امروزه انواع اسیدها در صنایع مختلف بسیار مورد استفاده قرار می گیرند . در برخی از آنها فقط از اسید و در بعضی از واکنش اسید با دیگر سیالات استفاده می شود. اسید سیالی بسیار خطرناک و از نظر اقتصادی قیمت بالایی دارد. در نتیجه باید برای ذخیره کرن آن مخزن های قابل اطمینان و مورد تایید استفاده کرد که موجب ضرر جانی و مالی نشود.
از این رو با پیشرفت تکنولوژی انواع مخزن اسید اعم از مخزن پلی اتیلن تک جداره، مخزن پلی اتیلن دو جداره (مخزن پلی پروپیلن) و مخازن استیل تولید و عرضه می گردد که هر کدام از این نوع مخازن برای ذخیره سازی یک نوع اسید مورد استفاده قرار میگیرد. مخزن اسید سولفوریک، مخزن ذخیره سازی نیتریک اسید و مخزن اسید سولفوریک از رایج ترین انواع این مخزنها میباشند.
انواع مخزن اسید از لحاظ جنس بدنه
از مخازن پلی اتیلن تکجداره که همان مخازن آب شرب سفید رنگ هستند برای ذخیره اسید سولفوریک 98 درصد تا دمای 40 درجه به صورت غیر دفنی استفاده کرد.
مخازن استیل هم برای تعدادی از اسید ها می توان استفاده کرد. ولی به دلیل اینکه مواد اولیه و ورق های استیل قیمت بالایی دارند و در بیشتر موارد نمی توان از آن به صورت دفنی استفاده کرد کمتر از آنها استفاده میگردد.
تنها مخزنی که چه به صورت نصب دفنی و یا غیر دفنی و به شکل های افقی و یا عمودی و در حجم های مختلف از 1 متر مکعب تا 135 متر مکعب قابل تولید و استفاده است مخازن اسید پروپیلن است . می توان از این نوع مخزن برای ذخیره سازی بیشتر اسید ها تا دمای 100 درجه استفاده کرد.
مخزن پلی اتیلن دوجداره ( مخزن پلی پروپیلن )همانطور که در بالا اشاره شد از حجم 1 تا 135 متر مکعب از قطر 1000 تا 3200 میلیمتر، با ضخامت های از 5 سانتیمتر تا 12 سانتیمتر، با بهترین مواد روز ارائه شده از پتروشیمی های همچون امیرکبیر ، جم ، مارون ، بروج عمارات و سابیک عربستان تولید میشود.
مخزن پلی پروپیلن به صورت دفنی توانایی مقاومت تا 3.5 تن متر مربع بار با تردد را تحمل می کند. از آنها برای مخزن اسید سولفوریک ، اسید کلریدریک ، اسید نیتریک و اسید فسفریک و به شکل مخزن قابل حمل هم می توان استفاده کرد.
انتخاب نوع مخزن ضد اسید
این مخزنها باید از نظر وزن مخصوص اسید، رتبه بندی شوند. نکته بسیار مهم دیگر انتخاب مناسب اتصالات و واشرها با توجه به نوع اسید و بررسی سازگاری آن با موارد اشاره شده می‌باشد. بدلیل مقاومت بالای استیل، پلی اتیلن و همچنین پلی پروپیلن در مقابل خورندگی ناشی از واکنشهای شیمیایی، جنس مخزن اسید اصولا از انواع مختلف این متریال و خانواده های آنها تهیه می گردد.
چنانچه سیال درون منبع ضد اسید دارای دمایی کمتر از 68 درجه سانتی گراد باشد قاعدتا دارای جنس بدنه پلی اتیلن صلب خواهد بود.
منبع یا مخزن ضد اسید چنانچه سیال و ماده درون منبع دارای دمای پایداری بیشتر از 68 درجه تا نهایتا 108 درجه سانتی گراد باشد دارای جنس بدنه پلی پروپیلن خواهد بود.
نهایتا چنانچه دمای محلولی که درون منبع ذخیره مواد قلیایی و اسیدی ریخته خواهد شد یا بدلیل واکنش های گرما زا بیش از 108 درجه تا نهایتا 148 درجه سانتی گراد باشد می بایست از مخزن استیل استفاده نمود.
با توجه به خوردگی زیاد اسید ها در دمای بیشتر از این حد می بایست به سراغ فلزات گرانبها همچون پلاتین و تیتانیوم رفت. امروزه تانکرهای اسید را در برخی از کشورها از جی آر پی نیز تولید می نمایند.
مزایای مخزن اسید
- قیمت مناسب منبع ضد اسید
- مقاومت بالا در مقابل خوردگی
- بهداشتی بودن
- دوام و عمر طولانی
- بدون نشت بودن
- قابلیت تولید متنوع
- نصب آسان
- مقاومت در مقابل سرما و گرما
- مقاومت در مقابل زلزله
استفاده از ترکیب شیمیایی مشابه پلی اتیلن جهت تولید مخزن اسید
مواد شیمیایی همانند بنزین ، نفت سفید ، الکل ، متانول و ایزوپروپیل الکل به طور بالقوه می تواند به مواد پلی اتیلنی غیر سخت یعنی گرید 3840 نفوذ کرده و از داخل مخزن اسید پلی اتیلن نشت کند.
حلال ها همچنین می توانند پلی اتیلن گرید 3840 را تخریب یا نرم کنند و بر عملکرد و دوام مخزن پلی اتیلنی سفید تأثیر بگذارند . در این موارد مخازن ذخیره سازی پلی اتیلنی صلب ، پلی پروپیلن و فایبرگلاس یا استیل از گزینه های هوشمندانه تر جهت ذخیره سازی سیالات شیمیایی هستند.
مزیت های استفاده از مواد اولیه پلی اتیلن سنگین جهت نگهداری سیالات شیمیایی
- پلی اتیلن سنگین HDPE به دلیل ساختار مولکولی خطی اغلب وارد واکنشهای شیمیایی نمی شود مگر در کربنهای انتهایی و یا کربن های نوع سوم واقع در شاخه های جانبی.
- پلی اتیلن سنگین با اکثر اسیدهای آلی و برخی اسیدهای معدنی مانند HCl و HF وارد واکنش نمی شود.
- اسید سولفوریک غلیظ (بالاتر از 70درصد) در دماهای بالا به آرامی با پلی اتیلن سنگین واکنش داده و مشتقات سولفو ر را بوجود می آورد.
- پلی اتیلن سنگین در مجاورت اسید نیتریک حدود 50% و همچنین مخلوط آن با اسید سولفوریک در دمای اتاق واکنش داده و تولید نیترات می کند.
- در دماهای حدود 100 الی 150 درجه سانتیگراد، پلی اتیلن در مجاورت اسیدها تجزیه شده و به اسیدهای آلی تبدیل می شود.
- HDPE در محیط های قلیایی در هر غلظتی پایدار است. همچنین در محلولهای نمکی محتوی اکسید کننده هایی مانند پرمنگنات منیزیم و دی کرومات پتاسیم پایدار است.
- در دمای اتاق HDPE در حلالهای معروف حل نمی شود. ولی در دماهای حدود 80 تا 100 درجه سانتیگراد، در حلالهای آروماتیک، آلیفاتیک و هیدروکربنهای هالوژن دار حل می شود.
- اسید استئاریک هرچند ضعیف تر از اسید نیتریک و اسید استیک است ولی به دلیل حبس شدن در داخل HDPE باعث تخریب ساختمان پلیمر می شود.
- اسید نیتریک و اسید استیک هم باعث تخریب شدید ساختمان مولکولی پلی اتیلن نرم می شود لیکن تاثیر آن ها بر پلی اتیلن صلب بسیار کم است .
قیمت منبع ذخیره اسید
قیمت مخزن اسید در دنیای امروز که بدلیل استفاده بیش از حد از انواع مختلف مواد اسیدی و قلیایی در صنایع مختلف اهمیت خاصی پیدا کرده است متغیری وابسته به پارامترهایی است که ذیلا به آنها اشاره خواهد شد.
- نوع سیالی که درون تانکر نگهداری سیالات مواد شیمیایی نگهداری می شود. به جهت دانستن دانسیته اسید یا مواد قلیایی، و در نهایت بمنظور طراحی صحیح ضخامت بدنه مخزن ضد اسید در راستای بالا بردن مقاومت مکانیکی و مقاومت هیدرولیکی مخازن.
- دمای سیال درون مخزن ذخیره ضد اسید . نکته قابل توجه اینکه تا 68 درجه سانتیگراد دمای پایدار توسط پلی اتیلن قابل تحمل خواهد بود .
- میزان اسیدیته سیال درون منبع نگهداری اسید بمنظور تشخیص نوع گرانولی که قرار است در بدنه مخزن مورد استفاده قرار گیرد تا در مقابل خورندگی اسید دوام کافی را داشته باشد.
- دفنی یا غیر دفنی بودن مخزن نگهداری اسید ، قیمت مخزن های غیردفنی از قیمت نوع دفنی بیشتر است . دلیل این موضوع خنثی شدن نیروهای وارد به بدنه مخزن از داخل توسط سیال توسط نیروی خاک اطراف منبع می باشد.
- عمودی یا افقی بودن مخزن. چرا که در مخازن عمودی تقریبا بخش زیادی از نیرویی که توسط ستون سیال ایجاد می شود به کف مخزن وارد می شود در حالیکه در مخازن افقی نگهداری اسید این نیرو به زیر شکم مخازن وارد شده و نیاز به تقویت خواهد داشت. لذا قیمت مخزن ضد اسید افقی از مدل عمودی بیشتر خواهد بود.
- محدودیت های موجود در تولید و نصب استاندارد . به این مفهوم که هر قدر محدودیت بیشتری در مکان قرار گیری مخزن وجود داشته باشد قیمت آن بدلیل نیاز به تقویت و تغییرات در حالت اکونومی تولید بالاتر خواهد رفت.
