專利名稱：在線清焦裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種在線清焦裝置。
背景技術(shù)：
在丙烯氨氧化生產(chǎn)丙烯腈領(lǐng)域中，由于反應(yīng)生成的高溫反應(yīng)氣體中含有丙烯腈、 氫氰酸、丙烯醛等易聚合的化合物，在反應(yīng)氣體冷卻過程中容易發(fā)生聚合反應(yīng)，生成的聚合 物與流化床反應(yīng)器帶出的催化劑粉塵粘附并聚積在反應(yīng)氣體冷卻器列管中，隨著運行時間 的延長，列管內(nèi)壁垢層逐漸增加，列管內(nèi)通道逐漸減小，導(dǎo)致列管不暢，增加管道阻力，當(dāng)垢 層達到一定厚度時，反應(yīng)系統(tǒng)操作壓力明顯升高，惡化流化床反應(yīng)系統(tǒng)的操作狀況，降低催 化劑的反應(yīng)性能，使裝置消耗增加，運行周期縮短。對于氨氧化生產(chǎn)丙烯腈反應(yīng)系統(tǒng)冷卻器 列管中的結(jié)焦物，通常只能在一年一度的停車檢修期間用高壓水槍沖刷予以去除。在丙烯腈裝置中，反應(yīng)氣體冷卻器是一關(guān)鍵設(shè)備，其結(jié)構(gòu)是一大型立式列管式換 熱器，反應(yīng)氣體走管程，殼程通冷卻水。其作用是將氨氧化反應(yīng)器出口的反應(yīng)氣體溫度從 420 450°C冷卻至200°C左右。國內(nèi)丙烯腈裝置一般運行6個月左右就因反應(yīng)氣體冷卻器 列管堵塞，使反應(yīng)氣體冷卻器的壓降從原來的3 5KPa升高到40KPa以上，造成反應(yīng)系統(tǒng) 壓力明顯升高，導(dǎo)致催化劑的丙烯腈單收下降2個百分點以上，裝置消耗明顯增加，影響裝 置的正常運行，直至被迫停車。如果不停車用高壓水槍清除冷卻器列管中的結(jié)焦物，冷卻器 列管管道阻力將急劇增加，反應(yīng)系統(tǒng)壓力急劇升高，催化劑單收急劇下降，裝置消耗急劇增 加。反應(yīng)氣體冷卻器列管的堵塞是丙烯腈裝置長周期運行的主要瓶頸，不僅影響丙烯 腈裝置的整體運行周期，也增加了設(shè)備清洗費用和停、開車過程中原料及產(chǎn)品的損失浪費， 影響丙烯腈裝置的經(jīng)濟效益。因此，發(fā)明一種在線清焦裝置，及時在線去除丙烯腈裝置反應(yīng) 氣體冷卻器列管內(nèi)的結(jié)焦物，解決反應(yīng)氣體冷卻器列管的堵塞問題，具有十分重要的現(xiàn)實 意義和經(jīng)濟效益。文獻CN1657860A介紹了一種立式列管傳熱設(shè)備管外污垢三相流態(tài)化在線清洗技 術(shù)。在殼程底部安裝耐老化、容易彎曲變形的軟塑料布氣軟管，布氣軟管上開設(shè)均勻排列的 噴氣孔，噴出的清潔氣體使殼程液體快速上升，帶動固體形成劇烈運動、上下自然循環(huán)流動 的三相流態(tài)化清洗液，實現(xiàn)管外污垢在線、快速、均勻的清洗，可以保障設(shè)備長期高效運行。 該方法用于立式列管傳熱設(shè)備管外污垢的在線清洗，且介質(zhì)呈液態(tài)，而不是介質(zhì)呈氣態(tài)的 管內(nèi)污垢的去除。文獻CN101451797A介紹了一種換熱器在線清洗裝置。在換熱器傳熱管內(nèi)裝有清 洗機構(gòu)，在流體進出口管上設(shè)置換向機構(gòu)，在流體的推動下，通過換向機構(gòu)的作用，清洗機 構(gòu)在傳熱管內(nèi)往返運動，清洗元件于傳熱管內(nèi)壁接觸并發(fā)生摩擦，不斷去除管內(nèi)污垢或阻 止污垢的產(chǎn)生，達到在線清除污垢的目的。該方法在換熱管內(nèi)設(shè)置清洗元件，縮小了傳熱管 內(nèi)流體通道的有效面積，大大增加了換熱器列管的阻力，而不是降低換熱器的壓降。發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是對現(xiàn)有技術(shù)中存在的在氨氧化生產(chǎn)丙烯腈反 應(yīng)系統(tǒng)冷卻器中，未涉及在線清焦裝置，造成冷卻器列管中粘附和聚積的結(jié)焦物難以去除， 導(dǎo)致列管管道阻力增加，反應(yīng)器操作壓力升高，反應(yīng)系統(tǒng)操作狀況惡化，催化劑反應(yīng)性能降 低，裝置消耗增加，運行周期縮短的問題，提供一種新的在線清焦裝置。該在線清焦裝置具 有及時在線清除氨氧化反應(yīng)氣體冷卻器列管中的結(jié)焦物，穩(wěn)定冷卻器列管管道阻力和反應(yīng) 系統(tǒng)的操作壓力，穩(wěn)定催化劑的反應(yīng)性能，維持裝置的消耗水平，延長裝置的運行周期的優(yōu) 點ο為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案如下一種在線清焦裝置，包括 與氨氧化反應(yīng)氣體呈惰性氣體的進口、固體顆粒儲罐、氨氧化反應(yīng)氣體冷卻器，氨氧化反應(yīng) 氣體冷卻器包括空心的上封頭和布滿列管的換熱段，在空心上封頭中安置有至少1個噴射 分布器，惰性氣體的進口與固體顆粒儲罐出口并聯(lián)后與噴射分布器相連通。上述技術(shù)方案中，在冷卻器上封頭中安置的噴射分布器的優(yōu)選范圍為1 20個， 更優(yōu)選范圍為1 5個；噴射分布器優(yōu)選方案是多通道型、拉烏爾型、旋流分布型或螺旋噴 射型中的至少一種。上述技術(shù)方案中，噴射分布器的設(shè)置以使冷卻器每根列管中的噴射固體量均勻為 佳，固體顆粒沿冷卻器列管軸向方向噴出，固體顆粒的化學(xué)組成對反應(yīng)系統(tǒng)、成品質(zhì)量無影 響，可回收處理或循環(huán)使用。圖1為本實用新型的在線清焦裝置。圖1中1為惰性氣體進口，2為固體顆粒儲 罐，3為固體顆粒儲罐出口，4為輸送管路，5為冷卻器上封頭，6為噴射分布器，7為冷卻器列 管，8為氨氧化反應(yīng)系統(tǒng)冷卻器。本實用新型的在線清焦裝置工藝過程如下從固體顆粒儲罐2來的固體顆粒，在 惰性氣體進口 1的動力作用下，從固體顆粒儲罐出口經(jīng)輸送管路4進入氨氧化反應(yīng)系統(tǒng)冷 卻器8上封頭5中安置的噴射分布器6中，噴射后固體顆粒分散并分布到冷卻器列管7中， 以去除列管中的結(jié)焦物。氨氧化反應(yīng)系統(tǒng)的在線清焦裝置為間隙操作，可根據(jù)反應(yīng)氣體冷卻器壓降變化情 況確定在線清焦的頻次。由于在線清焦裝置采用與氨氧化反應(yīng)氣體呈惰性的氣體作動力，將一定直徑的固 體顆粒輸送到噴射分布器，在噴射分布器的噴射下固體顆粒以一定的噴出速度分布到氨氧 化反應(yīng)氣體冷卻器的每根列管中，及時在線去除冷卻器列管中的結(jié)焦物，穩(wěn)定了冷卻器列 管管道阻力和反應(yīng)系統(tǒng)的操作壓力，穩(wěn)定了催化劑的反應(yīng)性能，維持了裝置的消耗水平，延 長了裝置的運行周期。本實用新型不僅適用于氨氧化反應(yīng)系統(tǒng)冷卻器的在線清焦，同樣適用于易結(jié)焦體 系的管道和反應(yīng)、換熱設(shè)備的在線清焦。采用本實用新型的在線清焦裝置，在冷卻器上封頭中安置5個噴射分布器，以惰 性氣體氮氣為動力，將平均直徑為5mm的球體狀硫酸鹽固體顆粒輸送到旋流分布型分布器 中，經(jīng)分布器噴射后固體顆粒以90m/s的噴出速度分布到氨氧化反應(yīng)氣體冷卻器的每根列 管中，清除了列管中的結(jié)焦物，丙烯腈裝置連續(xù)運行18個月時，冷卻器的壓降為4. 2KPa，穩(wěn) 定了冷卻器列管管道阻力和反應(yīng)系統(tǒng)的操作壓力，催化劑的丙烯腈單收保持不變，維持了裝置的消耗水平，延長了裝置的運行周期，取得了較好的技術(shù)效果。
圖1為本實用新型的在線清焦裝置。圖1中1為惰性氣體進口，2為固體顆粒儲罐，3為固體顆粒儲罐出口，4為輸送管 路，5為冷卻器上封頭，6為噴射分布器，7為氨氧化反應(yīng)系統(tǒng)冷卻器，8為冷卻器列管。從固 體顆粒儲罐2來的固體顆粒，在惰性氣體進口 1的動力作用下，從固體顆粒儲罐出口經(jīng)輸送 管路4進入氨氧化反應(yīng)系統(tǒng)冷卻器8上封頭5中安置的噴射分布器6中，噴射后固體顆粒 分散并分布到冷卻器列管7中，以去除列管中的結(jié)焦物。下面通過實施例對本實用新型作進一步的闡述。
具體實施方式
比較例1氨氧化生產(chǎn)丙烯腈裝置開車初期無在線清焦的反應(yīng)氣體冷卻器的壓降為4KPa，裝 置連續(xù)運行6個月時，反應(yīng)氣體冷卻器的壓降升高到40KPa，催化劑的丙烯腈單收下降2%。比較例2氨氧化生產(chǎn)丙烯腈裝置開車初期無在線清焦的反應(yīng)氣體冷卻器的壓降為4KPa， 裝置連續(xù)運行10個月時，反應(yīng)氣體冷卻器的壓降升高到65KPa，催化劑的丙烯腈單收下降 3. 8%。實施例1采用本實用新型的在線清焦裝置，在冷卻器上封頭中安置5個分布器，開車初期 反應(yīng)氣體冷卻器的壓降為4KPa，以惰性氣體氮氣為動力，將平均直徑為5mm的球體狀硫酸 鹽固體顆粒輸送到旋流分布型分布器中，經(jīng)分布器噴射后固體顆粒以90m/s的噴出速度分 布到氨氧化反應(yīng)氣體冷卻器的每根列管中，清除了列管中的結(jié)焦物，丙烯腈裝置連續(xù)運行 18個月時，冷卻器的壓降為4. 2KPa，穩(wěn)定了冷卻器列管管道阻力和反應(yīng)系統(tǒng)的操作壓力， 催化劑的丙烯腈單收保持不變，維持了裝置的消耗水平，延長了裝置的運行周期。實施例2 12按實施例1的各條件與步驟操作，只是改變惰性氣體的種類、固體顆粒的平均直 徑、固體顆粒的種類、固體顆粒的形狀、固體顆粒的噴出速度、分布器的類型、安置個數(shù)等操 作條件，具體工藝操作條件及裝置運行后反應(yīng)氣體冷卻器的壓降、催化劑的丙烯腈單收變 化情況、裝置運行周期等結(jié)果見表1。
權(quán)利要求一種在線清焦裝置，包括與氨氧化反應(yīng)氣體呈惰性氣體的進口、固體顆粒儲罐、氨氧化反應(yīng)氣體冷卻器，氨氧化反應(yīng)氣體冷卻器包括空心的上封頭和布滿列管的換熱段，在空心上封頭中安置有至少1個噴射分布器，惰性氣體的進口與固體顆粒儲罐出口并聯(lián)后與噴射分布器相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線清焦裝置，其特征在于在冷卻器上封頭中安置1 20個 噴射分布器，噴射分布器是多通道型、拉烏爾型、旋流分布型或螺旋噴射型中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在線清焦裝置，其特征在于在冷卻器上封頭中安置1 5個 噴射分布器。
專利摘要本實用新型涉及一種在線清焦裝置，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的氨氧化反應(yīng)氣體冷卻器列管中粘附和聚積的結(jié)焦物難以去除，造成冷卻器列管管道阻力增加，反應(yīng)器操作壓力升高，反應(yīng)系統(tǒng)操作狀況惡化，催化劑反應(yīng)性能降低，裝置消耗增加，運行周期縮短的問題。本實用新型通過采用一種在線清焦裝置，包括與氨氧化反應(yīng)氣體呈惰性氣體的進口、固體顆粒儲罐、氨氧化反應(yīng)氣體冷卻器，氨氧化反應(yīng)氣體冷卻器包括空心的上封頭和布滿列管的換熱段，在空心上封頭中安置有至少1個噴射分布器，惰性氣體的進口與固體顆粒儲罐出口并聯(lián)后與噴射分布器相連通的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于氨氧化反應(yīng)氣體冷卻器在線清焦的工業(yè)裝置中。
文檔編號F28G1/12GK201772813SQ20102050150
公開日2011年3月23日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者張斌, 徐永通, 熊瑾 , 顧軍民 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院