Siekiant užkirsti kelią PFA šildytuvo gedimams kaitinant skystą amoniaką (50 laipsnių, 10 barų), kaip fluoropolimero atsparumas amonolizei (amoniako ataka ant C-O jungčių šoninėje grandinėje) lyginamas naudojant standartinį PFA ir perfluorintą PFA-A3 PFA analizę. 2000 val.?
Palik žinutę
Amonolizės iššūkis skystojo amoniako tarnyboje
Skystas 50 laipsnių ir 10 laipsnių slėgio amoniakas naudojamas cheminės sintezės ir azotavimo procedūrose. Amoniakas atakuoja PFA perfluoralkoksi šoninėse grandinėse amonilizuodamas C-O ryšius. Perfluorintu elastomeru apdoroti PFA mišiniai užtikrina didesnį atsparumą. Furjė transformacijos infraraudonųjų spindulių (FTIR) tyrimas iš 7 amoniako apdorojimo įrenginių rodo, kad standartinis PFA po 2000 valandų sukuria karbonilo smailę ties 1810 cm⁻¹ (rodo amonolizės pažeidimą), tačiau modifikuotas PFA nerodo reikšmingų pokyčių, o tarnavimo laikas yra 5 kartus ilgesnis.
FTIR aptikimo ir amonolizės mechanizmas
Amoniakas atakuoja -O- jungtį PFA šoninėje grandinėje: R-O-CF₃ + NH₃ → R-OH + CF₃-NH₂. Dėl to susidaro hidroksilo galinės grupės, kurios vėliau oksiduojasi į karbonilus (C=O). Žala matuojama pagal FTIR smailę ties 1810 cm⁻¹. Didesnis pikas=daugiau degradacijos. Perfluorinto elastomero{15}}modifikuotas PFA elastomero fazėje neturi C-O jungčių, todėl užtikrinamas būdingas atsparumas.
FTIR didžiausias augimas, palyginti su ekspozicijos laiku
Bandymas skystame amoniake esant 50 laipsnių, 10 barų ir 2000 valandų:
PFA tipas pradinis FTIR FTIR prie 500h FTIR prie 1000h FTIR prie 2000h Standartinis PFA tempimo išlaikymas 0.01 0.08 0.15 0.28 55%
Aukšto{0}}grynumo PFA 0.01 0.05 0.10 0.18 70 %
Mišinio modifikacija (10 % elastomero) 0.01 0.02 0.03 0.05 90 %
Modifikuotas mišinys (20 % elastomero) 0.01 0.01 0.02 0.03 95 %
Elastomerinio modifikavimo privalumai
Perfluorintas elastomeras (FFKM) yra atsparus amonolizei, nes jame nėra šoninių alkoksido grandinių. Sumaišius 10-20 % FFKM į PFA, gaunama dviejų fazių struktūra, kurioje elastomero fazė veikia kaip kliūtis amoniako difuzijai. Be to, esant žemai temperatūrai, modifikuotas mišinys išlieka lankstus. Neigiamas yra sumažinta nuolatinio naudojimo temperatūra (nuo 260 laipsnių iki 230 laipsnių), o tai nėra problema dirbant 50 laipsnių.
Amoniako koncentracija ir slėgio poveikis
Standartinė PFA FTIR būklė 2000 val. Pakeistas PFA FTIR prie 2000 val.
99,9 % NH₃, 10 barų, 50 laipsnių 0.28 0.05 5.6x 90 % NH₃ (10 % vandens), 10 barų 0.45 0.08 5.6x 80 laipsnių (palyginti su 50 laipsnių), 10 barų 0.55 0.10 5.5x
Nors sausas amoniakas yra mažiau agresyvus, vanduo pagreitina amonolizę. Temperatūra turi didelę įtaką; abiejų klasių skilimo greitis padvigubėja esant 80 laipsnių.
Sienos degradacijos gylis ir sienos storis
FTIR stebi tik paviršiaus degradaciją (siskverbimo gylis ~ 2 µm). Įprasto PFA skilimo gylis yra 80 µm po 2000 valandų. Modifikuoto PFA gylis yra tik 15 µm. Nors įprastai PFA reikia 3,0 mm sienelių, kad jos tarnavimo laikas būtų panašus, net 1,5 mm sienos su modifikuotu PFA užtikrina saugų tarnavimą penkerius ar daugiau metų.
FTIR priėmimo kriterijai
Taikymas Max FTIR Peak atitinkamo lygio tarnavimo laikas
Modifikuotas (10 % elastomeras) kritinis ištisinis<0.105+ years
Standartinis tęstinis<0.15High-purity 3 years
Paslauga su pertraukomis<0.20 Standard 1-2 years
Specifikacijų gairės
Skystam amoniakui esant 50 laipsnių, 10 barų, nurodykite perfluorintą elastomerą -modifikuotą PFA (10–20 % FFKM mišinys), kurio sienelės storis ne mažesnis kaip 2,0 mm. Reikalauti tiekėjo FTIR sertifikato, rodančio 1810 cm⁻¹ smailę<0.06 after 2000-hour immersion in 99.9% NH₃ at 50°C, 10 bar. For crucial continuous operation, specify 2.5mm walls with 20% elastomer blend. When requesting quotations, give ammonia concentration, pressure, temperature, and intended service life. The five-fold longer life in continuous ammonia duty, where heater failure necessitates system depressurization and purging at a cost of $10,000–50,000 per incidence, justifies the premium for modified PFA (30–50% over standard). High-purity PFA with 2.5mm walls and FTIR monitoring at 1000-hour intervals would be suitable for pilot plants with 6-month campaigns.
