ПВДФ колпачки для дистилляционных колонн

1 июня 2023 г. | Сачин Упадье, Аркема; и Химаншу Мистри, Sangir Plastics

Полимерные компоненты в тарелках колонн позволяют избежать проблем, связанных с коррозией металлического оборудования.

Компания Gujarat Alkalies & Chemicals Ltd. (GACL) — крупный производитель химической продукции в штате Гуджарат на западе Индии — столкнулась с проблемами коррозии на своих дистилляционных колоннах. В химической промышленности дистилляционные колонны часто используются для отделения и регенерации растворителей и кислот. Хотя эти химические вещества различаются, многие системы дистилляции испытывают проблемы с коррозией, если они не спроектированы должным образом для длительного применения. В этих колонках обычно используются металлические компоненты, но суровые кислотные условия, необходимые для этого применения, не подходят для металлов. И хотя металлы могут выдерживать высокие температуры и обладают хорошей физической прочностью, они могут быть чувствительны к быстрому воздействию кислотных условий и быстрым изменениям концентрации кислоты. В тех случаях, когда присутствуют сильные кислоты и когда концентрация кислот в системе может меняться, полимерные компоненты могут быть подходящим вариантом для предотвращения коррозии и ржавления. В этом тематическом исследовании описан проект, в котором металлические колпачки в тарелках дистилляционных колонн были заменены колпачками из поливинилиденфторидной (ПВДФ) смолы (рис. 1) с целью решения проблем коррозии металлических колпачков на заводе по производству фосфорной кислоты.

РИСУНОК 1. Барботажные крышки дистилляционной тарелки, изготовленные из поливинилиденфторидной смолы (ПВДФ), могут быть целесообразным вариантом в тех случаях, когда металлические компоненты подвергаются воздействию кислоты.

Основным назначением ректификационной колонны является разделение, регенерация и удаление летучих органических соединений (ЛОС), растворителей и других веществ легче воды, которые могут присутствовать в потоке. В течение многих лет в дистилляционных колоннах использовались колпачки из нержавеющей стали SS-304 и SS-316, но барботажные колпачки из нержавеющей стали корродируют в присутствии некоторых химикатов, таких как амины, хлориды и кетоны, поскольку зоны термического воздействия имеют тенденцию подвергаться коррозионному растрескиванию под действием аминов или коррозионному растрескиванию под действием хлоридов даже при более низких температурах. Кроме того, колпачки из нержавеющей стали более громоздкие (по весу). Из-за этого конструкция дистилляционной колонны требует перепроектирования, а капитальные затраты высоки. Еще один способ избежать коррозии — использовать пузырьковые крышки из армированного волокном полимера (FRP). Это недорогое решение, но их необходимо часто заменять из-за расслоения, которое приводит к охрупчиванию и выходу из строя.

Решение перейти от металлической конструкции к ПВДФ было вызвано использованием на заводах фосфорной кислоты. Предыдущие системы дистилляции, в которых использовались металлические компоненты, подверглись коррозии, и решение этой проблемы стало важным для GACL для поддержания работы завода. Когда компания GACL попыталась решить проблемы, связанные с коррозией, в дистилляционных колоннах своего завода по производству пищевой фосфорной кислоты, консультант проекта Worley India рекомендовал заменить традиционные металлические колпачки в тарелках колонн колпачками, изготовленными из Kynar PVDF. Сангир Пластикс Пвт. Ltd. является одним из основных потребителей сырья Kynar PVDF, а также ведущим производителем термопластических изделий по индивидуальному заказу. Им удалось успешно изготовить пузырьковые крышки из смолы Kynar PVDF. Производителем, которому была поставлена ​​продукция, была компания Dolf Industries Pvt. ООО Вадодара Гуджарат.

РИСУНОК 2. Компоненты из ПВДФ могут выдерживать широкий диапазон значений pH.

Известно, что Kynar PVDF обладает устойчивостью к широкому спектру растворителей и кислот. Известно, что гомополимеры Kynar PVDF выдерживают значения pH от <1 до 12, тогда как сополимеры Kynar Flex PVDF выдерживают более широкий диапазон pH: от << 1 до 13,5. Эксплуатационные параметры диктуют использование специальных термопластов, таких как ПВДФ, и, исходя из условий эксплуатации и химических характеристик, для этого проекта был выбран ПВДФ Kynar как наиболее подходящий и совместимый конструкционный материал. Компания GACL добилась экономии средств благодаря меньшему весу материалов ПВДФ, а также смогла оптимизировать критические условия процесса за счет использования более низких температур и давлений.