Еженедельное изменение химии
Контрактный химический переработчик использует один и тот же реактор для кислотной-реакции (pH 1, 80 градусов) в течение одной недели и щелочного омыления (pH 13, 90 градусов) на следующей неделе. Теплообменник подвергается воздействию обеих крайностей, при этом между партиями промывается водой. Колебания pH составляют 14 порядков по концентрации ионов водорода. Между двумя процессами температура меняется на 10 градусов.
Металлические теплообменники не выдерживают такой эксплуатации. Нержавеющая сталь пассивируется в кислоте, но подвергается воздействию горячей щелочи. Титан устойчив к щелочам, но подвергается воздействию кислоты при повышенной температуре. Никелевые сплавы устойчивы к щелочам, но подвергаются воздействию сильных кислот. Ни один металл не охватывает оба крайних значения pH.
ПТФЭ охватывает весь диапазон pH-от концентрированной соляной кислоты до концентрированного гидроксида натрия-при температуре до 260 градусов. Это единственный практичный материал теплообменника для процессов, в которых чередуется кислотная и щелочная химия.
Универсальная устойчивость ПТФЭ к pH
Химическая стойкость ПТФЭ обусловлена прочностью связи углерод-фтор. При энергии диссоциации связи около 485 кДж/моль связь C-F является одной из самых прочных в органической химии. Он не разрушается кислотами (протонирование), щелочами (нуклеофильная атака) или переходом между ними.
Полимер не имеет функциональных групп, которые можно протонировать в кислоте или депротонировать в щелочи. Он не имеет гидролизуемых связей. Он не набухает и не растворяется ни в одной среде. Химический состав поверхности одинаков независимо от того, погружена ли трубка в кислоту с pH 1, щелочь с pH 13 или в промывную воду между ними.
Металлические материалы основаны на пассивных пленках, которые стабильны только в определенных диапазонах pH и потенциала. Пленка, защищающая в кислоте, может раствориться в щелочи. Пленка, защищающая от щелочи, может раствориться в кислоте. Переход между ними — это период уязвимости, когда ни один фильм не сформирован полностью. ПТФЭ не имеет такой уязвимости. Он по своей сути инертен при всех значениях pH.
| Параметр совместимости pH | Нержавеющая сталь 316L | Титан 2 класса | ПТФЭ |
|---|---|---|---|
| Безопасный диапазон pH при 80 градусах | 2-10 (хлорид-зависимый) | 2-12 (чувствительный к фтору) | 0-14 |
| Кислотостойкость | Хорошие (окисляющие кислоты) | Хорошие (окисляющие кислоты) | Отлично (все кислоты) |
| Щелочная стойкость | Плохое (едкий SCC выше pH 10) | Хорошо (до pH 12) | Отличный |
| Переходная уязвимость | Да (пассивное преобразование пленки-) | Да | Нет |
| Срок службы при еженедельном циклическом изменении pH | 6-12 месяцев | 12-24 месяца | 10+ лет |
Устранение пассивации и кондиционирования
Металлические нагреватели, работающие с переменным pH, требуют пассивации или кондиционирования перед каждым изменением химического состава. Кислотный процесс оставляет поверхность металла в состоянии, пригодном для кислоты, но не для щелочи. Перед загрузкой щелочи теплообменник необходимо пассивировать в горячей щелочи, чтобы восстановить пленку, -стойкую к щелочам. Перед загрузкой кислоты его необходимо пассивировать в кислоте. Эти этапы кондиционирования требуют времени, химикатов и промывочной воды. Они производят отходы.
ПТФЭ не требует кондиционирования. После закачки кислоты реактор промывают. Поверхность ПТФЭ химически идентична до и после промывки. Щелочная обработка начинается немедленно. Устраняются время и затраты на пассивацию между партиями. Увеличивается загрузка реактора.
Крест-Предотвращение загрязнения
Та же химическая инертность ПТФЭ, которая обеспечивает циклическое изменение pH, также предотвращает перекрестное-загрязнение между партиями. Поверхность ПТФЭ не впитывает и не адсорбирует технологические химикаты. Кислота из кислотной партии не переносится в щелочную партию. Щелочная шихта не загрязнена кислотными остатками. Проверка очистки между партиями упрощается. Для фармацевтических и-химических применений высокой чистоты такая устойчивость к перекрестному-загрязнению так же важна, как и совместимость с pH.
Краткое содержание
Теплообменник из ПТФЭ надежно работает в резервуаре, где технологическая жидкость еженедельно меняется от кислотной до щелочной. ПТФЭ химически инертен во всем диапазоне pH (0–14) при температуре до 260 градусов и не подвержен изменениям pH. Никакой пассивации или кондиционирования между партиями не требуется. Универсальная совместимость с pH исключает возможность неисправности, которая ограничивает срок службы металлического нагревателя месяцами при работе с переменным pH.
Техническая поддержка для спецификации теплообменника из ПТФЭ в приложениях с несколькими-продуктами и pH-циклированием доступна после предоставления химических данных процесса, диапазонов pH, рабочих температур и процедур замены.
