أنظمة تفريغ صهاريج المذيبات

في تفريغ المذيبات المتطايرة يمثل التكهف والأبخرة وجهين لظاهرة فيزيائية واحدة: فعندما يقترب الضغط في خط السحب من ضغط بخار المذيب، يبدأ السائل بالتبخر داخل الخط. وينتج عن ذلك تكهف عند مدخل المضخة، وقراءات خاطئة في العداد بسبب الغاز، وتبادل غير متوازن للأبخرة بين الصهريج والخزان المستقبِل. ويُبحث عن الحل في ثلاثة اتجاهات: خط سحب يترك للمضخة هامش ضغط كافيًا، وخط موازنة يصل الفراغ البخاري للصهريج بالفراغ البخاري لخزان التخزين، وفصل الغاز الذي يصل في نهاية التفريغ عن القياس.

يُشرح الترتيب العام لمضخة التفريغ ومزيل الغاز والتحقق من الكمية في صفحة أنظمة تفريغ الصهاريج. وتركز هذه الصفحة على القرارات التي تتغير لأن المذيب متطاير وقابل للاشتعال وحساس للنقاوة في أغلب الأحيان.

لماذا يتبخر المذيب في خط السحب؟

لكي تعمل المضخة دون تكهف، يجب أن يبقى الضغط المطلق عند فوهة السحب أعلى من ضغط بخار السائل عند درجة حرارته بهامش معين، ويُعبَّر عن هذا الهامش بصافي علو السحب الموجب (NPSH). وعندما ينخفض الضغط دون ضغط البخار تتكون فقاعات بخار تنهار على الدافع فتسبب تآكله وتخفض أداء الضخ. وفي المذيبات ذات ضغط البخار المرتفع يُستنفد هذا الهامش بسهولة أكبر مقارنة بمنتجات مثل الماء أو الديزل.

من العوامل النموذجية التي تقلص هامش السحب في تفريغ المذيبات:

·         درجة حرارة المنتج: يسخن المذيب في صهريج متوقف تحت الشمس فيرتفع ضغط بخاره.

·         خرطوم سحب طويل أو ضيق: كل متر من الخرطوم وكل كوع يضيف فقد احتكاك ويخفض الضغط عند مدخل المضخة.

·         مصفاة السحب: يزداد فقد الضغط فيها كلما اتسخت، ولذلك تلزم مراقبة فرق الضغط بانتظام.

·         ارتفاع المضخة عن مخرج الصهريج: ارتفاع السحب الساكن يقلص الهامش المتاح مباشرة.

·         المرحلة الأخيرة من التفريغ: مع فراغ الصهريج ينخفض مستوى السائل ويبدأ الهواء أو البخار بالدخول إلى الخط.

لهذه الأسباب توضع المضخة في نقطة تفريغ المذيبات أقرب ما يمكن إلى الصهريج وفي مستوى منخفض، ويُبقى خط السحب قصيرًا وواسعًا، وتُختار المصافي مع مراعاة هامش السحب. كما أن خفض معدل التدفق قرب نهاية التفريغ وسيلة بسيطة للحد من دخول البخار إلى الخط.

موازنة الأبخرة: وصل فراغين بخاريين

كلما فرغ الصهريج تكوّن في الحجيرة فراغ يجب أن يملأه هواء أو بخار، وفي الوقت نفسه يمتلئ خزان التخزين المستقبِل ويدفع بخاره إلى الخارج. وفي التفريغ بالمضخة يعيد خط إرجاع الأبخرة البخار الخارج من خزان التخزين إلى الصهريج، فلا يتعرض الصهريج للتفريغ الهوائي ولا الخزان لارتفاع الضغط، ولا تنطلق أبخرة المذيب إلى الجو.

قد يؤدي انسداد خط إرجاع الأبخرة إلى ضغط زائد في خزان التخزين وتفريغ هوائي في الصهريج؛ لذلك تشترط إرشادات القطاع التحقق الإيجابي من وجود تدفق في خط الأبخرة أثناء التفريغ بموازنة الأبخرة. وإذا لم يتوفر إرجاع للأبخرة وجب تهوية الصهريج من الأعلى، مع مراعاة خطر انهياره بالتفريغ الهوائي لأنه ليس وعاءً معالجًا للضغط. وفي هذه الحالة يمكن توجيه أبخرة المذيب الخارجة من خزان التخزين إلى جهاز غسل أو وحدة استرجاع أبخرة بحسب المنتج.

إذا كان التفريغ بالضغط

يُستخدم تفريغ الصهريج بضغطه بالغاز مع بعض الكيماويات. غير أن الهواء المضغوط لا يُستخدم مع مذيب قابل للاشتعال، إذ لا يجوز نفخ الهواء في جو قابل للاشتعال، ويلزم بدلًا منه غاز خامل. وفي نهاية التفريغ يمر الغاز عبر الخطوط إلى الخزان المستقبِل وقد يؤثر في العداد، ويجب خفض ضغط الصهريج إلى الضغط الجوي قبل مغادرته. أما في التفريغ بالمضخة فإيقاف المضخة يوقف التدفق فورًا، وهذه ميزة سلامة مهمة في حالات الطوارئ.

الكهرباء الساكنة حاضرة في التفريغ أيضًا

لا يقتصر خطر الكهرباء الساكنة على التعبئة؛ ففي التفريغ تتولد الشحنة في المضخة والمرشّح وتنتقل إلى الخزان المستقبِل. ويُؤرَّض الصهريج والخرطوم ووحدة التفريغ قبل التوصيل، ولا تعمل المضخة قبل التحقق من التأريض. وتُفحص الاستمرارية الكهربائية للخراطيم دوريًا. كما أن إنهاء أنبوب الدخول في الخزان تحت سطح السائل يمنع سقوط المذيب منخفض الموصلية سقوطًا حرًا وتناثره داخل الخزان.

فحص قبول المنتج: قبل أن يدخل منتج خاطئ إلى الخزان

في منشآت المذيبات قد يؤدي استلام منتج خاطئ إلى إفساد نقاوة محتوى الخزان كله. لذلك يبدأ فحص القبول قبل توصيل خرطوم التفريغ:

·         المستندات: تُقارن مذكرة الشحن وشهادة التحليل، وشهادة تنظيف الصهريج عند الحاجة، مع أمر الشراء والخزان المستهدف.

·         نقاط تفريغ موسومة ومقفلة: توسم كل نقطة دخول باسم المنتج، ولا يُجرى التوصيل ما لم يحمل السائق مستندًا يبين رقم الخزان.

·         وصلات خاصة بكل منتج: استخدام أنواع وصلات مختلفة أو خراطيم مخصصة لكل مذيب يقلل خطر الخلط.

·         أخذ العينات: إذا لزمت عينة فيأخذها العاملون المخولون في المنشأة مع توفر التأريض.

يحدد عقد البيع ومواصفات المنتج معايير الجودة التي تُفحص عند القبول. كما ينبغي أن ينص إجراء التشغيل في المنشأة على ما إذا كان المنتج يُنقل إلى خزان حجز أو يبقى في الصهريج إلى حين صدور النتائج.

معايير التصميم

دور TLY Enerji

في نقاط تفريغ المذيبات يمكن لـ TLY Enerji دعم اختيار المضخات والعدادات ومزيلات الغاز والصمامات وتوريدها وفق بيانات العملية، ودمج إشارات السماح مثل التأريض والتحقق من التدفق في خط الأبخرة في نظام التحكم، إضافة إلى التركيب والاختبار والتشغيل. ويُحدَّد في بداية المشروع ما إذا كانت وحدة استرجاع الأبخرة أو معدات خزان التخزين ضمن حدود التوريد.

البيانات اللازمة لنقطة التفريغ

·         المذيبات المراد تفريغها وضغط بخارها وأعلى درجة حرارة متوقعة للمنتج

·         نوع الصهريج وعدد الحجيرات وموضع وصلة التفريغ

·         زمن التفريغ أو معدل التدفق المستهدف

·         الموقع المقترح للمضخة وفروق المنسوب بينها وبين الصهريج وخزان التخزين

·         حالة خزان التخزين من حيث التهوية وإرجاع الأبخرة والتغطية بالنيتروجين

·         أساس الكمية: عداد أو ميزان جسري أو قياس الخزان

·         إجراء القبول وأخذ العينات ومتطلبات مراقبة الجودة

صفحات ذات صلة

·         أنظمة استرجاع أبخرة المذيبات وإرجاعها: الفرق بين خط موازنة الأبخرة ووحدات معالجة الأبخرة.

·         أنظمة التأريض ومنع الفيضان: التحقق من التأريض وسلسلة السماح المطبقة في التفريغ أيضًا.

·         أنظمة تفريغ الصهاريج: مضخة التفريغ ومزيل الغاز ومطابقة كميات الخزان.

·         وحدات قياس المذيبات: اختيار العداد لقياس الكمية المستلمة.

·         أنظمة تفريغ صهاريج الكيماويات: طرق التفريغ في الكيماويات المختلفة وأقفال منع التفريغ في خزان خاطئ.

أسئلة حول تفريغ المذيبات

على ماذا يدل الضجيج والاهتزاز الصادران عن المضخة أثناء تفريغ المذيب؟

يدلان في الغالب على تكوّن بخار في جانب السحب، أي على التكهف. فقد يكون المذيب قد سخن، أو تكون مصفاة السحب متسخة، أو يكون الصهريج قد قارب الفراغ. وأول ما يُفحص ضغط السحب وفرق الضغط عبر المصفاة ودرجة حرارة المنتج. وإذا تكررت المشكلة باستمرار، ينبغي إعادة تقييم موضع المضخة وقطر خط السحب وطوله.

هل يمكن تفريغ المذيب دون خط لإرجاع الأبخرة؟

يمكن ذلك، لكن يجب حينئذ تهوية حجيرة الصهريج من الأعلى ومعالجة البخار الخارج من خزان التخزين بصورة منفصلة. وإذا كانت التهوية غير كافية فقد يتضرر الصهريج بفعل التفريغ الهوائي. كما أن إطلاق أبخرة المذيبات المتطايرة ذات الرائحة مباشرة إلى الجو قد لا يكون مقبولًا وفق تشريعات البيئة، ولذلك تُقيَّم خيارات إرجاع الأبخرة ومعالجتها معًا.

هل يقيس العداد بدقة إذا فُرّغ الصهريج بضغط النيتروجين؟

يقيس العداد السائل في معظم مراحل التفريغ، لكن النيتروجين يدخل الخط في المرحلة الأخيرة. فإذا لم يوجد مزيل غاز أو كانت سعته غير كافية فقد يحتسب العداد هذا الغاز أيضًا. لذلك يجب أن يتضمن تصميم التفريغ بالضغط مزيل غاز، وكشف نهاية التفريغ، وإيقاف العداد عند وصول الغاز.

هل يحتاج المذيب عالي النقاوة إلى خط تفريغ مستقل؟

إذا كانت متطلبات النقاوة مرتفعة، فإن خطًا مزودًا بخرطوم ومضخة وعداد مخصصة يقلل خطر الخلط والتنظيف إلى أدنى حد. وإذا تقرر تقاسم الخط، فينبغي أن يُحدَّد كتابيًا أي المنتجات يمكن استلامها عبر الخط نفسه، وكيف يُفرَّغ الخط عند تغيير المنتج، وكيف تُفحص أول كمية مستلمة.