Επισκόπηση της Φθοροχημικής Βιομηχανίας
Το υδροφθορικό οξύ (HF) είναι μια βασική πρώτη ύλη που συνδέει τους πόρους φθορίου με τα κατάντη φθοριοχημικά προϊόντα. Η παραγωγή και η εφαρμογή του καλύπτουν διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένων των ψυκτικών, των φθοριοπολυμερών, των ανόργανων φθοριδίων και των λεπτών χημικών ουσιών με βάση το φθόριο. Σε βασικές εγκαταστάσεις παραγωγής φθοριοχημικών, η συνέχεια της διαδικασίας, η ακεραιότητα σφράγισης του εξοπλισμού και η καθαρότητα των μέσων είναι στενά αλληλένδετα, θέτοντας αυστηρές απαιτήσεις για τη μέτρηση της διαδικασίας.
Η αξιοπιστία των δεδομένων πίεσης, στάθμης, ροής και θερμοκρασίας για εκτεταμένες περιόδους λειτουργίας εξαρτάται όχι μόνο από το ίδιο το όργανο, αλλά και από τα υγρά υλικά, τις μεθόδους πίεσης, τις διαμορφώσεις εγκατάστασης και τις συνθήκες συντήρησης. Ιδιαίτερα σε εφαρμογές που περιλαμβάνουν υδροφθόριο (HF), η επίτευξη μακροπρόθεσμης σταθερής μέτρησης απαιτεί προσεκτική μηχανική αξιολόγηση πέρα από την απλή λήψη μιας ένδειξης πίεσης.
Βασικές προκλήσεις στη μέτρηση της πίεσης
Λαμβάνοντας ως παράδειγμα την κοινή διεργασία φθορίτη-θειικού οξέος, η διαδικασία παράγει αέριο που περιέχει υδροφθόριο μέσω μιας χημικής αντίδρασης. Στη συνέχεια, το αέριο υφίσταται αφαίρεση σκόνης, συμπύκνωση, καθαρισμό και απόσταξη για να ληφθούν τα απαιτούμενα προϊόντα. Τα αέρια που παράγονται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αποστέλλονται σε ένα σύστημα επεξεργασίας απορρόφησης.
Το άνυδρο υδροφθόριο (AHF) και τα υδατικά διαλύματα υδροφθορικού οξέος έχουν διαφορετικές φυσικές ιδιότητες και απαιτήσεις εφαρμογής. Δεν πρέπει να αντιμετωπίζονται ως πανομοιότυπα μέσα μέτρησης.
Κατά τη ροή της διεργασίας, τα μέσα διεργασίας και οι συνθήκες λειτουργίας που αντιμετωπίζουν τα όργανα ποικίλλουν σημαντικά. Οι έξοδοι αντίδρασης μπορεί να περιέχουν ακαθαρσίες και παρασυρόμενα σωματίδια, ενώ αλλαγές φάσης μεταξύ αερίου και υγρού μπορεί να συμβούν κατά τη διάρκεια του καθαρισμού. Τα συστήματα αποθήκευσης και μεταφοράς απαιτούν εξέταση της διάβρωσης, της πίεσης ατμών και της μέτρησης του αποθέματος.
1. Διαφορετικές συνθήκες HF Απαιτούν διαφορετική επιλογή υλικού
Η αξιολόγηση υλικού θα πρέπει να καλύπτει το πλήρες διαβρεγμένο όριο, συμπεριλαμβανομένων των διαφραγμάτων, των επιφανειών στεγανοποίησης φλάντζας, των παρεμβυσμάτων, των πολλαπλών βαλβίδων, των σωλήνων μέτρησης του μετρητή ροής, των ηλεκτροδίων και των θερμοπηγαδιών θερμοκρασίας. Η αντικατάσταση μόνο του διαφράγματος ενώ διατηρείτε άλλα μη συμβατά βρεγμένα εξαρτήματα μπορεί να εξακολουθεί να αφήνει πιθανά αδύναμα σημεία στο σύστημα μέτρησης.
2. Οι αργές αλλαγές πίεσης μπορεί να υποδεικνύουν σταθερότητα διεργασίας ή μπλοκαρισμένες συνδέσεις πίεσης
Σε τμήματα διεργασίας που περιέχουν ακαθαρσίες ή ουσίες επιρρεπείς σε εναπόθεση, μπορεί να φράξουν σημεία πρόσκρουσης πίεσης ή γραμμές ώθησης. Ο πομπός μπορεί να συνεχίσει να παράγει ένα σήμα εξόδου, αλλά η δυναμική του απόκριση μπορεί να έχει ήδη αλλάξει.
Η απλή επιλογή ενός πομπού υψηλότερης ακρίβειας δεν μπορεί να επιλύσει αυτό το πρόβλημα. Πρέπει να ληφθεί υπόψη η ίδια η διαμόρφωση μέτρησης. Ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας, μπορούν να αξιολογηθούν οι στεγανοποιήσεις διαφράγματος, οι χωνευτές συνδέσεις ή οι διαμορφώσεις απομακρυσμένων σφραγίδων για να μειωθεί η πιθανότητα εισόδου μέσων διεργασίας και φραγής στενών διόδων παλμών.
Ταυτόχρονα, τα συστήματα απομακρυσμένης σφράγισης εισάγουν πρόσθετους παράγοντες, όπως η επιλογή υγρού πλήρωσης, τα αποτελέσματα της τριχοειδούς θερμοκρασίας και ο χρόνος απόκρισης. Αυτοί οι παράγοντες θα πρέπει να αξιολογούνται μαζί με τις απαιτήσεις μέτρησης της εφαρμογής.
Σε βασικές φθοριοχημικές εφαρμογές, το LEEG προσδιορίζει τη διάβρωση, την απολέπιση, τα μπλοκαρισμένα σημεία πρόσκρουσης πίεσης και τις γραμμές ώθησης και τις αλλαγές φάσης ως βασικές προκλήσεις μέτρησης και παρέχει επιλογές εγκατάστασης σφράγισης διαφράγματος και απομακρυσμένης σφράγισης για υποστήριξη της επιλογής οργάνων.
Απαιτήσεις μέτρησης σε κύριες και βοηθητικές διεργασίες
Το σύστημα απορρόφησης εκτός αερίου απαιτεί παρακολούθηση της ροής του κυκλοφορούντος υγρού, της στάθμης της δεξαμενής, της θερμοκρασίας λειτουργίας και της διαφορικής πίεσης μεταξύ των πύργων ή των συσκευών εξάλειψης ομίχλης. Ο συσχετισμός αυτών των μετρήσεων μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό πιθανών ζητημάτων, όπως ανωμαλίες στη λειτουργία της αντλίας κυκλοφορίας και αλλαγές στην αντίσταση ροής.
Στη φθοριοχημική επεξεργασία λυμάτων, τα ιζήματα μπορεί να προκαλέσουν απολέπιση, τριβή και απόφραξη των διόδων μέτρησης. Επομένως, θα πρέπει να δοθεί επαρκής προσοχή στην εγκατάσταση του ροόμετρου, στις συνδέσεις μέτρησης στάθμης και στην πρόσβαση στη συντήρηση.
Οι μετρήσεις πίεσης, στάθμης, ροής και θερμοκρασίας αντικατοπτρίζουν τις συνθήκες λειτουργίας του εξοπλισμού, ενώ η απόδοση της επεξεργασίας εξακολουθεί να πρέπει να αξιολογείται χρησιμοποιώντας παραμέτρους ποιότητας του νερού όπως το pH και η συγκέντρωση ιόντων φθορίου.
Για τη βασική φθοριοχημική παραγωγή, η LEEG παρέχει λύσεις μέτρησης προσαρμοσμένες στα μέσα και τις συνθήκες εγκατάστασης κάθε τμήματος διεργασίας, αντιστοιχούν σε αρχές μέτρησης, διαμορφώσεις προϊόντων και διεπαφές σήματος για υποστήριξη της συνεχούς λήψης δεδομένων διεργασίας μέσω μεταφοράς πρώτων υλών, καθαρισμού και διαχωρισμού, αποθήκευσης και μεταφοράς προϊόντων και συστημάτων προστασίας του περιβάλλοντος.
Πέρα από τη βασική φθοριοχημική παραγωγή, η LEEG παρέχει επίσης προσαρμοσμένες λύσεις οργάνων για άλλες συνθήκες λειτουργίας στη φθοριοχημική βιομηχανία.
Λύσεις Εφαρμογών
1. Μέτρηση χαμηλής πίεσης στον χώρο ατμού των δεξαμενών αποθήκευσης υδροχλωρικού οξέος που περιέχουν HF
Για δεξαμενές αποθήκευσης υδροχλωρικού οξέος που περιέχουν υδροφθορικό οξύ, πρέπει να παρακολουθείται η χαμηλή πίεση στον χώρο ατμών της δεξαμενής στο πάνω μέρος της δεξαμενής. Η διάβρωση και η διείσδυση που προκαλούνται από το μικτό οξύ αυξάνουν τη δυσκολία της μέτρησης της πίεσης σε χαμηλό εύρος.
Προκλήσεις μέτρησης:
Διάβρωση και διείσδυση που προκαλούνται από μικτά οξέα:Τα μικτά όξινα μέσα μπορεί να διαβρώσουν τα βρεγμένα εξαρτήματα και να δημιουργήσουν κίνδυνο διείσδυσης των μέσων.
Μέτρηση χαμηλής πίεσης με σφράγισμα διαφράγματος:Όταν χρησιμοποιείται στεγανοποιητικό διάφραγμα για τη μέτρηση της πίεσης ατμού-χώρου, το όργανο πρέπει να ανιχνεύει με ακρίβεια μικρές διακυμάνσεις πίεσης.
Λύση LEEG:
Ειδική σύνθεση επίστρωσης:Η επίστρωση Halar εφαρμόζεται χρησιμοποιώντας μια ειδικά αναπτυγμένη σύνθεση ψεκασμού για να σχηματίσει ένα προστατευτικό στρώμα στις επιφάνειες που έρχονται σε επαφή με τα μέσα.
Υψηλή αντοχή στη διαπερατότητα και την τριβή: Η επίστρωση Halar προσφέρει βελτιωμένη αντοχή στη διείσδυση των μέσων και στην τριβή, συμβάλλοντας στην αποφυγή διείσδυσης διαβρωτικών μέσων στην επίστρωση και μειώνοντας τη φθορά της επίστρωσης κατά τη λειτουργία.
Αντίσταση κενού έως -70 kPa:Το διάφραγμα με επίστρωση Halar είναι σχεδιασμένο να αντέχει σε συνθήκες κενού έως και -70 kPa, βοηθώντας στην απομόνωση των διαβρωτικών μέσων και στη μείωση του κινδύνου διάβρωσης και διείσδυσης.
2. Μέτρηση πίεσης υψηλού κενού σε συστήματα φθορίωσης οξέος με ισχυρή μείωση
Σε ισχυρά μειωμένα συστήματα φθορίωσης οξέος, τα όργανα πίεσης πρέπει να παρακολουθούν συνεχώς την πίεση του συστήματος υπό συνθήκες υψηλού κενού ενώ αντιμετωπίζουν τις προκλήσεις της διάβρωσης μεικτού οξέος και της διείσδυσης υδρογόνου.
Προκλήσεις μέτρησης:
Διάβρωση από ισχυρά αναγωγικά οξέα:Η ισχυρή μείωση των οξέων στο σύστημα μπορεί να προκαλέσει διάβρωση του εξοπλισμού και των εξαρτημάτων του οργάνου σε επαφή με τα μέσα διεργασίας.
Μικτά οξέα που περιέχουν φθόριο:Η διαδικασία περιλαμβάνει μικτά οξέα που αποτελούνται από πολλαπλά όξινα συστατικά, συμπεριλαμβανομένων ουσιών που περιέχουν φθόριο.
Συνθήκες υψηλού κενού:Το σύστημα λειτουργεί υπό συνθήκες υψηλού κενού, απαιτώντας εξοπλισμό μέτρησης πίεσης ικανό να προσαρμοστεί σε αυτό το περιβάλλον.
Λύση LEEG:
Αντίσταση σε ισχυρά μειώνοντας τη διάβρωση μικτών οξέων:Το διάφραγμα διαθέτει ενισχυμένο, ανθεκτικό στη διάβρωση σχεδιασμό για να αντέχει στις διαβρωτικές επιδράσεις της ισχυρής μείωσης των μικτών οξέων σε βρεγμένες επιφάνειες.
Αντίσταση στο κενό:Η διαμόρφωση του στεγανοποιητικού διαφράγματος έχει σχεδιαστεί για να αντέχει τις συνθήκες κενού και να πληροί τις απαιτήσεις μέτρησης πίεσης υπό κενό.
Εφαρμοστέο εύρος πίεσης μετρητή:Αυτό το διάλυμα μέτρησης διαφράγματος είναι κατάλληλο για εφαρμογές κενού με πίεση μετρητή -70 kPa ή χαμηλότερη.
3. Μέτρηση πίεσης υψηλής θερμοκρασίας σε αντιδραστήρες φθορίωσης
Κατά τη διάρκεια αντιδράσεων φθορίωσης σε υψηλή θερμοκρασία, τα σημεία μέτρησης πίεσης πρέπει να παρακολουθούν συνεχώς τις αλλαγές πίεσης μέσα στον αντιδραστήρα υπό συνθήκες όπου συνυπάρχουν υψηλές θερμοκρασίες και διαβρωτικά μέσα, όπως αέριο φθόριο και υδροφθόριο.
Προκλήσεις μέτρησης:
Διαβρωτικό περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας:Ο συνδυασμός υψηλών θερμοκρασιών και διαβρωτικών μέσων απαιτεί βρεγμένα εξαρτήματα του οργάνου για να παρέχουν αντίσταση σε υψηλή θερμοκρασία και αντοχή στη διάβρωση.
Πιθανές διακυμάνσεις στις ενδείξεις μέτρησης:Τα συστήματα στεγανοποίησης διαφράγματος πρέπει να διατηρούν σταθερή απόδοση κάτω από ακραίες συνθήκες θερμοκρασίας, πίεσης και μέσων για να διασφαλίζονται αξιόπιστες μετρήσεις πίεσης.
Λύση LEEG:
Ειδικά σχεδιασμένο διάφραγμα:Το διάφραγμα παρέχει ενισχυμένη αντίσταση στην οξείδωση σε υψηλή θερμοκρασία, συμβάλλοντας στη διατήρηση σταθερής απόδοσης υπό συνθήκες υψηλών θερμοκρασιών.
Αλγόριθμος πλήρωσης υγρού και αντιστάθμισης εξαιρετικά υψηλής θερμοκρασίας:Το υγρό πλήρωσης εξαιρετικά υψηλής θερμοκρασίας, σε συνδυασμό με έναν αλγόριθμο αντιστάθμισης σταθερότητας θερμοκρασίας, συμβάλλει στη μείωση της επίδρασης των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας στις ενδείξεις πίεσης.
Επίχρυσο για τον μετριασμό της διείσδυσης υδρογόνου:Ένα επίχρυσο στρώμα στην επιφάνεια του διαφράγματος λειτουργεί ως φραγμός στη διείσδυση του υδρογόνου, μειώνοντας τον κίνδυνο διείσδυσης υδρογόνου μέσω του διαφράγματος
Σύναψη
Η μέτρηση της διαδικασίας στη φθοροχημική βιομηχανία καλύπτει τη μεταφορά πρώτων υλών, τη σύνθεση αντίδρασης, το διαχωρισμό και τον καθαρισμό, την αποθήκευση και τη μεταφορά προϊόντων και την επεξεργασία εκτός αερίου. Τα μέσα και οι συνθήκες λειτουργίας διαφέρουν σημαντικά μεταξύ διαφορετικών διεργασιών.
Επομένως, η επιλογή του οργάνου πρέπει να βασίζεται σε συγκεκριμένα σημεία μέτρησης, λαμβάνοντας υπόψη τη σύνθεση των μέσων, την περιεκτικότητα σε νερό, το εύρος θερμοκρασίας και πίεσης λειτουργίας, τις διαβρεχόμενες διαμορφώσεις και τις συνθήκες εγκατάστασης.
Το LEEG παρέχει υποστήριξη στην αξιολόγηση των σημείων μέτρησης, στην επιλογή οργάνων και στη βελτιστοποίηση της διαμόρφωσης εγκατάστασης, βοηθώντας τους κατασκευαστές φθοριοχημικών να αναπτύξουν λύσεις μέτρησης διεργασιών που καλύπτουν βασικά τμήματα παραγωγής. Αυτές οι λύσεις παρέχουν αξιόπιστα δεδομένα διεργασιών για ρύθμιση διεργασιών, ανάλυση μη φυσιολογικών καταστάσεων και διαχείριση συντήρησης.
