مخزن اسید

مخزن اسید که در محاوره با عنوان مخزن ضد اسید نیز شناخته می شود به دسته ای از مخازن اطلاق می گردد که جهت نگهداری مواد و محصولات شیمیایی اسیدی و خورنده مورد استفاده قرار می گیرد.  مخازن نگهداری اسید امروزه در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار گرفته و وجود مخازن ایمن و با کیفیت جزو لاینفک این صنایع محسوب می گردد.

امروزه در بسیاری از صنایع اسید ها به عنوان خوراک اولیه سیستم تولید یا به عناوین مختلف همچون واکنش دهنده اصلی در پروسه تولید، کاتالیزور، الکترولیت و … کاربرد دارند. از این رو شناخت مخازن مورد استفاده در نگهداری اسید ها، باز ها و مواد شدیدا خورنده بسیار حائز اهمیت می باشد. در این صفحه فیلد مخازن اسید به تفصیل معرفی، تحلیل و بررسی خواهد شد.

گروه تولیدی مهندسی سازه مخزن به عنوان سازنده و تولید کننده برتر انواع مخازن صنعتی در کشور، آمادگی طراحی و تولید مخازن نگهداری اسید با ساختار های مقاوم و مهندسی شده بر اساس سیال مورد نظر در ظرفیت ها و اشکال متنوع را دارا می باشد.

شناخت اسید ها

در تعریف کلی و ساده اسید می توان گفت اسید یک ماده شیمیایی است که در ازای جذب الکترون یون هیدروژن و یا پروتون از دست خواهد داد. مهم ترین مشخصه آن طعم ترش، خوردگی شدید، PH<7  و توانایی واکنش سریع با باز می باشد. قابل ذکر است تغییر رنگ کاغذ تورنسل از آبی به قرمز نشانه وجود اسید خواهد بود.

با توجه به دایره وسیع انواع مختلف اسید و خواص منحصر بفرد هر کدام از این اسید ها لازم میبینیم انواع اسید را به طور کلی بررسی نماییم.

سوال این است که شناخت اسید ها چه تاثیری در خرید مخازن اسید خواهد داشت؟ در جواب باید بگوییم به علت خواص متنوع و درجه خوردگی متفاوت اسیدها هر اسید مشخص در یک نوع مخازن خاص نگهداری می شود. حتی این موضوع در  یک اسید  مشخص با درصد تغلیظ متغیر نیز تفاوت خواهد داشت.

برای مثال : اسید سولفوریک ۹۸ درصد در مخازن فولادی قابل نگهداری می باشد اما اسید سوفوریک ۲۳ % در مخزن پلیمری باید نگهداری شود.

انواع اسید

در نگاه اول اسید ها به دو دسته اسید های آلی و اسید های معدنی ( غیر آلی ) دسته بندی می شود. اسید های آلی بسیار خورنده و عموما سمی می باشند . در مقابل اسید های معدنی به دور از عنصر آب یعنی H2O به شکل های گازی و جامد در طبیعت دیده می شوند.

انواع مختلف اسید های آلی یا غیر آلی بسیار وسیع بوده و از حوصله این بحث خارج است. در اینجا اسید های پر مصرف در صنایع که به نوعی خریدار مخزن اسید یا مخزن ضد اسید می باشند را بر می شمریم.

اسید ها در دسته بندی صنعتی به دو دسته ی زیر تقسیم بندی می گردد:

1. اسید قوی
2. اسید ضعیف

اسید های قوی

• Hydrobromic acid / هیدرو برمیک اسید (HBr)  با دانسیته ۱.۴۹ g/cm³
• Nitric acid / اسید نیتریک (HNO3) با دانسیته ۱.۵۱ g/cm³
• Chloric acid / کلریک اسید (HCLO3) با دانسیته ۱ g/cm³
• Hydrochloric acid /  هیدروکلریک اسید (HCL) با دانسیته (۳۳%) ۱.۱۸ g/cm³
• Hydroiodic acid / هیدرویدیک اسید (HI) با دانسیته ۱.۷ g/cm³
• Sulfuric acid / اسید سولفوریک (H2SO4) با دانسیته ۱.۸۳  g/cm³
• Perchloric acid / پر کلریک اسید (HCLO4) با دانسیته ۱.۶۷ g/cm³

اسید های قویی به آن دسته از اسید ها اطلاق می شود که ۱۰۰% آن در محلول تفکیک شود که پر مصرف ترین و معروفترین نوع آن اسید سولفوریک می باشد که در درصد های مختلف در صنایع مختلف کاربرد دارد.

اسید های ضعیف

• Boric acid / بوریک اسید (H3BO3)  با دانسیته ۱.۴۴ g/cm³
• Benzoic acid / بنزوئیک اسید (C7H6O2) با دانسیته ۱.۲۷ g/cm³
• Hydrofluoric acid / هیدروفلوئوریک اسید (HF) با دانسیته ۱.۱۳ g/cm³
• Butyric acid / بوتریک اسید (C4H8O2) با دانسیته ۰.۹۶  g/cm³
• Acetic acid / استیک اسید ( C2H4O2) با دانسیته ۱.۰۵ g/cm³
• Carbonic acid / کربنیک اسید (H2CO3) با دانسیته ۱.۶۷ g/cm³
• Phosphoric acid / اسید فسفریک (H3PO4) با دانسیته ۱.۸۸ g/cm³

اسید های ضعیف بر خلاف اسید های قوی در هنگام انحلال در اب به طور کامل تفکیک نمی شوند به عبارت بهتر یونیزه نمی گردند.  که از مهم ترین آنان می توان به اسید فسفریک و اسید کربنیک اشاره نمود.

طراحی مخزن اسید

طراحی مخزن اسید با توجه به اطلاعات عنوان شده در این صفحه مبنی بر وسیع بودن انواع اسید و حالات و چگونگی برخورد و واکنش آن با متریال ساخت مخزن اسید بسیار مبحث مهم و قابل توجه ای می باشد.

نکته قابل توحه در این ضمینه سمی بودن و خورندگی شدید اسید ها می باشد که در محل کارگاه، کارخانه ، انبار و … با توحه به دخالت انسان در پروسه تولید محصول بسیار حیاتی و پر اهمیت می باشد. از این رو انتخاب نوع مخزن اسید علاوه بر موارد فنی و مالی برای HSE  مجموعه ها نیز بسیار مهم می باشد.

مبحث طراحی مخزن اسید را در دو منظر مقاومت بدنه در برابر فشار های داخلی و خارجی – و مقاومت بدنه مخزن در برابر خوردگی ناشی از برخورد با اسید قابل بحث می باشد.

مبنای اولیه هر نوع سازه در علم تحلیل سازه، مقاومت آن سازه در برابر فشار یا تنش های داخلی و تنش های خارجی می باشد. از این رو نگهداری حجم مشخصی از سیال در یک مخازن بسته به نوع آن سیال بسیار متفاوت خواهد بود. برای مثال دانسیته اسید سولفوریک ( رقیق نشده) برابر ۱.۸۳ تا ۱.۸۶ گرم بر سانتی متر مکعب می باشد. در مقابل استیک اسید دانسیته ای برابر ۱.۰۵ گرم بر سانتی متر مکعب دارا است.

بنابر این مخزنی که برای نگهداری ۱ متر مکعب اسید سولفوریک ۹۸ درصد طراحی و تولید می گردد بسیار مقاوم تر از مخزن نگهداری ۱ متر مکعب استیک اسید خواهد بود.

برای طراحی مخزن اسید فلزی به چند نکته زیر حتما باید توجه نمود:

• نوع اسید
• دمای اسید
• غلظت اسید و محاسبه وزن مخصوص آن
• حجم سیال
• میزان corrosion allowance یا حد مجاز خوردگی

در طراحی و تولید مخازن اسید غلیظ حتما باید این نکته در نظر گرفته شود که مخازن کاملا هوا بند باشد.زیرا اسید غلیظ به شدت جاذب رطوبت است و در صورت قرارگیری در معرض هوای آزاد رطوبت هوا را به خود جذب می نماید که موجب کاهش غلظت اسید و افزایش میزان خورندگی آن می شود.

استاندارد طراحی مخزن اسید

طراحی مخزن اسید از اهمیت بسیار ویژه ای برخوردار است، زیرا هرگونه خلل و نشتی در مخزن خسارات جبران ناپذیر مالی و جانی به بار خواهد آورد.

به همین دلیل انتخاب تولید کننده مخزن اسید فلزی که استاندارد های لازم را رعایت نماید و از مخاطرات آن آگاه باشد بسیار حائز اهمیت است. استاندارد های مخزن نگهداری اسید (Acid reservior) مانند سایر مخازن نگهداری می باشد. با این تفاوت که حد مجاز خوردگی بالاتری برای این مخازن در نظر گرفته می شود.

استانداردهای مورد استفاده در تولید مخزن اسید فلزی به شرح زیر می باشد:

انواع مخزن اسید تولید شرکت سازه مخرن

مخازن تولیدی شرکت مهندسی سازه مخزن جهت نگهداری اسید در نگاه اول به چهار دسته زیر تقسیم می شوند:

1. مخزن اسید فولادی یا مخرن اسید فلزی
2. مخزن اسید استنلس استیل
3. مخازن اسید پلی اتیلن
4. مخزن اسید فایبرگلاس

تولیدات مجموعه سازه مخزن در چهار رده فوق قرار می گیرند. همین طور لازم به ذکر است که هر دسته فوق دارای زیر مجموعه هایی بوده که در ادامه به تفصیل توضیح داده خواهد شد.