Přehled fluorochemického průmyslu
Kyselina fluorovodíková (HF) je klíčovou surovinou spojující zdroje fluoru s navazujícími fluorochemickými produkty. Jeho výroba a aplikace pokrývají různá odvětví, včetně chladiv, fluoropolymerů, anorganických fluoridů a čistých chemikálií na bázi fluoru. V základních fluorochemických výrobních zařízeních jsou kontinuita procesu, integrita těsnění zařízení a čistota média úzce propojeny, což klade vysoké požadavky na měření procesu.
Spolehlivost údajů o tlaku, hladině, průtoku a teplotě po delší provozní období nezávisí pouze na samotném přístroji, ale také na smáčených materiálech, metodách tlakového odběru, konfiguraci instalace a podmínkách údržby. Zejména v aplikacích zahrnujících fluorovodík (HF) vyžaduje dosažení dlouhodobě stabilního měření pečlivé technické posouzení nad rámec pouhého získání hodnoty tlaku.
Klíčové výzvy v měření tlaku
Vezmeme-li jako příklad běžný proces fluorit-kyselina sírová, proces generuje chemickou reakcí plyn obsahující fluorovodík. Plyn pak prochází odstraněním prachu, kondenzací, čištěním a destilací, aby se získaly požadované produkty. Odpadní plyny vznikající během procesu jsou odváděny do systému absorpční úpravy.
Bezvodý fluorovodík (AHF) a vodné roztoky kyseliny fluorovodíkové mají různé fyzikální vlastnosti a aplikační požadavky. Nemělo by se s nimi zacházet jako s identickými médii.
V průběhu procesu se procesní média a provozní podmínky, se kterými se přístroje setkávají, značně liší. Reakční výstupy mohou obsahovat nečistoty a unášené částice, zatímco během čištění může docházet k fázovým změnám mezi plynem a kapalinou. Skladovací a přepravní systémy vyžadují zvážení koroze, tlaku par a měření zásob.
1. Různé VF podmínky vyžadují jiný výběr materiálu
Posouzení materiálu by mělo pokrývat kompletní smáčené ohraničení, včetně membrán, těsnicích ploch přírub, těsnění, ventilových rozvodů, měřicích trubek průtokoměru, elektrod a teplotních jímek. Výměna pouze membrány při zachování jiných nekompatibilních smáčených součástí může stále zanechat potenciální slabá místa v měřicím systému.
2. Pomalé změny tlaku mohou naznačovat stabilitu procesu nebo zablokovaná tlaková spojení
V procesních úsecích obsahujících nečistoty nebo látky náchylné k usazování může dojít k ucpání tlakových odběrných míst nebo impulzních vedení. Vysílač může pokračovat ve vytváření výstupního signálu, ale jeho dynamická odezva se již mohla změnit.
Pouhá volba vysílače s vyšší přesností nemůže tento problém vyřešit. Je třeba zvážit samotnou konfiguraci měření. V závislosti na provozních podmínkách lze vyhodnotit membránová těsnění, zapuštěné spoje nebo vzdálené konfigurace těsnění, aby se snížila možnost vstupu procesního média a zablokování úzkých průchodů impulsů.
Současně systémy vzdáleného těsnění zavádějí další faktory, včetně výběru plnicí kapaliny, kapilárních teplotních účinků a doby odezvy. Tyto faktory by měly být vyhodnoceny společně s požadavky aplikace na měření.
V základních fluorochemických aplikacích LEEG identifikuje korozi, tvorbu vodního kamene, zablokovaná místa odběru tlaku a impulsní vedení a fázové změny jako klíčové výzvy měření a poskytuje možnosti instalace membránového těsnění a vzdáleného těsnění pro podporu výběru přístroje.
Požadavky na měření napříč hlavními a pomocnými procesy
Systém absorpce odpadních plynů vyžaduje monitorování průtoku cirkulující kapaliny, hladiny v nádrži, provozní teploty a diferenčního tlaku napříč věžemi nebo eliminátory mlhy. Korelace těchto měření může pomoci identifikovat potenciální problémy, jako jsou abnormality v provozu oběhového čerpadla a změny v průtokovém odporu.
Při fluorochemickém čištění odpadních vod mohou precipitáty způsobit tvorbu kotelního kamene, abrazi a ucpání měřicích kanálů. Proto by měla být věnována dostatečná pozornost instalaci průtokoměru, připojení k měření hladiny a přístupu údržby.
Měření tlaku, hladiny, průtoku a teploty odrážejí provozní podmínky zařízení, zatímco účinnost úpravy je stále třeba hodnotit pomocí parametrů kvality vody, jako je pH a koncentrace fluoridových iontů.
Pro základní fluorochemickou výrobu poskytuje LEEG řešení měření přizpůsobená médiím a podmínkám instalace každé procesní sekce, odpovídající principy měření, konfigurace produktů a signálová rozhraní pro podporu nepřetržitého získávání procesních dat napříč přenosem surovin, čištěním a separací, skladováním a přepravou produktů a systémy ochrany životního prostředí.
Kromě základní fluorochemické výroby poskytuje LEEG také přizpůsobená přístrojová řešení pro jiné provozní podmínky ve fluorochemickém průmyslu.
Aplikační řešení
1. Nízkotlaké měření v parním prostoru skladovacích nádrží kyseliny chlorovodíkové obsahujících HF
U skladovacích nádrží na kyselinu chlorovodíkovou obsahující kyselinu fluorovodíkovou je třeba monitorovat nízký tlak v parním prostoru nádrže v horní části nádrže. Koroze a permeace způsobené směsnou kyselinou zvyšují obtížnost měření tlaku v nízkém rozsahu.
Úkoly měření:
Koroze a permeace způsobené smíšenými kyselinami:Směsná kyselá média mohou korodovat mokré součásti a vytvářet riziko pronikání médií.
Nízkotlaké měření s membránovým těsněním:Při použití membránového těsnění k měření tlaku v prostoru páry musí přístroj přesně detekovat malé změny tlaku.
Řešení LEEG:
Speciální složení nátěru:Povlak Halar se nanáší pomocí speciálně vyvinuté stříkací formulace k vytvoření ochranné vrstvy na površích přicházejících do styku s médiem.
Vysoká odolnost proti permeaci a oděru: Povlak Halar nabízí zvýšenou odolnost proti pronikání médií a otěru, pomáhá zabránit pronikání korozivních médií do povlaku a snižuje opotřebení povlaku během provozu.
Odolnost podtlaku až -70 kPa:Membrána potažená Halarem je navržena tak, aby vydržela podmínky vakua až do -70 kPa, pomáhá izolovat korozivní média a snižuje riziko koroze a permeace.
2. Vysokovakuové měření tlaku v silně redukujících kyselých fluoračních systémech
V systémech se silně redukující kyselou fluorací musí tlakové přístroje nepřetržitě monitorovat tlak v systému za podmínek vysokého vakua a zároveň řešit problémy koroze smíšené kyseliny a prostupu vodíku.
Úkoly měření:
Koroze od silně redukujících kyselin:Silně redukující kyseliny v systému mohou způsobit korozi součástí zařízení a přístrojů v kontaktu s procesním médiem.
Směs kyselin obsahujících fluor:Proces zahrnuje smíšené kyseliny složené z více kyselých složek, včetně látek obsahujících fluor.
Podmínky vysokého vakua:Systém pracuje v podmínkách vysokého vakua, což vyžaduje zařízení pro měření tlaku schopné přizpůsobit se tomuto prostředí.
Řešení LEEG:
Odolnost vůči silně redukující korozi smíšené kyseliny:Membrána má zesílenou konstrukci odolnou proti korozi, aby odolala korozním účinkům silně redukujících směsných kyselin na smáčených površích.
Odolnost vůči vakuu:Konfigurace membránového těsnění je navržena tak, aby vydržela podmínky vakua a splňovala požadavky na měření tlaku ve vakuu.
Použitelný rozsah přetlaku:Toto řešení pro měření membrány je vhodné pro vakuové aplikace s přetlakem -70 kPa nebo nižším.
3. Vysokoteplotní měření tlaku ve fluoračních reaktorech
Během vysokoteplotních fluoračních reakcí musí místa měření tlaku nepřetržitě monitorovat změny tlaku uvnitř reaktoru za podmínek, kde koexistují vysoké teploty a korozivní média, jako je plynný fluor a fluorovodík.
Úkoly měření:
Vysokoteplotní korozivní prostředí:Kombinace vysokých teplot a korozivních médií vyžaduje smáčené součásti přístroje, aby byla zajištěna jak odolnost proti vysokým teplotám, tak odolnost proti korozi.
Potenciální výkyvy v naměřených hodnotách:Systémy membránového těsnění si musí udržovat stabilní výkon při extrémní teplotě, tlaku a podmínkách média, aby bylo zajištěno spolehlivé měření tlaku.
Řešení LEEG:
Speciálně navržená membrána:Membrána poskytuje zvýšenou odolnost proti oxidaci při vysokých teplotách a pomáhá udržovat stabilní výkon za zvýšených teplot.
Ultra-vysokoteplotní plnicí kapalina a kompenzační algoritmus:Plnicí kapalina pro ultravysokou teplotu v kombinaci s algoritmem kompenzace teplotní stability pomáhá snižovat vliv kolísání teploty na hodnoty tlaku.
Pozlacení pro zmírnění prostupu vodíku:Pozlacená vrstva na povrchu membrány působí jako bariéra pro pronikání vodíku a snižuje riziko pronikání vodíku přes membránu
Závěr
Procesní měření ve fluorochemickém průmyslu zahrnuje přenos surovin, reakční syntézu, separaci a čištění, skladování a přepravu produktů a úpravu odpadních plynů. Provozní média a podmínky se v různých procesech výrazně liší.
Proto musí být výběr přístroje založen na konkrétních měřicích bodech, přičemž je třeba vzít v úvahu složení média, obsah vody, rozsahy provozních teplot a tlaků, mokré konfigurace a podmínky instalace.
LEEG poskytuje podporu při hodnocení měřicích bodů, výběru přístrojů a optimalizaci konfigurace instalace a pomáhá výrobcům fluorochemikálií vyvíjet řešení procesního měření pokrývající klíčové výrobní sekce. Tato řešení poskytují spolehlivá procesní data pro procesní regulaci, analýzu abnormálního stavu a řízení údržby.
