板式换热器在高粘度流体强化传热工程研究.pdf

a}IEI CALENGINEE~NGDESIGN 化工设计 2Oo9，19(2) 板式换热器在高粘度流体强化传热的工程研究 任洪理 张国磊 张艳霞 任康羽 中国石油工程建设公司华东设计分公司 青岛 26~71 樊 凯 山东三维石化工程股份公司 青岛 266071 王海珍 中国石油泽普石化厂 泽普 844804 孙景威 中油辽河工程有限公司 盘锦 124010 摘要 通过对高粘度流体强化传热的工程研究，确定传热系数与流量、流体阻力与流速的关联式， 实验证明采用板式换热器代替反应釜夹套撤热是行之有效的，高效换热器在高粘度流体的工程应用上可达 到强化换热的效果。 关键词 异戊胶液 粘度 板式换热器 传热系数 换热效果 费用减少 50％，对聚合反应中的强放热反应采 1 概述 用 PHE外循环冷却法是可行的㈤，并首次在万 在高粘度流体异戊橡胶工程放大中，随着聚 吨级异戊橡胶开发装置的基础设计中应用。 合釜体积的增大，夹套换热比表面积明显减小， 异戊胶液粘度大，传热系数小，换热难度大。鉴 2 实验流程 于高粘度流体异戊胶液稳定、凝胶少、不易挂 实验流程见图1。 胶，故采用板式换热器提高了效率，减少冷剂费 用，强化聚合反应釜的撤热能力并保证聚合反应 的热稳定性。 板式换热器 (PlateHeatExchange~ 以下简 称PHE)是一种高效的换热设备，传热系数可 图 1 实验流程示意图 1．胶液收集罐 2．胶液供给罐 3．胶液输送泵 4．板式换热 达 l046o一25104kJ／(m ·h ·℃)uJ。国外 器 5和8．胶液收集罐热流体测压测温 6和7．冷流体测压测 PHE的研究和应用 已近 70年，应用介质可达二 温 9．流量计 lO．冷流体输送泵 11．冷流体贮罐 百余种[2】。国内对PHE的研究仅有20几年，多 低温胶液由胶液供给罐通过胶液输送泵送 用于牛顿流体 (如水、乙醇、原油等)，实用介 BR一0．05型板式换热器，与冷流体进行换热后， 质达 20几种 。 在 5和8胶液收集罐热流体测压测温点，在6和 在溶液法合成异戊橡胶的工程开发研究中， 为了强化换热效果，首次使用BR系列PHE对胶 7冷流体测压测温点测量，经过换热的高粘度流 液进行强化撤热。对三种不同流体进行传热及流 体返回胶液收集罐。 体阻力试验，取得了较好的换热效果，确定了传 3 讨论 热系数与流量、流体阻力与流速呈幂函数关系； 得出在 PHE撤热中胶液传热系数与流体阻力及 实验中对 PHE进行绝热处理，假定无热损 单片换热面积的经验式。 失 =0，且无反应热生成。稀土异戊胶属于高 通过在合成异戊橡胶工程开发研究中的实验 U 1 证明：换热效率由10％提高到50％以上，冷剂 粘态假塑性流体。为了获得这种流体在 PHE中 任洪理：高级工程师，注册化工工程师。1999年毕业于吉林大学高分子化学与物理专业。现从事项 目EPC、炼油工程规划设 计、化工工艺设计工作。