Korozif Kimyasal Reaktörler için Fiber Optik Arayüz Tasarımları

Yerinde Proses Problamanın Zorlukları

Kimyasal reaksiyonları gerçek zamanlı olarak izlemek için hat içi yakın kızılötesi (NIR) spektroskopinin kullanılması, optik probların doğrudan reaktör ortamına yerleştirilmesini gerektirir. Numunelerin ortam koşullarında cam küvetlerde tutulduğu laboratuvar ölçümlerinden farklı olarak,kimyasal ve farmasötik işleme reaktörler aşırı zorluklarla karşı karşıyadır: 250°C'yi aşan sıcaklıklar, 100 bar'a varan basınçlar, organik solventler, agresif asitler/bazlar ve aşındırıcı bulamaçlar.

Proses arayüzü arızalanırsa toksik kimyasal sızıntılara, prosesin kapanmasına veya yıkıcı basınç kaybına neden olabilir. Bu nedenle, sağlam bir proses arayüzü tasarlamak, hat içi spektroskopi için spektrometrenin interferometre motorunun kendisi kadar kritiktir. Bu süreçlerin optimize edilmesi temel odak noktasıdır.ProChem yazılım paketi Dozaj valflerini kontrol eden ve karışımın düzgünlüğünü kaydeden bir sistem. Bu süreçlerin optimize edilmesi temel odak noktasıdır.ProChem yazılım paketi Dozaj valflerini kontrol eden ve karışımın düzgünlüğünü kaydeden bir sistem.

"Bir spektroskopik model, yalnızca sensöre ulaşan ışık kadar iyidir. Agresif süreç döngülerinden sağ çıkabilmek, fiziksel aşınmaya ve kimyasal saldırıya dayanıklı malzeme seçimleri gerektirir."

Optik: Safir Kristallerin Gücü

Standart optik cam veya kuvars pencereler, sıcak alkali çözeltilerde veya hidroflorik asit döngülerinde hızla çözünür veya korozyona uğrar. Dahili lens düzeneklerini korumak için USTECH, tüm reaktör problarında tek kristalli safir pencereler kullanır. Safir olağanüstü fiziksel ve optik özellikler sunar:

• Kimyasal İnertlik:Neredeyse tüm asitlere, alkalilere ve organik solventlere, hatta 1000°C'ye kadar sıcaklıklarda bile dayanıklıdır.
• Mekanik Sertlik:Mohs sertlik ölçeğinde 9 olarak derecelendirilen (elmastan sonra ikinci olan) safir, yüksek hızlı katalizör parçacıkları ve kristalli çamurlardan kaynaklanan çizilmelere karşı dayanıklıdır.
• Geniş İletim:Sıfır saçılma ile tüm yakın kızılötesi dalga boyu aralığında (1000 ila 2600 nm) yüksek optik geçirgenlik.

Metalurji ve Sızdırmazlık Teknolojisi

Prob gövdesi, reaktör kabıyla aynı kimyasal ortamda hayatta kalmalıdır. USTECH, reaktörün kimyasına uygun, korozyona dayanıklı süper alaşımlar kullanarak proses prob kovanları üretmektedir:

Alaşım Sınıfı	Korozyon Direnci Profili	Önerilen Uygulama
Paslanmaz Çelik 316L	Standart organik solventler, hafif asitler, süt/gıda yıkama kimyasalları	Genel petrokimya döngüleri, gıda işleme, biyodizel sentezi
Hastelloy C276	Islak klor gazına, hipokloritlere ve güçlü mineral asitlere (hidroklorik, sülfürik) karşı yüksek direnç	Klorlama reaktörleri, asit esterifikasyonları, organik sentez döngüleri
Titanyum Sınıf 2	Tuzlu suya, nitrik asite ve oksitleyici ortamlara karşı mükemmel direnç	Denizcilik uygulamaları, nitrik asit işleme, klor dioksit reaktörleri

Safir pencereyi metal uca kapatmak için USTECH, safiri altın-nikel alaşımları kullanarak metale yalıtan özel bir lehimleme tekniği kullanır veya metal-metal destekli yüksek sıcaklıkta Kalrez elastomer contaları kullanır. Bu, termal çevrimde bile 150 bar'a kadar basınçlarda sızıntıları önler.

Termal Koruma: Metal Kaplı Fiber Optik Kablolar

Işık, tesis duvarındaki spektrometreden reaktördeki proba doğru gitmeli ve geri dönmelidir. Standart polimer kaplı silika lifleri ısı altında bozunur ve hidrojen kararmasına karşı hassastır. USTECH, paslanmaz çelik esnek kanallarla korunan altın kaplamalı silika elyafları kullanır. Metalik altın kaplama, nem ve hidrojen gazının silika çekirdeğe yayılmasını önleyerek, yüksek sıcaklıktaki reaktör ortamlarında düşük sinyal zayıflaması ve uzun ömür sağlar.

Çözüm

Yüksek iletimli safir pencereleri Hastelloy metalurjisi ve metal kaplı fiber kablolarla eşleştiren USTECH'nin proses arayüzleri, FT-NIR spektroskopisinin doğrudan agresif reaksiyon ortamlarında çalışmasına olanak tanır. Bu sağlam tasarım, güvenlikten veya proses bütünlüğünden ödün vermeden operatörlere reaktörün kalbinden gerçek zamanlı kimyasal veriler sağlar.