A fluorkémiai ipar áttekintése
A hidrogén-fluorsav (HF) kulcsfontosságú nyersanyag, amely összeköti a fluorforrásokat a későbbi fluorkémiai termékekkel. Gyártása és alkalmazása különböző ágazatokra terjed ki, beleértve a hűtőközegeket, a fluorpolimereket, a szervetlen fluoridokat és a fluor alapú finom vegyszereket. Az alapvető fluorkémiai termelési létesítményekben a folyamat folytonossága, a berendezések tömítésének integritása és a közeg tisztasága szorosan összefügg egymással, ami szigorú követelményeket támaszt a folyamat mérésével szemben.
A nyomás-, szint-, áramlási és hőmérsékleti adatok megbízhatósága hosszú üzemidőn keresztül nemcsak magától a műszertől függ, hanem a nedvesített anyagoktól, a nyomáslecsapolási módszerektől, a telepítési konfigurációktól és a karbantartási feltételektől is. Különösen a hidrogén-fluoridot (HF) érintő alkalmazásokban a hosszú távú stabil mérés elérése gondos műszaki értékelést igényel, túl a nyomásleolvasáson.
A nyomásmérés fő kihívásai
A közönséges fluorit-kénsav eljárást vesszük példának, az eljárás során hidrogén-fluorid tartalmú gáz keletkezik kémiai reakció révén. A gáz ezután poreltávolításon, kondenzáción, tisztításon és desztilláción megy keresztül, hogy megkapja a szükséges termékeket. A folyamat során keletkező füstgázokat egy abszorpciós kezelő rendszerbe juttatják.
A vízmentes hidrogén-fluorid (AHF) és a vizes hidrogén-fluorid oldatok eltérő fizikai tulajdonságokkal és alkalmazási követelményekkel rendelkeznek. Ezeket nem szabad azonos mérési közegként kezelni.
A folyamat során a technológiai közegek és a műszerek működési feltételei jelentősen változnak. A reakciókimenetek szennyeződéseket és magával ragadó részecskéket tartalmazhatnak, míg a tisztítás során fázisváltozások léphetnek fel gáz és folyadék között. A tárolási és szállítási rendszerek megkövetelik a korrózió, a gőznyomás és a készletmérés figyelembevételét.
1. A különböző HF-viszonyok más-más anyagválasztást igényelnek
Az anyagértékelésnek ki kell terjednie a teljes nedvesített határfelületre, beleértve a membránokat, a karimás tömítőfelületeket, a tömítéseket, a szelepelosztókat, az áramlásmérő mérőcsöveket, az elektródákat és a hőmérséklet-védőcsöveket. Ha csak a membránt cseréli ki, miközben megtartja a többi inkompatibilis nedves komponenst, akkor is potenciális gyenge pontok maradhatnak a mérőrendszerben.
2. A lassú nyomásváltozások folyamatstabilitást vagy blokkolt nyomáscsatlakozásokat jelezhetnek
A szennyeződéseket vagy lerakódásra hajlamos anyagokat tartalmazó folyamatszakaszokban a nyomáscsapolási pontok vagy az impulzusvezetékek eltömődhetnek. A távadó folytathatja a kimenő jel előállítását, de a dinamikus válasza már megváltozott.
Egyszerűen egy nagyobb pontosságú távadó kiválasztása nem oldja meg ezt a problémát. Magát a mérési konfigurációt is figyelembe kell venni. A működési feltételektől függően a membrános tömítések, a süllyesztett csatlakozások vagy a távoli tömítés konfigurációk értékelhetők, hogy csökkentsék annak lehetőségét, hogy a folyamatközeg bejusson és elzárja a szűk impulzusjáratokat.
Ugyanakkor a távoli tömítési rendszerek további tényezőket is bevezetnek, beleértve a töltőfolyadék kiválasztását, a kapilláris hőmérsékleti hatásokat és a reakcióidőt. Ezeket a tényezőket az alkalmazás mérési követelményeivel együtt kell értékelni.
Az alapvető fluorkémiai alkalmazásokban a LEEG a korróziót, a vízkőképződést, a blokkolt nyomásleágazási pontokat és impulzusvezetékeket, valamint a fázisváltozásokat a legfontosabb mérési kihívásokként azonosítja, valamint membrántömítést és távoli tömítés beszerelési lehetőségeket kínál a műszerválasztás támogatására.
Mérési követelmények a fő- és segédfolyamatokban
A kipufogógáz-elnyelő rendszer megköveteli a keringő folyadék áramlását, a tartály szintjét, az üzemi hőmérsékletet és a nyomáskülönbséget a tornyokon vagy a páramentesítőkön. E mérések korrelációja segíthet azonosítani az olyan lehetséges problémákat, mint a keringtető szivattyú működésének rendellenességei és az áramlási ellenállás változásai.
A fluorkémiai szennyvízkezelés során a csapadék vízkőképződést, kopást és a mérőjáratok eltömődését okozhatja. Ezért kellő figyelmet kell fordítani az áramlásmérő felszerelésére, a szintmérési csatlakozásokra és a karbantartáshoz való hozzáférésre.
A nyomás-, szint-, áramlás- és hőmérsékletmérés a berendezés működési feltételeit tükrözi, míg a kezelés teljesítményét még mindig ki kell értékelni a vízminőségi paraméterek, például a pH és a fluoridion-koncentráció segítségével.
Az alapvető fluorokémiai gyártáshoz a LEEG az egyes folyamatszakaszok közegéhez és telepítési körülményeihez szabott mérési megoldásokat kínál, amelyek megfelelnek a mérési elveknek, a termékkonfigurációknak és a jelinterféseknek, amelyek támogatják a folyamatos folyamatadatgyűjtést a nyersanyagátvitel, -tisztítás és -leválasztás, -tárolás és -szállítás, valamint a környezetvédelmi rendszerek között.
Az alapvető fluorkémiai gyártáson túl a LEEG testreszabott műszermegoldásokat is kínál a fluorkémiai ipar egyéb működési feltételeihez.
Alkalmazási megoldások
1. Kisnyomású mérés HF-t tartalmazó sósavtároló tartályok gőzterében
A hidrogén-fluorsavat tartalmazó sósavtároló tartályoknál a tartály tetején lévő gőzterében alacsony nyomást kell figyelni. A kevert sav okozta korrózió és permeáció megnehezíti az alacsony tartományú nyomásméréseket.
Mérési kihívások:
Kevert savak által okozott korrózió és permeáció:A kevert savas közegek korrodálhatják a nedves alkatrészeket, és a közeg áthatolásának veszélyét okozhatják.
Alacsony nyomású mérés membrántömítéssel:Ha membrántömítést használ a gőztér nyomásának mérésére, a műszernek pontosan kell érzékelnie a kis nyomásváltozásokat.
LEEG megoldás:
Speciális bevonat készítmény:A Halar bevonatot egy speciálisan kifejlesztett szórással hordják fel, hogy védőréteget képezzenek a közeggel érintkező felületeken.
Magas kopás- és áthatolásállóság: A Halar bevonat fokozott ellenállást biztosít a közeg áthatolásával és kopásával szemben, segít megelőzni a korrozív közegek behatolását a bevonatba, és csökkenti a bevonat kopását működés közben.
Vákuumellenállás -70 kPa-ig:A Halar-bevonatú membránt úgy tervezték, hogy akár -70 kPa-ig ellenálljon a vákuumviszonyoknak, segítve a korrozív közegek elkülönítését, valamint csökkentve a korrózió és a permeáció kockázatát.
2. Nagy vákuum nyomásmérés erősen redukáló savas fluorozó rendszerekben
Az erősen redukáló savas fluorozó rendszerekben a nyomásmérő műszereknek folyamatosan figyelniük kell a rendszernyomást nagy vákuum körülmények között, miközben kezelik a vegyes savkorrózió és a hidrogén-permeáció kihívásait.
Mérési kihívások:
Erősen redukáló savak okozta korrózió:A rendszerben lévő erősen redukáló savak a technológiai közeggel érintkező berendezések és műszerelemek korrózióját okozhatják.
Fluortartalmú vegyes savak:Az eljárás több savas komponensből álló kevert savakat foglal magában, beleértve a fluortartalmú anyagokat is.
Nagy vákuum feltételek:A rendszer nagy vákuum körülmények között működik, ehhez a környezethez alkalmazkodni képes nyomásmérő berendezésre van szükség.
LEEG megoldás:
Ellenállás az erősen csökkentő vegyes savas korrózióval szemben:A membrán megerősített, korrózióálló kialakítású, hogy ellenálljon az erősen redukáló kevert savak korrozív hatásainak a nedves felületeken.
Vákuum ellenállás:A membrántömítés konfigurációját úgy tervezték, hogy ellenálljon a vákuumviszonyoknak, és megfeleljen a vákuum alatti nyomásmérés követelményeinek.
Alkalmazható mérőnyomás tartomány:Ez a membrános mérőoldat -70 kPa vagy annál alacsonyabb túlnyomásos vákuum alkalmazásokhoz alkalmas.
3. Magas hőmérsékletű nyomásmérés fluorozó reaktorokban
A magas hőmérsékletű fluorozási reakciók során a nyomásmérési pontoknak folyamatosan figyelniük kell a reaktoron belüli nyomásváltozásokat olyan körülmények között, ahol magas hőmérséklet és korrozív közegek, például fluorgáz és hidrogén-fluorid együtt léteznek.
Mérési kihívások:
Magas hőmérsékletű korrozív környezet:A magas hőmérséklet és a korrozív közeg kombinációja nedvesített műszerelemeket igényel, hogy a magas hőmérsékletnek és a korróziónak is ellenálljon.
A mérési eredmények lehetséges ingadozásai:A megbízható nyomásértékek biztosítása érdekében a membrántömítési rendszereknek stabil teljesítményt kell fenntartaniuk szélsőséges hőmérsékleti, nyomási és közegkörülmények között.
LEEG megoldás:
Speciálisan tervezett membrán:A membrán fokozott oxidációs ellenállást biztosít magas hőmérsékleten, segít fenntartani a stabil teljesítményt magas hőmérsékleti körülmények között.
Ultra-magas hőmérsékletű töltőfolyadék és kompenzációs algoritmus:Az ultramagas hőmérsékletű töltőfolyadék a hőmérséklet-stabilitás-kompenzációs algoritmussal kombinálva segít csökkenteni a hőmérséklet-változások nyomásértékekre gyakorolt hatását.
Aranyozás a hidrogén-permeáció csökkentésére:A membrán felületén lévő aranyozott réteg gátat képez a hidrogén áthatolása előtt, csökkentve a hidrogén átszivárgásának kockázatát a membránon
Következtetés
A fluorkémiai iparban a folyamatmérés magában foglalja a nyersanyag transzfert, a reakciószintézist, az elválasztást és tisztítást, a termék tárolását és szállítását, valamint a füstgázok kezelését. A működési közeg és a körülmények jelentősen eltérnek a különböző folyamatokban.
Ezért a műszer kiválasztását meghatározott mérési pontokon kell alapul venni, figyelembe véve a közeg összetételét, a víztartalmat, az üzemi hőmérséklet- és nyomástartományokat, a nedvesített konfigurációkat és a telepítési feltételeket.
A LEEG támogatást nyújt a mérési pontok értékelésében, a műszerek kiválasztásában és a telepítési konfiguráció optimalizálásában, segítve a fluorkémiai anyagok gyártóit a folyamatmérési megoldások kidolgozásában a legfontosabb gyártási szakaszokra. Ezek a megoldások megbízható folyamatadatokat biztosítanak a folyamatszabályozáshoz, a kóros állapotok elemzéséhez és a karbantartás kezeléséhez.
