[发明专利]一种乙腈提纯用换热器的防堵方法及防堵换热器

说明书

技术领域

本发明属于换热器领域，尤其是涉及一种乙腈提纯用换热器的防堵方法及防堵换热器。

背景技术

乙腈作为一种性能优良的有机溶剂，也是精细化工的重要原料。广泛用于石油化工、医药、农药、表面活性剂、染料等众多领域。工业生产乙腈的方法有直接合成法(如用乙酸或丙烷或乙醇与氨的反应)和间接法，间接法主要是指从丙烯氨氧化生产丙烯腈同时副产的粗乙腈的提纯制得。目前，后者仍是工业生产乙腈的主要来源，其产量占丙烯腈产量的2％～3％。

由丙烯氨氧化生产丙烯腈得到的粗乙腈是一种组分非常复杂的水溶液混合物，其主要成分为水和乙腈，同时还含有氢氰酸、丙烯腈等杂质。在粗乙腈进入乙腈脱氰塔提纯过程中，因物料中含有的氢氰酸具有易聚合的特点，而塔顶含有的氢氰酸浓度比较高，这就使得乙腈脱氰塔的塔顶换热器的结构比较关键，如用传统立式管板式换热器(如图1所示)，需要在换热器下面增加一个回流罐使用，增加了布置空间，并且传统换热器中流体在换热管内的湍动程度低，很容易造成换热管积聚聚合物，影响换热器的换热效果，甚至是导致换热器发生堵塞，限制换热器的连续运行，缩短了生产周期，且如果频繁清洗换热器，其过程可能接触到氢氰酸，由此安全风险也大大提高。

发明内容

本发明要解决的问题是针对针对目前乙腈纯化工艺中因粗乙腈中含有的氢氰酸易发生聚合而造成乙腈脱氰塔塔顶换热器易堵塞，设备利用率下降，安全风险增大等现象，提供一种实用性强的乙腈提纯用换热器的防堵方法及防堵换热器。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种乙腈提纯用换热器的防堵方法，所述换热器采用立式固定管板式结构，换热器的上管箱内置有喷头；经换热器换热后冷却的一部分工艺物料作为冲洗液返回至换热器入口，所述冲洗液在换热器入口处与阻聚剂混合后通过喷头喷入换热管内。如此，相当于在换热器入口增加了一股冷料，一方面增大了换热管内总物料量，增大了冲击力，同时也降低了进料温度，使氢氰酸聚合变得困难，进而有效降低了因氢氰酸聚合而对换热器产生的堵塞现象。

所述喷头可选用实心锥型喷头等可形成实心圆形喷雾的任何喷头型式，喷头与管板的最小距离为0.1D，D为换热器公称直径(mm)。

所述阻聚剂选自醋酸、硫酸或磷酸，其加入量为保证乙腈脱氰塔的塔釜液pH在3-5。

优选的，所述换热管的顶部采用锯齿形结构，利于冲洗液在管内的平均分布，利于传热。

优选的，换热器的下管箱采用釜式结构，起到缓冲和气液分离的作用。

优选的，所述所述换热器的下管箱内还设有挡板，利于强化气液分离的效果。挡板设在气相物料出口处，与气相物料出口形成夹角。

优选的，返回换热器入口的冲洗液的流量占经换热器换热后冷却的工艺物料总质量流量的1/6-2/3，在这范围内的流量的选取，既可以达到起到冲刷的效果，又不至因流量过大而引起换热器尺寸由此而明显增大。

优选的，工艺物料(待冷却的冷却物料)走管程，公用工程物料(冷却物料)走壳程。

优选的，工艺物料在换热管内流速为0.5-6m/s。

本发明还提供了一种用于上述方法中的换热器，包括上管箱、筒体和下管箱；上管箱、筒体和下管箱组成立式固定管板式结构，所述筒体中的换热管的顶部采用锯齿形结构；

所述上管箱内置有喷头且管箱上设有工艺物料(待冷却的工艺物料)入口和冲洗液入口，所述冲洗液入口与阻聚剂加入口连通，所述冲洗液的入口与所述喷头连通，使得冲洗液通过所述喷头喷入换热器的换热管内；

所述筒体上设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结构，所述下管箱上设有液相物料(经换热冷却后的液相工艺物料)出口和气相物料出口；所述液相物料出口与冲洗液入口连通。

优选的，所述下管箱内设有挡板。

本发明不局限于应用在乙腈提纯过程中因氢氰酸聚合引起的换热器堵塞系统中，同时还可以应用于任何因物料聚合而产生的换热器堵塞系统中。

本发明具有的优点和积极效果是：

1.针对氢氰酸易聚合的特点，本发明在换热器入口通过上管箱的内置喷头引一股冲洗液进换热管。内置喷头的设置，有利于冲洗液在换热器内均匀覆盖到整个换热管；冲洗液的加入也增大了通过换热管的总物料量，冲击力增大，使聚合物不易附着于换热器管壁，造成换热器堵塞，由此也保证了换热器的传热效果。

2.本发明的换热器内换热管顶端采用锯齿结构，有利于冲洗液在每根换热管内的均匀流动，利于传热。