Aperçu de l'industrie fluorochimique
L'acide fluorhydrique (HF) est une matière première clé qui relie les ressources fluorées aux produits fluorés en aval. Sa production et ses applications couvrent divers secteurs, notamment les réfrigérants, les polymères fluorés, les fluorures inorganiques et la chimie fine à base de fluor. Dans les installations de production de produits fluorés de base, la continuité des processus, l'intégrité de l'étanchéité des équipements et la pureté des milieux sont étroitement liées, ce qui impose des exigences strictes en matière de mesure des processus.
La fiabilité des données de pression, de niveau, de débit et de température sur des périodes de fonctionnement prolongées dépend non seulement de l'instrument lui-même, mais également des matériaux en contact avec le fluide, des méthodes de prise de pression, des configurations d'installation et des conditions de maintenance. En particulier dans les applications impliquant du fluorure d'hydrogène (HF), l'obtention de mesures stables à long terme nécessite une évaluation technique minutieuse au-delà de la simple obtention d'une lecture de pression.
Principaux défis de la mesure de la pression
En prenant comme exemple le procédé courant fluorite-acide sulfurique, le procédé génère un gaz contenant du fluorure d'hydrogène par une réaction chimique. Le gaz subit ensuite un dépoussiérage, une condensation, une purification et une distillation pour obtenir les produits requis. Les gaz générés au cours du processus sont envoyés vers un système de traitement par absorption.
Le fluorure d'hydrogène anhydre (AHF) et les solutions aqueuses d'acide fluorhydrique ont des propriétés physiques et des exigences d'application différentes. Ils ne doivent pas être traités comme des supports de mesure identiques.
Tout au long du flux de processus, les fluides de processus et les conditions de fonctionnement rencontrés par les instruments varient considérablement. Les sorties de réaction peuvent contenir des impuretés et des particules entraînées, tandis que des changements de phase entre le gaz et le liquide peuvent se produire pendant la purification. Les systèmes de stockage et de transport nécessitent de prendre en compte la corrosion, la pression de vapeur et la mesure des stocks.
1. Différentes conditions HF nécessitent une sélection de matériaux différente
L'évaluation des matériaux doit couvrir l'ensemble des limites mouillées, y compris les diaphragmes, les surfaces d'étanchéité des brides, les joints, les collecteurs de vannes, les tubes de mesure du débitmètre, les électrodes et les puits thermométriques. Remplacer uniquement le diaphragme tout en conservant d'autres composants en contact avec le produit incompatibles peut néanmoins laisser des points faibles potentiels dans le système de mesure.
2. Des changements de pression lents peuvent indiquer une stabilité du processus ou des connexions de pression bloquées
Dans les sections de processus contenant des impuretés ou des substances sujettes aux dépôts, les points de prise de pression ou les conduites d'impulsion peuvent être bloqués. L'émetteur peut continuer à produire un signal de sortie, mais sa réponse dynamique peut déjà avoir changé.
La simple sélection d’un émetteur de plus grande précision ne peut pas résoudre ce problème. La configuration de mesure elle-même doit être prise en compte. En fonction des conditions de fonctionnement, des séparateurs à membrane, des raccords encastrés ou des configurations de joints à distance peuvent être évalués pour réduire la possibilité que des fluides de procédé pénètrent et bloquent les passages d'impulsion étroits.
Dans le même temps, les systèmes de joint à distance introduisent des facteurs supplémentaires, notamment la sélection du fluide de remplissage, les effets de la température capillaire et le temps de réponse. Ces facteurs doivent être évalués conjointement avec les exigences de mesure de l'application.
Dans les applications fluorochimiques de base, LEEG identifie la corrosion, le tartre, les points de prise de pression et les lignes d'impulsion bloqués, ainsi que les changements de phase comme des défis de mesure clés, et propose des options d'installation de séparateurs à membrane et de joints à distance pour faciliter la sélection des instruments.
Exigences de mesure dans les processus principaux et auxiliaires
Le système d'absorption des gaz nécessite la surveillance du débit de liquide en circulation, du niveau du réservoir, de la température de fonctionnement et de la pression différentielle dans les tours ou les éliminateurs de brouillard. La corrélation de ces mesures peut aider à identifier des problèmes potentiels tels que des anomalies dans le fonctionnement de la pompe de circulation et des changements dans la résistance au débit.
Lors du traitement des eaux usées fluorochimiques, les précipités peuvent provoquer du tartre, de l'abrasion et un blocage des passages de mesure. Par conséquent, une attention suffisante doit être accordée à l’installation du débitmètre, aux connexions de mesure de niveau et à l’accès pour la maintenance.
Les mesures de pression, de niveau, de débit et de température reflètent les conditions de fonctionnement des équipements, tandis que les performances du traitement doivent encore être évaluées à l'aide de paramètres de qualité de l'eau tels que le pH et la concentration en ions fluorure.
Pour la production de produits chimiques fluorés de base, LEEG fournit des solutions de mesure adaptées aux milieux et aux conditions d'installation de chaque section du processus, faisant correspondre les principes de mesure, les configurations de produits et les interfaces de signaux pour prendre en charge l'acquisition continue de données de processus à travers le transfert, la purification et la séparation des matières premières, le stockage et le transport des produits et les systèmes de protection de l'environnement.
Au-delà de la production de produits chimiques fluorés de base, LEEG propose également des solutions d'instrumentation personnalisées pour d'autres conditions opérationnelles de l'industrie chimique fluorée.
Solutions d'applications
1. Mesure de basse pression dans l’espace vapeur des réservoirs de stockage d’acide chlorhydrique contenant du HF
Pour les réservoirs de stockage d'acide chlorhydrique contenant de l'acide fluorhydrique, la basse pression dans l'espace vapeur du réservoir au sommet du réservoir doit être surveillée. La corrosion et la perméation provoquées par l'acide mélangé augmentent la difficulté de la mesure de pression dans les basses plages.
Défis de mesure :
Corrosion et perméation causées par des acides mélangés:Les milieux acides mélangés peuvent corroder les composants mouillés et créer un risque de perméation des milieux.
Mesure basse pression avec un joint à membrane :Lorsque vous utilisez un séparateur pour mesurer la pression dans l’espace vapeur, l’instrument doit détecter avec précision les petites variations de pression.
Solution LEEG :
Formulation de revêtement spécialisée :Le revêtement Halar est appliqué à l'aide d'une formulation de pulvérisation spécialement développée pour former une couche protectrice sur les surfaces en contact avec le fluide.
Haute résistance à la perméation et à l'abrasion: Le revêtement Halar offre une résistance améliorée à la perméation des fluides et à l'abrasion, aidant à empêcher les fluides corrosifs de pénétrer dans le revêtement et à réduire l'usure du revêtement pendant le fonctionnement.
Résistance au vide jusqu'à -70 kPa :Le diaphragme à revêtement Halar est conçu pour résister à des conditions de vide jusqu'à -70 kPa, aidant ainsi à isoler les milieux corrosifs et à réduire le risque de corrosion et de perméation.
2. Mesure de pression sous vide dans les systèmes de fluoration acide fortement réducteurs
Dans les systèmes de fluoration acide fortement réduits, les instruments de pression doivent surveiller en permanence la pression du système dans des conditions de vide poussé tout en relevant les défis de la corrosion acide mixte et de la perméation de l'hydrogène.
Défis de mesure :
Corrosion due aux acides fortement réducteurs :Les acides fortement réducteurs présents dans le système peuvent provoquer la corrosion des équipements et des composants des instruments en contact avec le milieu du procédé.
Acides mixtes contenant du fluor :Le processus implique des acides mixtes composés de plusieurs composants acides, notamment des substances contenant du fluor.
Conditions de vide poussé :Le système fonctionne dans des conditions de vide poussé, nécessitant un équipement de mesure de pression capable de s'adapter à cet environnement.
Solution LEEG :
Résistance à une corrosion fortement réduite par les acides mixtes :Le diaphragme présente une conception renforcée et résistante à la corrosion pour résister aux effets corrosifs des acides mélangés fortement réducteurs sur les surfaces mouillées.
Résistance au vide :La configuration du séparateur est conçue pour résister aux conditions de vide et répondre aux exigences de mesure de pression sous vide.
Plage de pression manométrique applicable :Cette solution de mesure à membrane convient aux applications sous vide avec une pression manométrique de -70 kPa ou moins.
3. Mesure de pression à haute température dans les réacteurs de fluoration
Lors des réactions de fluoration à haute température, les points de mesure de pression doivent surveiller en permanence les changements de pression à l'intérieur du réacteur dans des conditions où coexistent des températures élevées et des milieux corrosifs, tels que le fluor gazeux et le fluorure d'hydrogène.
Défis de mesure :
Environnement corrosif à haute température :La combinaison de températures élevées et de milieux corrosifs nécessite que les composants de l'instrument mouillés offrent à la fois une résistance aux températures élevées et à la corrosion.
Fluctuations potentielles des lectures de mesure :Les systèmes de joints à membrane doivent maintenir des performances stables dans des conditions extrêmes de température, de pression et de fluide pour garantir des lectures de pression fiables.
Solution LEEG :
Diaphragme spécialement conçu :Le diaphragme offre une résistance améliorée à l'oxydation à haute température, aidant à maintenir des performances stables dans des conditions de température élevée.
Fluide de remplissage à très haute température et algorithme de compensation :Le fluide de remplissage à très haute température, combiné à un algorithme de compensation de stabilité de température, contribue à réduire l'influence des variations de température sur les relevés de pression.
Placage d'or pour atténuer la perméation de l'hydrogène :Une couche plaquée or sur la surface du diaphragme agit comme une barrière à la perméation de l'hydrogène, réduisant ainsi le risque de pénétration de l'hydrogène à travers le diaphragme.
Conclusion
La mesure des processus dans l’industrie fluorochimique couvre le transfert de matières premières, la synthèse des réactions, la séparation et la purification, le stockage et le transport des produits ainsi que le traitement des gaz résiduaires. Les supports et conditions d'exploitation varient considérablement selon les différents processus.
Par conséquent, la sélection des instruments doit être basée sur des points de mesure spécifiques, en tenant compte de la composition du fluide, de la teneur en eau, des plages de température et de pression de fonctionnement, des configurations en contact avec le fluide et des conditions d'installation.
LEEG fournit une assistance dans l'évaluation des points de mesure, la sélection des instruments et l'optimisation de la configuration de l'installation, aidant les fabricants de produits chimiques fluorés à développer des solutions de mesure de processus couvrant les sections clés de la production. Ces solutions fournissent des données de processus fiables pour la régulation des processus, l'analyse des conditions anormales et la gestion de la maintenance.
