مخزن اسید

معمولا برای نگهداری مواد اسیدی از مخازنی استفاده می کنند که مقاوم در برابر خورندگی مستقیم اسید باشد . یکی از مزایای مهم این مخازن ، دسترسی سریع به آنها جهت تخلیه و تزریق مواد اسیدی است.

مخزن اسید باید به گونه ای طراحی شود  که در هر لحظه امکان دسترسی به دهانه و سیستم خروجی داشته باشیم تا در مواقع لازم نمونه برداری به راحتی انجام شود. معمولا به صورت دوره‌ای محتویات داخل مخزن همگن می شود تا از تشکیل بخار مایع که موجب رها سازی گازهای سمی و خورنده موجود شده جلوگیری شود. بنابراین سیستم چرخشی یکی از ملزومات مخازن است.

به هنگام نگهداری مواد اسیدی باید خواص فیزیکی این مواد را از هر جهت لحاظ کنیم تا از به وجود آمدن بخارهای خورنده و سمی ممانعت نماییم .

به طور کلی، ضریب خورندگی مواد اسیدی هنگام نگهداری آنها در محیطی گرم افزایش می‌یابد، پس توصیه می‌شود تا حد امکان این مخازن در محیطی خنک ولی نه زیاد سرد که موجب یخ زدگی مواد اسیدی شود، نگهداری شوند .

معمولا یکی از دلایل افزایش خورندگی مواد اسیدی، نگهداری مخزن در برابر تابش مستقیم نور خورشید است، یک راه حل بسیار ساده جهت ممانعت نمودن از وقوع این واکنش شیمیایی این است که مخزن را با رنگهای ضد تابشی مانند رنگ سفید، رنگ آمیزی نماییم. یک راه حل دیگر برای نگهداری مواد اسیدی داخل مخزن در دمای نسبتا متعادل، استفاده از مواد مبتنی بروینیل، جهت پوشش دادن محیط خارجی مخزن است .

در محیط هایی که احتمال می رود دمای خارجی باعث فریز شدن مواد اسیدی داخل مخزن ‌شود بهتر است از ورقه های مارپیچی یا سایر وسایل گرمایشی جهت متعادل نمودن دمای مخازن ، استفاده شود. استفاده از ورقه های  مارپیچی در داخل مخزن اصلا توصیه نمی‌شود، زیرا این نوع راه حل موجب افزایش میزان خورندگی مواد اسیدی شده و در داخل مخزن رخنه ایجاد می‌کند. علاوه بر این جریان فشار قوی نیز توصیه نمی‌شود، زیرا بارسیدن دمای سطح داخلی مخزن به 100 درجه سانتی گراد، شاهد خورندگی شدید اسیدی خواهیم بود.

 مخزن های فشرده شده زمانی که فشار بخار بیش از فشار اتمسفر است، توصیه می‌شوند.

در مقایسه با گزینه‌های ذخیره‌سازی دیگر، در ذخیره‌سازی HCl کم کاربرد هستند، اما همچنان نسبت به سایر محلول‌های ذخیره‌سازی نامبرده در برابر اسید موریاتیک مقاوم‌تر هستند. مخازن با افزایش غلظت HCl و دستیابی آن به فراتر از 20 درصد شروع به از دست دادن مقاومت شیمیایی خود می کنند، در واقع مخازن پلی پروپیلن نوعی بیس هستند.

برای مقادیر کمتر (5 تا 45 گالن) و محلول های اسید کلریدریک رقیق تر ذخیره می شود.

اجزای مخزن اسید جهت ذخیره سازی باید بر اساس دوام HCl آنها انتخاب شود. مواد ناسازگار می تواند منجر به نتایج بسیار پرهزینه و خطرناک شود. استحکام محلول اسید کلریدریک به اندازه برخی دیگر از مواد شیمیایی صنعتی مانند اسید سولفوریک به میزان قابل توجهی در یکپارچگی مواد مؤثر نیست. بسیاری از مواد ذخیره سازی رایج که در برابر اثرات خورنده HCl مقاوم هستند، با افزایش غلظت مقاومت خود را حفظ می کنند. اتصالات پی وی سی، پیچ‌های Hastelloy-C و واشرهای مخصوص بهترین مواد توصیه شده برای ذخیره‌سازی HCl به صورت فله ای هستند.

بخارات تولید شده توسط اسید هیدروکلریک برای سلامتی و تجهیزات محیط کار خورنده و خطرناک هستند. بخارات HCl کاملاً قادر به ایجاد اثرات بهداشتی و خوردگی مواد فعال هستند. تمام لوله های سرویس و خطوط کاربردی باید از مواد مقاوم در برابر HCl ساخته شده باشند، در غیر این صورت گازهای خورنده تولید شده از محلول HCl ذخیره شده می توانند اتصالات سیستم و یکپارچگی ساختاری را به خطر بیندازند و به طور بالقوه منجر به خرابی انبار، آسیب به تجهیزات یا صدمات خطرناک شود.

در حقیقت ویژگی اسید هیدروکلریک برای تولید گاز خورنده HCl یک نگرانی اصلی است. محلول های HCl قوی دارای فشار بخار بالایی هستند. هنگامی که اسید هیدروکلریک ذخیره می شود، می تواند گرما را از محیط خود یا از نور خورشید جذب کند. افزایش دما باعث خروج مقادیر بیشتری از گاز HCl از محلول می شود. بخار آزاد شده در اتمسفر با بخار آب واکنش داده و یک غبار اسیدی HCl تولید می کند. این وضعیت زمانی تشدید می شود که یک محلول تا نزدیک به جوش گرم شود. تولید گاز HCl در صورت نگهداری نادرست یا در یک ظرف در بسته می تواند باعث ایجاد بخار فوق خطرناک شود. به همین دلیل، هنگام ذخیره مقادیر بالا، دریچه های بخار و/یا اسکرابرهای بخار توصیه ضروری برای ذخیره سازی، جابجایی و انتقال ایمن هستند.

طبق دستورالعمل آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده، اسکرابرهای بخار یک روش تایید شده برای کاهش بخار HCl هستند و اغلب با مخازن فله اسید هیدروکلریک تولید و ارائه میشوند. دریچه های مخزن در اندازه ها و مواد متفاوت هستند، اما جزء ذخیره سازی موفق و ایمن هستند. ترموپلاستیک ها و مواد FRP مصالح قابل قبولی برای ساخت سیستم های بخار HCl هستند. رسانه های رایج مورد استفاده در سیستم های بخار HCl آب یا محلول هیدروکسید سدیم هستند. مشخصات مهندسی دریچه اندازه، مواد و مکان باید بر اساس هر کاربرد تعیین شود.

هنگام حمل و نقل یا انتقال مقادیر زیادی اسید هیدروکلریک به مخزن ذخیره، یک اسکرابر بخار یا سایر وسایل دفع دود/فشار برای کاهش فشار افزایش یافته ناشی از جابجایی اسید و تولید بخار مورد نیاز است. بدون کاهش مناسب، افزایش فشار می تواند منجر به خرابی مخزن شود که می تواند منجر به جاری شدن اسید هیدروکلریک خطرناک شود. حادثه Surpass گزارش شده توسط EPA  ایالات متحده نمونه ای از این است که چرا بخارات و فشارهای تولید شده توسط HCl باید در ذخیره سازی موفق در نظر گرفته شوند.

در مخزن اسید فله باید از خروجی های هوابند استفاده شود. بخارات تولید شده توسط HCl  در دمای محیط ایجاد می شود و با افزایش دما و غلظت  HCl، سرعت گازهای تولیدی افزایش می یابد، بنابراین، یک سیستم تهویه مناسب باید سالم باقی بماند و به درستی کار کند یا یک برنامه تهویه به طور منظم و دستی انجام شود. به دلیل خطرات سمی و خورنده اسید موریاتیک و بخارات آن، ورود به مخزن به هر دلیلی - حتی مخازن پس از استفاده و کاملاً خالی - توصیه نمی شود. مخازن باید در صورت نیاز کاملاً تخلیه شوند تا نیاز به ورود و/یا تمیز کردن مخزن به حداقل برسد یا کلا به کار برده نشود.

مخازن ذخیره سازی اسید هیدروکلریک از جنس  XLPE، HDPE، FRP  و فولاد کربنی با پوشش لاستیکی تا SG 1.9 تولید می شوند اما در حالت کلی به یک مهار کننده نیاز دارند. همچنین نیاز است که اسکرابرها و دریچه های بخار رموپلاستیک استفاده شوند زیرا بخارات آلاینده هوا محسوب می‌شوند و باید جمع آوری گردند. ظرفیت مخزن اسید ها معمولا از 35 تا 20000 گالن است. و اگر بخواهیم یک قیمت جهانی بر اساس دلار خدمت شما ارائه کنیم در رنج قیمت بین 300 تا 150000 دلار خواهند بود. :HCLهمچنین به عنوان: اسید موریاتیک، کلرید هیدروژن آبی و با فرمول شیمیایی آن شناخته می شود.عمدتاً در صنایع غذایی، از اسیدی کردن چاه نفت برای فولاد و تولید مواد شیمیایی استفاده می شود.دستورالعمل‌های فدرال، الزامات نگهداری و نگهداری ایمن با استفاده از مخزن اسید را مشخص می‌کنند.اگر بخواهیم مخزن اسید را به دیده کلی ببینیم باید توجه داشته باشیم که ذخیره سازی موفق شامل در نظر گرفتن و کاهش بخارات تولید شده توسط HCl است.

همچنین همیشه قبل از استفاده از هر مخزن اسید، تأیید مستقیم سازنده را دریافت کرده تا خود را از استاندارد بودن مخزن اسید آسوده خاطر کنید.مخزن ذخیره هیدروکلریک اسید یا به عبارت دیگر مخزن اسید هیدروکلریک را در ادامه مورد بررسی قرار خواهیم داد.اسید هیدروکلریک که معمولاً به عنوان اسید موریاتیک نیز شناخته می شود، یک اسید معدنی قوی است که به دلیل خواص خورندگی و اثربخشی در کاربردهای مختلف شناخته شده است. نام‌های تاریخی منسوخ برای HCl شامل اسید کلروهیدریک، کلرید هیدرونیوم و ارواح نمک است. فرمول شیمیایی اسید هیدروکلریک، HCl، نشان دهنده پیوند یونی بین عناصر هیدروژن و کلر برای تشکیل ترکیب کلرید هیدروژن است. HCl یک محلول آبی است که از گاز هیدروژن کلرید حل شده در آب ساخته شده است. یکی از پایدارترین اسیدهای صنعتی،HCl  است که هنوز خطرات خوردگی و مشکلات ذخیره سازی قابل توجهی دارد.

انحلال هیدروکلریک اسید وقتی در آب حل می شود، گاز سمی کلرید هیدروژن به طور کامل به یون های تشکیل دهنده خود تجزیه می شود و اسید کلریدریک را تشکیل می دهد. هیدروکلراید آبی دارای سیالیت (حال مایع)، رنگ و ظاهری شبیه به آب دارد مگر اینکه ناخالصی هایی مانند کلرید آهن وجود داشته باشد که باعث شود محلول کمی زرد رنگ به نظر رسد. اسید هیدروکلریک دارای بوی تند و سریع تحریک کننده است که با افزایش غلظت محلول، قدرت و خطر آن افزایش می یابد.

غلظت‌های که بیشتر مورد استفاده قرار می‌گرفتند در محدوده 31.5% تا 38% تولید می‌شدند. همچنین محلول های با قدرت کمتر از طریق رقیق سازی به دست می‌آیند. گریدهای غلیظ 35-38 درصد وزنی HCl را شامل میشوند و به دلیل آزاد شدن گاز HCl از محلول، از آن ها اسید هیدروکلریک دوددار یاد می‌شود. غلظت‌های بالاتر نیز از نظر شیمیایی امکان‌پذیر است، اما خواص HCl  به دلیل نیازهای فیزیکی لازم، بخارات تولید شده و احتمال از دست دادن تبخیر و نگهداری طولانی‌مدت این غلظت‌ها را دشوار می‌کند. PH محلول HCl حتی برای مخلوط های رقیق پایین صفر خواهد بود که این خود موضوع مهم و حائز اهمیتی در طراحی و تولید مخزن اسید می‌باشد.

از نظر مولکولی، اسید کلریدریک محلول اسید معدنی از گاز بی آب محلول در آب است. پس از انحلال، HCl  با مولکول های آب واکنش می دهد تا مخلوطی از یون های هیدرونیوم، H3O+  و یون های کلرید، Cl-  تولید کند. معادله زیر واکنش را نشان می دهد:

H2O(l) + HCl(g) ⇄H3O+ (aq) + Cl-(aq)

واکنش فوق تعادل برقرار می کند اما خواص شیمیایی و واکنش پذیری به طور قابل توجهی به تولید یون های هیدرونیوم و کلرید کمک می کند. تعادل بیشتر به سمت تولید گاز HCl با افزایش غلظت اسید هیدروکلریک (و همچنین گرما) تغییر می‌کند، که در نهایت منجر به دود شدن غلظت اسید هیدروکلریک به دلیل بخارات گاز (در حال تکامل) می‌شود که مخزن اسید به خودی خود باید امکان جمع آوری این گازهارا داشته باشد. دودهای حاصل از محلول های HCl گاز HCl هستند و مضر و بالقوه خورنده در نظر گرفته می شوند.

به عبارتی میتوان گفت مخزن اسید کلریدیک چگونه است؟ و یا چندین سوال مشابه که در همه آن ها هدف از سوال آشنایی با مخزن اسید کلریدیک است. ذخیره سازی موفقیت آمیز اسید کلریدریک شامل مواد و اجزای مقاوم در برابر اثرات خورنده اسید قوی و همچنین روش هایی برای کاهش هر گونه بخار بالقوه HCl است. ظرف، واشر، پیچ و مهره، اتصالات، و تجهیزات دیگر در صورت لزوم باید مقاوم باشند تا یکپارچگی مهندسی خود را در هنگام نگهداری مقادیر عمده HCl حفظ کنند. مخزن ذخیره سازی اسید و اجزای همراه آن باید از موادی باشند که مطالعات دوام آنها را ثابت کرده باشد.

ماهیت بخار HCl، به ویژه غلظت های افزایش یافته، یکی دیگر از عوامل مهم در ذخیره سازی فله HCl  در مخزن اسید است، زیرا بخارات گازی می توانند برای محیط مخزن فوری خورنده باشند. اسید هیدروکلریک یک مایع فرار در نظر گرفته می شود و در دمای محیط بخارات خورنده تولید می کند. مخازن ذخیره هیدروکلراید در صورت لزوم باید دارای اسکرابرهای هواکش باشند. اطمینان حاصل شود که هر گونه انتشار گازهای گلخانه ای مطابق با استانداردهای دولتی است زیرا گاز HCl یک آلاینده هوا شناخته شده است.