La misura di pressione svolge un ruolo centrale nella produzione di cloro, un processo critico per la sicurezza. Ciò è dovuto al fatto che il cloro è altamente reattivo e può quindi facilmente innescare esplosioni in combinazione con sostanze organiche. È quindi importante monitorare con precisione tutte le fasi di produzione per evitare danni alle persone e all’ambiente. Ecco perché i sistemi con separatore a membrana fanno la differenza quando si tratta di misurare la pressione di processo. Queste unità saldate di separatori a membrana e strumento di misura offrono sia la durata che la precisione necessarie.
Per questo motivo, anche l’associazione europea dei produttori Euro Chlor raccomanda l’implementazione di un attacco al processo tramite separatori a membrana per la misura di pressione nella produzione di cloro. Quando si progetta un separatore a membrana, gli utenti devono assicurarsi che tutte le parti bagnate siano realizzate con materiali resistenti al cloro. Tantalio, Hastelloy®C276 e titanio, ma anche materiali plastici come l’ECTFE sono possibili, a seconda dell’applicazione. Il fluido di riempimento del sistema deve essere in ogni caso inerte, cioè inerte alla reazione con la maggior parte delle sostanze, il che vale ad esempio per l’olio alogenato.
Elettrolisi cloro-alcalina nel processo a membrana a risparmio energetico
Il cloro si ottiene dal cloruro di sodio e dall’acqua attraverso l’elettrolisi cloro-alcalina. Il processo genera due coprodotti: idrogeno e soda caustica. Il successo dell’elettrolisi richiede quindi la separazione di anodo e catodo, in modo che cloro e idrogeno non si combinino formando una miscela esplosiva. Per questo motivo l’industria utilizza prevalentemente il processo a membrana a risparmio energetico per l’elettrolisi. Ciò significa che tra l’anodo e il catodo viene posta una speciale membrana estremamente sottile, che consente la diffusione solo di ioni di sodio positivi.
La misura di pressione durante la produzione di cloro per elettrolisi è un compito complesso
Monitoraggio della pressione durante l’elettrolisi: i separatori a membrana del trasmettitore di pressione differenziale modello DPT-20 hanno membrane in oro e tantalio.
I requisiti per la misura di pressione nella produzione di cloro per elettrolisi sono complessi. La semplice installazione di trasmettitori di pressione sulle due camere dell’impianto non è sufficiente. È fondamentale determinare la pressione differenziale tra le camere. Infatti, la sottile membrana rimane intatta solo se le condizioni di pressione sono equilibrate. Di conseguenza, le variazioni di pressione differenziale devono essere rilevate immediatamente, in modo da poter arrestare prontamente il processo in caso di guasto.
I trasmettitori di pressione differenziale ad alta precisione con due membrane di separazione sono adatti a questo compito, ad esempio il modello DPT-20 di WIKA, con un’accuratezza dello 0,1% dell’intervallo di misura. Considerando l’ambiente critico, lo strumento deve essere omologato per aree pericolose. A seconda del compito di misura, i separatori a membrana del trasmettitore di pressione differenziale sono progettati in modo diverso: i punti di misura del cloro devono avere una membrana al tantalio, mentre i punti di misura dell’idrogeno richiedono una membrana con placcatura in oro.
Altri processi nella produzione di cloro possono attaccare la membrana
L’elettrolisi non è affatto l’unica fase del processo di produzione del cloro che richiede una misura di pressione altamente affidabile. In alcuni processi, tuttavia, non è mai possibile escludere completamente un danno alla membrana di separazione. Sebbene i separatori a membrana siano fabbricati in conformità alle condizioni di processo, possono essere danneggiati a causa di una sovrapressione imprevista o della corrosione delle particelle aderenti. Una deformazione indesiderata può alterare seriamente il risultato della misura. Inoltre, la rottura della membrana causerebbe l’ingresso del fluido di riempimento del sistema nel processo e comprometterebbe la qualità del cloro.
Sistema con separatore a membrana con monitoraggio della membrana in punti estremamente critici
Il sistema di monitoraggio della membrana modello DMS27 con monitoraggio continua in modo affidabile il monitoraggio della pressione anche in caso di rottura della membrana. Il processo rimane chiuso fino alla riparazione del danno.
Questo tipo di danni in punti particolarmente critici del processo può essere evitato utilizzando un sistema con separatore a membrana con monitoraggio integrato della membrana. In questo sistema sviluppato da WIKA – in particolare il modello DMS27 nel caso di applicazioni con cloro – il separatore a membrana presenta due membrane sovrapposte. Lo spazio tra di loro viene evacuato e il vuoto risultante viene monitorato da un sensore. Se la membrana del lato processo è danneggiata, subentra la seconda membrana. Poiché la perdita di vuoto viene registrata simultaneamente, al raggiungimento del valore critico viene trasmesso un segnale di allarme elettronico. La pressione di processo continua a essere monitorata in modo affidabile fino all’installazione di una nuova membrana. Inoltre, non vi è alcun rischio di contaminazione dovuto a perdite di liquido di riempimento.
Ulteriori informazioni sul trasmettitore di pressione differenziale modello DPT-20 e sul sistema di monitoraggio della membrana modello DMS-27 sono disponibili sul sito web WIKA. Troverete anche una panoramica delle soluzioni di misura WIKA per l‘industria chimica e la brochure specifica di settore. Non esitate a contattarci, saremo lieti di supportarvi in base alle vostre esigenze.
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