Enote za alkiliranje v rafinerijah združujejo lahke ogljikovodike za proizvodnjo visoko{0}}oktanskih komponent bencina, pri čemer kot katalizator uporabljajo fluorovodikovo ali žveplovo kislino. Tokove katalizatorja je treba segreti na natančne reakcijske temperature, vendar mora grelec preživeti kislo okolje, ki bi raztopilo element iz nerjavečega-jekla v nekaj urah. V tej zahtevni službi,PTFE grelec, kisli katalizator, petrokemična alkilacijaaplikacije so postale standardna rešitev za varno in zanesljivo procesno ogrevanje.
Vloga PT grelnikov v zankah alkilacijskega katalizatorja
V tipični enoti za alkiliranje raztopina kislega katalizatorja neprekinjeno kroži skozi reakcijsko zanko. Potopni grelnik iz PTFE je nameščen bodisi v stranski -krožni zanki ali neposredno v rezervoarju, opremljenem z zaščitno pregrado. Njegova naloga je zvišati in vzdrževati temperaturo katalizatorja v območju 30–60 stopinj – dovolj vroče, da pospeši želeno reakcijo alkiliranja, vendar precej znotraj največje meje neprekinjenega delovanja 110 stopinj PTFE ovoja.
Zakaj običajni materiali ne uspejo
Fluorovodikova kislina (HF) je izredno agresivna. Že pri nizkih koncentracijah HF ob stiku napade človeške kosti in vsako puščanje iz grelnika predstavlja veliko nevarnost za varnost. Večina kovin, vključno z nerjavnim jeklom in zlitinami z-visoko vsebnostjo niklja, je podvržena hitri luknjičasti ali interkristalni koroziji pri HF uporabi. Koncentrirana žveplova kislina, ki se uporablja v drugih postopkih alkiliranja, je močno jedka za ogljikovo jeklo in številne zlitine nad 40 stopinj.
PTFE (politetrafluoroetilen) je eden redkih materialov, ki ostane popolnoma inerten za fluorovodikovo in žveplovo kislino v normalnih pogojih delovanja. PTFE potopni grelnik ne vsebuje izpostavljenih kovinskih površin; celoten grelni element je zavit v kemično odporen ovoj, ki ne korodira, razgrajuje ali izpira kovinskih ionov v tok katalizatorja.
Ohranjanje čistosti katalizatorja
Prisotnost raztopljenih kovinskih ionov lahko zastrupi alkilacijski katalizator, kar zmanjša njegovo aktivnost in selektivnost. Kovinski ioni iz korodirajočega grelnika spodbujajo neželene stranske reakcije, povečujejo porabo kisline in zmanjšujejo izkoristek bencina. Ker aPTFE grelec, kisli katalizator, petrokemična alkilacijaenota ne sprošča kovinskih onesnaževalcev, življenjska doba katalizatorja je podaljšana in cikli regeneracije kisline postanejo bolj predvidljivi.
Odpornost proti obraščanju zaradi stranskih-kislinskih oljnih produktov
Med reakcijo alkiliranja lahko nastanejo polimerom-podobne spojine, znane kot "kisli-topna olja" (ASO). Ti težki stranski produkti se ponavadi nalagajo na vroče površine. Narava PTFE, ki se ne sprijema, preprečuje, da bi se ASO močno oprijel na ovoj grelnika. Vse manjše umazanije, ki se pojavijo, je mogoče zlahka odstraniti med rednim vzdrževanjem. Nasprotno grelniki s kovinskim-oplaščem v isti storitvi pogosto tvorijo trdovratne ogljikove ali sulfidne obloge, kar vodi do lokalnega pregrevanja in prezgodnje okvare.
Praktične prednosti ne{0}}oprijemljivih površin
Zmanjšan čas nedelovanja zaradi vzdrževanja: PTFE plašč je mogoče očistiti ali sprati brez abrazivnega čiščenja.
Ni nevarnosti poškodovanja zaščitne oksidne plasti: PTFE se za odpornost proti koroziji ne zanaša na pasivni film.
Dosleden prenos toplote: odsotnost nabiranja vodnega kamna ohranja gostoto vatov na površini plašča skozi čas enakomerno.
Zanesljivost grelnika pri neprekinjenem delovanju alkiliranja
V enoti za alkiliranje rafinerije so nenačrtovane zaustavitve izjemno drage. Zanesljivost grelnika je ključnega pomena za neprekinjeno delovanje. PTFE grelniki nimajo varjenih kovinskih šivov ali spajkanih spojev, ki bi lahko počili pod termičnim ciklom. Trdna, homogena inkapsulacija uporovne žice odpravlja morebitne poti puščanja za vdor jedke kisline. Tudi če pride do električne napake, PTFE plašč ne bo katastrofalno počil, kar zmanjša tveganje za izpust kisline.
Varnostna opomba za HF storitev
Kadar se PTFE grelnik uporablja v fluorovodikovi kislini, sama celovitost materiala ne zadostuje. HF prodre v številna običajna tesnila in tesnilne materiale in celo mikroskopsko puščanje lahko povzroči resno nevarnost za osebje. Zato so obvezne naslednje prakse:
Redno električno testiranje:Izolacijsko upornost je treba meriti tedensko. Vsak padec pod 10 MΩ zahteva takojšnjo preiskavo.
Sekundarni zadrževalnik:Grelec mora biti nameščen v zadrževalni posodi-odporni na kislino ali cevi z dvojno{1}}steno z zaznavanjem puščanja.
Prezračevanje ohišja:Vsako priključno omarico ali ohišje terminala je treba očistiti ali prezračiti, da preprečite kopičenje HF hlapov.
Zaščita osebja:Operaterji, ki se ukvarjajo z odstranjevanjem grelnikov, morajo nositi-kislinsko odporna oblačila in-avtonomične dihalne aparate.
Zaključek: Ekstremna kemija zahteva ekstremne materialne rešitve
PTFE grelniki služijo kot pomemben člen v alkilacijski verigi. Z varnim segrevanjem katalizatorskih tokov fluorovodikove ali žveplove kisline na 30–60 stopinj, medtem ko so odporni proti koroziji, obraščanju in sproščanju kovinskih ionov, omogočajo zanesljivo in učinkovito proizvodnjo oktana. Edinstvena kemična inertnost PTFE v kombinaciji z njegovo -neoprijemljivo površino in mehansko robustnostjo je material izbire za eno najbolj agresivnih ogrevalnih nalog v petrokemični industriji. Ekstremna kemija zahteva ekstremne materialne rešitve – in pri alkiliranju s kislim katalizatorjem PTFE grelnik zagotavlja natanko to.
