PTFE 열 교환기는 알킬화 장치 가열에서 황산 촉매 슬러리를 어떻게 견딜 수 있습니까?

알킬화를 위한 산성 환경
석유 알킬화 장치에서는 이소부탄이 황산 촉매 존재 하에 경질 올레핀과 반응하여 휘발유용 고옥탄 성분을 생성합니다-. 산성 촉매는 85~98% 농도로 반응기를 통과하며 부유된 산성 용해성 오일, 타르 및 슬러지 입자를 운반합니다. 혼합물은 다소 부식성이 있고 약간 마모성이 있습니다. 이 공격적인 유체는 반응 온도를 제어하는 ​​열 교환기를 공격합니다.

Hastelloy와 같은 고합금 재료를 사용하더라도 금속 열 교환기는{0}}이 기후에서 사용 수명이 제한됩니다. 산이 금속 표면을 공격하면 부식 생성물 코팅이 형성되고 부유 입자에 의해 분해됩니다. 산은 부식으로 인해 노출된 새로운 금속을 공격합니다. 침식-부식 주기는 금속 손실을 촉진합니다. 서비스 수명은 일반적으로 2~5년입니다. 교체가 잦습니다.

PTFE는 모든 농도와 최대 260도의 모든 온도에서 황산에 대한 내성을 갖고 있습니다. 균질 폴리머에는 마모될 부식 생성물 층이 없습니다. 표면은 화학적 손상과 기계적 공격에 저항합니다. 금속 교환기를 파괴하는 복합 침식-부식 메커니즘은 PTFE에서 발생하지 않습니다.

침식의 시너지 효과-금속 부식
금속 표면의 산성 슬러리 처리에서는 시너지 사이클을 통해 손상이 진행됩니다. 산은 금속 표면을 공격하여 부식 생성물(금속 황산염, 산화물 및 수화물) 코팅을 생성합니다. 이 층은 그 아래에 있는 금속보다 더 유연하고 접착력이 낮습니다. 슬러리의 연마 입자가 부식 생성물 층을 마모시켜 새로운 금속을 드러냅니다. 새로운 금속은 빠르게 부식되고 부식 생성물의 새로운 층은 다시 저하됩니다.

이 사이클은 부식 속도와 침식 속도를 향상시킵니다. 전체 금속 손실 속도는 입자가 없는 산의 부식 속도 또는 비부식성 슬러리의 침식 속도보다 5~20배 더 높을 수 있습니다.-

PTFE는 부식되지 않습니다. 부식 생성물층이 존재하지 않습니다. 산은 화학적으로 불활성인 표면을 만나게 됩니다. 연마 입자는 느린 기계적 마모를 유발할 수 있지만 마모는 균일할 뿐만 아니라 예측 가능합니다. - 상승적 증폭은 없습니다. 튜브의 벽은 매년 미크론 단위로 측정되는 속도로 순수한 기계적 침식에 의해 점차적으로 마모됩니다.

알킬화 서비스 매개변수PTFE Hastelloy C-276
산성 부식률(입자-없음) 0.05~0.15mm/년 0
부식생성물층 형성 예 아니오
부식 생성물층 침식예(금속 손실 가속화) N/A
침식{0}}부식률 합산 0.25-0.75mm/년 0.005-0.02mm/년(기계적 마모만 해당)
서비스 수명(년) 2-5 15+
슬러지 처리의 장점
부식 거동은 알킬화 산에 존재하는 산성 용해성 오일과 슬러지가 열 교환기 표면에 침전되어 튜브에 절연체 역할을 하는 오염층을 형성하는 경향으로 인해 더욱 복잡해집니다. 금속 표면의 부식 생성물 코팅은 거친 고에너지 표면을 만들어 슬러지 침전을 유도합니다. 찌꺼기가 쌓이고 굳어지면 기계적으로 제거해야 합니다.

PTFE는 표면 에너지가 낮아서 슬러지가 부착되기 어려운 매끄러운 표면을 가지고 있습니다. 슬러지 입자는 달라붙지 않고 튜브 표면 위로 미끄러집니다. 쌓인 작은 찌꺼기는 간단히 씻어내면 됩니다. 주기적인 슬러지 제거가 없으므로 표면이 깨끗하게 유지되고 열 전달이 안정적으로 유지됩니다.

프로세스 호환성 보너스
PTFE는 98%의 신선한 산부터 용해된 탄화수소와 슬러지가 포함된 85%의 폐산까지 알킬화 산 조성의 전체 스펙트럼에서 황산의 영향을 받지 않습니다.- 이 물질은 산성-탄화수소 반응에 촉매작용을 하지 않습니다. 알킬화 과정을 방해할 수 있는 금속 이온을 방출하지 않습니다. PTFE 교환기는 원하지 않는 촉매 작용이 제품 품질에 영향을 미칠 수 있는 공정에 화학적으로 불활성인 요소를 제공합니다.

결론
PTFE 열교환기는 알킬화 장치에서 황산 촉매 슬러리를 가열하는 데 사용되며 금속 교환기에서 금속 손실을 촉진하는 침식{0}}부식 시너지를 줄여 우수한 서비스를 제공합니다. 화학적으로 불활성인 표면에는 분해될 부식 생성물 층이 없습니다. 부드럽고 낮은-에너지 표면은 슬러지 부착을 방지합니다. Hastelloy C-276의 사용 수명은 2-5년인 데 비해 15+년입니다. 결과적으로, 낮은 교체 빈도와 안정적인 열 전달로 인해 PTFE는 알킬화 산 작업에 경제적으로 더 나은 선택이 됩니다.

알킬화 및 산성 슬러지 응용 분야의 PTFE 열 교환기 사양에 대한 엔지니어링 지원은 산 조성, 슬러지 함량, 작동 온도 및 현재 장비 사용 수명을 제출하여 제공됩니다.