用于清潔熱交換器的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱交換器，且具體而言涉及熱交換器的處理，且最具體而言，涉及用于冷卻被聚合物或聚合物添加劑污染的水的熱交換器。
【背景技術(shù)】
[0002]熱交換器廣泛地用于工業(yè)和其他工藝中，以使用可稱為加熱或冷卻介質(zhì)的一個(gè)流來加熱或者冷卻通常稱為工藝流的另一個(gè)流。熱交換器大體上包括用于工藝流的一個(gè)或更多個(gè)通路，和用于加熱或冷卻介質(zhì)的一個(gè)或更多個(gè)通路，通路由壁物理地分開。熱傳遞從較熱的流到較冷的流穿過壁而發(fā)生。壁因而應(yīng)由高度傳導(dǎo)性的材料制成，且通常由金屬制成。通常使用不銹鋼和其他鋼。
[0003]本發(fā)明涉及熱交換器的處理，該熱交換器在“操作”中用于使用冷卻介質(zhì)來冷卻工藝水流(“工藝水”)，且具體而言，用于冷卻已與聚合物顆粒接觸的工藝水。(在本文中使用的“操作”意思是當(dāng)熱交換器正以其正常或設(shè)計(jì)的方式被操作以冷卻工藝流時(shí)。)
已發(fā)現(xiàn)，工藝水中的某些組分可沉積在熱交換器的壁上。它們可降低穿過壁的熱傳遞速率，這可降低熱交換器的效力。該過程通常稱為“結(jié)垢”。
[0004]如果熱交換器在冷卻工藝水方面的效力降低得太多，那么需要停止并清潔熱交換器。一般來說，這可涉及拆卸熱交換器且物理地清潔表面。為了維持總體工藝操作，那么必須提供一個(gè)或更多個(gè)“備用”熱交換器，可在清潔其他熱交換器時(shí)使它們“在線”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]我們已發(fā)現(xiàn)提供熱交換器的有效且簡(jiǎn)單的清潔而不拆卸它的工藝。
[0006]因此，在第一方面中，提供一種用于處理熱交換器的方法，該熱交換器在操作中用于冷卻已與聚合物顆粒接觸的工藝水，本方法包括在熱交換器處于與當(dāng)熱交換器在操作中時(shí)的溫度相比升高的溫度下時(shí)使處理流行進(jìn)到熱交換器的工藝側(cè)。
[0007]如上所述，在本文中使用的“操作”意思是當(dāng)熱交換器正以其正?；蛟O(shè)計(jì)的方式被操作以冷卻工藝流(在本情況下為工藝水)時(shí)。在此種“操作”中，熱交換器也可被認(rèn)為是“在線”的。在本文中使用的“工藝水”指的是水性流。該流(工藝水)大體上在工藝環(huán)路中流通，在本文中使用的“工藝環(huán)路”是一系列工藝步驟，它們構(gòu)造成使得工藝水反復(fù)地流通通過這些步驟(即，在“環(huán)路”中)。因而熱交換器在操作中至少將是環(huán)路中的工藝步驟中的一個(gè)。熱交換器將大體上被操作以將工藝水的溫度降低至對(duì)于環(huán)路中的隨后工藝步驟而言期望的溫度?？纱嬖诙嘤谝粋€(gè)的熱交換器，以便冷卻工藝水，但大體上，工藝水在環(huán)路中流通，且整個(gè)熱交換器設(shè)計(jì)為移除在環(huán)路中的其他步驟處獲得的所有熱量，且從而維持穩(wěn)定的工藝。
[0008]在本發(fā)明的工藝中，工藝水已與聚合物顆粒接觸，特別是在工藝環(huán)路中。作為特定且優(yōu)選的示例，工藝水用于將聚合物顆粒從一個(gè)場(chǎng)所運(yùn)送到另一場(chǎng)所，且然后與聚合物顆粒分離，且行進(jìn)至熱交換器以在再次使用之前得到冷卻。
[0009]—個(gè)非常特定且最優(yōu)選的示例是使用工藝水以用于水下制粒(pelletising)操作。在水下制粒操作中，熔化的聚合物被通過硬模(die)擠出成繩股(strand)，該繩股被切割以形成聚合物球粒。球粒被擠出到工藝水(其還可稱為“驟冷水”)中，工藝水冷卻球粒，且將它們從硬模運(yùn)送走。水在該工藝中被球粒加熱。
[0010]隨后，將球粒與工藝水分離。使球粒行進(jìn)至精整操作，同時(shí)工藝水被收集、冷卻，以移除來自與球粒的接觸的熱量，且被再循環(huán)以再次使用。工藝水因而在環(huán)路(“工藝環(huán)路”或更具體而言“球粒水環(huán)路”)中從擠出機(jī)硬模流通到球粒分離步驟，且然后到使用熱交換器的冷卻步驟，且然后回到擠出機(jī)硬模。將是顯而易見的是，還可提供其他步驟，諸如用于工藝水的過濾或緩沖罐。
[0011]熱交換器的工藝水在操作中行進(jìn)至的側(cè)面稱為“工藝側(cè)”。熱交換器的冷卻介質(zhì)供應(yīng)至的另一側(cè)面稱為“冷卻側(cè)”。冷卻介質(zhì)通常是第二水性流，具體而言是水。此種流通常仍然是“清潔”的，因?yàn)槠洳慌c工藝成分(諸如聚合物)接觸。
[0012]已發(fā)現(xiàn)，已與聚合物顆粒接觸的工藝水可導(dǎo)致使熱交換器的工藝側(cè)結(jié)垢的沉積物。
[0013]工藝水已接觸的聚合物顆?？蔀槿魏芜m合的聚合物的顆粒。例如，聚合物顆?？蔀橐阎谒轮屏２僮髦兄屏５娜魏尉酆衔?。優(yōu)選的聚合物包括聚乙烯和聚丙烯。
[0014]已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聚合物顆粒包括在擠出之前或期間已添加的某些添加物時(shí)，結(jié)垢是特別急劇的。添加物通常在擠出期間添加至聚合物，例如以給予聚合物以期望的特性，或者以在制粒、精整和/或隨后的儲(chǔ)存期間相對(duì)于降解來保護(hù)聚合物。相信少量的添加物可進(jìn)入工藝水，且然后導(dǎo)致或者加重沉積物的形成。
[0015]已發(fā)現(xiàn)最導(dǎo)致或者加重沉積物形成的添加物通常是不能溶解在工藝水中的那些添加物。最導(dǎo)致或者加重沉積物形成且最順從利用根據(jù)本發(fā)明的處理的移除的添加物通常具有45°C到110°C，諸如50-100°C，且例如60°C到80°C的熔點(diǎn)。
[0016]已發(fā)現(xiàn)可導(dǎo)致沉積物形成的通常使用的添加物的示例包括脂肪酸衍生物、諸如芥酸和油酸的衍生物。具體的示例包括芥酸酰胺和油酸酰胺。
[0017]直到5000ppm的此種添加物可在擠出之前或期間添加到聚合物，通常是750 —1500ppm。(所述值是依照重量對(duì)重量基準(zhǔn)的。)
還已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)此種添加物與具有超過添加物熔點(diǎn)的熔點(diǎn)的顆粒成分組合地存在于聚合物中時(shí)，沉積物形成的速率可提高。此種顆粒成分通常也是不能溶解在工藝水中的。它們通常具有超過當(dāng)熱交換器處于操作時(shí)的溫度的熔點(diǎn)。顆粒成分優(yōu)選地具有至少100°C，例如至少120°C，且通常為至少200°C的熔點(diǎn)。顆粒成分的示例包括硅石(silica)、特別是合成硅石、娃藻土和滑石(talc)。
[0018]例如，直到1000ppm的顆粒成分可在擠出之前或期間添加至聚合物。典型的范圍對(duì)于合成硅石而言應(yīng)是300-2500ppm，或者對(duì)于滑石而言應(yīng)是1000-8000ppm。(所述值是依照重量對(duì)重量基準(zhǔn)的。)
作為一個(gè)特定示例，當(dāng)聚合物顆粒包括芥酸酰胺和合成硅石時(shí)，已發(fā)現(xiàn)結(jié)垢的速率當(dāng)聚合物顆粒包括任一成分而沒有另外的成分時(shí)是更差的。
[0019]已發(fā)現(xiàn)，令人驚訝的是，此種沉積物可通過在熱交換器與當(dāng)熱交換器在操作中時(shí)的溫度相比處于升高的溫度時(shí)使處理流行進(jìn)到熱交換器的工藝側(cè)來移除。
[0020]如在本文中所使用的，操作期間和處理期間的熱交換器的溫度指離開熱交換器的工藝側(cè)的流的溫度。因此，在操作中，其是離開熱交換器的工藝水的溫度，同時(shí)在處理期間，其是離開熱交換器的處理流的溫度。
[0021]在操作期間，熱交換器的溫度(S卩，離開熱交換器工藝側(cè)的工藝水的溫度)典型地是從20°C到50°C。
[0022]在處理期間，熱交換器的溫度(S卩，離開熱交換器工藝側(cè)的處理流的溫度)可為比操作期間的溫度高的任何適合的溫度，但優(yōu)選地是從50°C到100°C，其中50°C到80°C是最優(yōu)選的。
[0023]優(yōu)選地，在處理期間，熱交換器處于比當(dāng)熱交換器在操作中時(shí)的溫度高至少5°C的溫度。典型地，在處理期間，熱交換器的溫度比熱交換器在操作中時(shí)的溫度高少于50°C，且優(yōu)選地高少于30°C。更通常來說，在處理期間，熱交換器的溫度比熱交換器在操作中時(shí)的溫度高5°C到20°C。
[0024]將是顯而易見的是，(由離開熱交換器工藝側(cè)的處理流的溫度決定的)處理期間的熱交換器的溫度可通過調(diào)節(jié)進(jìn)入熱交換器工藝側(cè)的處理流的溫度來調(diào)節(jié)，或者通過調(diào)節(jié)去往熱交換器冷卻側(cè)的冷卻介質(zhì)的流量或溫度來調(diào)節(jié)，或者可使用兩者的組合來調(diào)節(jié)。
[0025]優(yōu)選地，在處理期間，使用冷卻介質(zhì)應(yīng)用更少的冷卻，且特別是，優(yōu)選地，冷卻介質(zhì)在處理期間不行進(jìn)通過熱交換器。
[0026]在優(yōu)選的實(shí)施例中，處理流也是水性流。
[0027]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，該水性流可包括新鮮水。特別優(yōu)選的流是作為“補(bǔ)充水”而被添加至工藝水環(huán)路的水。需要“補(bǔ)充水”以替換在操作期間從工藝環(huán)路損失的水。例如，水從球粒的不完全分離導(dǎo)致水隨球粒從工藝的損失
新鮮水優(yōu)選地在用作處理流之前被加熱，以便在熱交換器中達(dá)到期望的溫度。
[0028]在第二個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，處理流可包括，