪影響
がなく、熱交換器の汚れ除去作業に伴う安全確保等の問
題も生じない、熱交換器の汚れ除去方法の提供が可能と
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】多管式加熱縦型熱交換器の一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…目的物および重質物を含む液の入口、２…蒸気又は
熱交換器内部で蒸気となる物質の入口、３… 加熱媒体
の出入口、４…重質物の抜出口、５…目的物の出口

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目的物と重質物を含む液から目的物を蒸
   留により分離精製する化学プラントの工程において、前
   記目的物と重質物を含む液を加熱蒸発させる熱交換器内
   部に付着する、前記重質物に基づく汚れを、熱交換器の
   運転を継続しつつ、熱交換器の内部に前記工程の障害と
   ならない物質の蒸気または熱交換器内部で蒸気となる物
   質を導入して汚れを除去することを特徴とする熱交換器
   の汚れ除去方法。
2. 【請求項２】 蒸気がスチーム、熱交換器内部で蒸気と
   なる物質が水である請求項１記載の熱交換器の汚れ除去
   方法。
3. 【請求項３】 前記熱交換器が多管式加熱型熱交換器で
   ある請求項１または２に記載の熱交換器の汚れ除去方
   法。
4. 【請求項４】 前記熱交換器が縦型で、管が直管の多管
   式加熱型熱交換器である請求項１から３のいずれかに記
   載の熱交換器の汚れ除去方法。
5. 【請求項５】 前記目的物と重質物を含む液が、芳香族
   ペルオキシド類を分解することにより得られるジヒドロ
   キシベンゼン類と重質物を含む液である請求項１から４
   のいずれかに記載の熱交換器の汚れ除去方法。
6. 【請求項６】 前記ジヒドロキシベンゼン類がレゾルシ
   ンである請求項５記載の熱交換器の汚れ除去方法。