用于生产pta的热交换器系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种热交换器系统，其具体运用于生产PTA过程中。
【背景技术】
[0002]PTA是重要的大宗有机原料之一，广泛用于与化学纤维、轻工、电子、建筑等国民经济的各个方面。同时，PTA的应用又比较集中，世界上90%以上的PTA用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称聚酯，PET)。
[0003]PTA为石油的下端产品。石油经过一定的工艺过程生产出石脑油(别名轻汽油)，从石脑油中提炼出MX (混二甲苯)，再提炼出PX (对二甲苯)。PTA以PX (配方占65%— 67%)为原料，以醋酸为溶剂，在催化剂的作用下经空气氧化(氧气占35% — 33%)，成粗对苯二甲酸。然后对粗对苯二甲酸进行加氢精制，去除杂质，再经结晶、分离、干燥、制得精对苯二甲酸产品，即PTA成品。
[0004]在PTA母液闪蒸过滤系统的PTA母液冷却器对PTA母液进行冷却，由于PTA结晶速度较快，PTA母液冷却器在6~12小时内就被结晶堵塞，需用碱液泡洗和清水冲洗，不但影响生产，降低热效率，消耗大量的碱液和清水，而且需要排污处理。一直是PTA生产中的一个瓶颈。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供一种用于生产PTA的热交换器系统，该系统配合超声波发生器可有效的阻碍PTA结晶物质在热交换器管壁的附着。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为:
[0007]一种用于生产PTA的热交换器系统，包括热交换器，所述热交换器中安装有冷凝管，还设有若干超声波发生器，所述若干超声波发生器通过波导均匀安装在换热器固定管板外缘上。
[0008]为了更好的实现目的，提高抑制沉积效果，所述超声波发生器的安装数量与热交换器中所有冷凝管内孔壁面积总和成正比关系，一个超声波发生器匹配40-50m2的冷凝管内孔壁面积。
[0009]利用超声波发生器减少PTA结晶物在热交换器管壁的沉积的原理如下:
[0010]1、尚速微祸效应
[0011]超声波装置发生的超声波在金属管、板壁传播时，在热交换器壁面产生高加速度振荡波，金属和液体界面上的液体产生高速微涡，无数个高速微涡对传热面形成不间断冲刷，阻碍PTA结晶物质在热交换器管壁的附着。
[0012]2、活化效应
[0013]超声波在液体介质中通过高速微涡作用，可以使水分子裂解为H自由基和OH自由基，甚至H+和OH _等，与PTA形成配合物，从而增加母液的溶解能力，使其溶解能力相对提尚。也就是说，超声波能提尚流动液体和PTA结晶物质的活性，增大被水分子包裹着的PTA结晶物质微晶核的释放，破坏PTA结晶物质在管壁沉积的条件，使PTA结晶物质在液体中形成分散沉积而不易在管壁上结晶。
[0014]3、抑制效应
[0015]通过超声波的作用，改变了 PTA母液的物化性质，缩短了 PTA结晶核诱导期，刺激了微小晶核的生成。新生成的这些微小晶核，由于体积小、质量轻、表面积大，悬浮于液体中，生成比壁面大得多的界面，让既定结构的PTA晶粒长大，因此加快了 PTA结晶的速率。实验研宄表明，当液体过饱和系数一定时，在同一超声波参数下，超声波作用时间越长，则PTA结晶物质的成核诱导期越短，越有利于PTA的结晶。
[0016]4、强化传热效应
[0017]介质流动时，由于与固体壁面有摩擦力，会在近壁区域而形成滞流层，也叫边界层。这一区域的传热过程为滞流介质的导热过程而不是对流换热过程，而介质的导热系数较对流换热系数要低得多，因此滞流层的存在会降低传热系数。当有超声波作用时，由于超声波引起的高速微涡可有效破坏滞流层，起到了强化传热的作用。
[0018]利用超声波发生器减少PTA结晶物在热交换器管壁的沉积的有益效果:
[0019]1、减少PTA结晶物在热交换器管壁的沉积和堵塞，取到如下作用:
[0020]I)通过强化传热作用，提高了热交换效率；
[0021]2)通过高速微涡效应和活化效应，延长了换热器运行时间；
[0022]3 )减少了母液中PTA结晶沉积物的损失，降低了碱液的使用量，;
[0023]4)降低了排污费用。
[0024]2、对PTA产品质量的影响
[0025]通过抑制效应，缩短了 TA结晶核诱导期，刺激了微小晶核的生成，加快了 TA的结晶析出，实现了 PT酸和TA很好的分离，提高了 PTA的纯度。
[0026]说明书附图
[0027]图1为热交换器系统的安装示意图；
[0028]图2为图1中的A-A剖视图；
[0029]图3为超声波发生器的具体安装结构示意图；
[0030]图4为热交换器系统的硬件系统构成图。
【具体实施方式】
[0031 ] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
[0032]本实施例中涉及的超声波发生器选择超磁致伸缩换能器，具体内容参照专利201420408205.9。
[0033]如图1至图3所示:换能器2均匀安装布置在换热器I两侧管板的外壳上，具体为换能器2通过波导3安装在换热器固定管板外缘上，波导3与换热器I之间焊接相连，换能器2与波导3之间通过螺纹连接。
[0034]本实用新型中涉及的生产PTA工艺为:通过对粗对苯二甲酸进行加氢精制，去除杂质，再经热交换器结晶、分离，然后干燥制备；在通过利用热交换器进行结晶、分离的过程中，为了减少PTA结晶物在热交换器管壁的沉积，在热交换器两侧管板的外壳上安装多个换能器2，在结晶、分离的同时开启换能器2。
[0035]如图2所示，安装换能器的数量与所有冷凝管内孔壁面积总和有关；本实施例换热器中设有16根冷凝管4，单根冷凝管4的内孔壁面积为内孔圆周长与冷凝管管长的乘积，所有冷凝管内孔壁面积总和为单根冷凝管内孔壁面积乘以16 ;安装换能器的数量则为所有冷凝管内孔壁面积总和/面积40-50m2。
[0036]如图4所示:为了更好的实现换能器的抑制作用，热交换器系统还设置了硬件系统和软件系统，该硬件系统包括电源单元、主控单元、电/机转换单元、参数调测单元、匹配单元、功放单元、Dsc集控单元和检测反馈单元，其中所述检测反馈单元与参数调测单元相连，参数调测单元与主控单元的输入端相连，主控单元的输出端依次与功放单元、匹配单元和电/机转换单元电连接，所述电/机转换单元直接作用于换热设备。
[0037]所述参数调测单元中设有芯片，所述芯片存储有针对PTA母液的超声波声学参数取值数据库程序，可以根据反馈信息，调整换能器的声学参数。
[0038]本实施例中换能器超声波频率范围:15ΚΗζ~25ΚΗζ，可根据介质污垢的软硬程度选取超声波频率范围，硬垢频率低，软垢频率高，固体物含量高则频率高，反之也然。
[0039]为了能实现伸缩大、振幅大、功率大，超声波衰减小等特点，在换能器的超磁致伸缩材料中添加添加稀土微量元素进行改性，使其伸缩系数达到2000PPm，并具有更高的电声转换效率，更好的稳定性。
[0040]本系统简单、实用，有效的阻碍PTA结晶物质在热交换器管壁的附着，可实现长时间的连续生产，大大提高效率，减少成本。
【主权项】
1.一种用于生产PTA的热交换器系统，包括热交换器，所述热交换器中安装有冷凝管，其特征在于:设有若干超声波发生器，所述若干超声波发生器通过波导均匀安装在换热器固定管板外缘上。2.根据权利要求1所述的用于生产PTA的热交换器系统，其特征在于，所述超声波发生器的安装数量与热交换器中所有冷凝管内孔壁面积总和成正比，一个超声波发生器匹配40-50m2的冷凝管内孔壁面积。
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于生产PTA的热交换器系统，包括热交换器，所述热交换器中安装有冷凝管，还设有若干超声波发生器，所述若干超声波发生器通过波导均匀安装在换热器固定管板外缘上。本系统简单、实用，有效的阻碍PTA结晶物质在热交换器管壁的附着，可实现长时间的连续生产，大大提高效率，减少成本。
【IPC分类】F28G7/00
【公开号】CN204678956
【申请号】CN201520359255
【发明人】朱永杰
【申请人】江苏大轩石化设备有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年5月29日