Pumpenüberlegungen für den Umgang mit TEAL-basierten Polymeren

Viele Menschen haben noch nie von Triethylaluminium (TEAL) gehört, aber es spielt eine Schlüsselrolle bei der Herstellung von Produkten, die Menschen jeden Tag sehen und berühren können. TEAL ist eine Organoaluminiumverbindung (Kohlenstoff und Aluminium), die zur Herstellung von Kunststoffen hoher und niedriger Dichte, Gummi, Pharmazeutika, Halbleitern und Polymeren verwendet wird, die für „Fettalkohol“ in Reinigungsmitteln und Händedesinfektionsmitteln benötigt werden.
Polymere funktionieren, indem sie einzelne Moleküle (oder Monomere) zu größeren Ketten kombinieren, die zur Herstellung von Produkten verwendet werden können. In organischen Polymeren besteht das Rückgrat dieser Ketten aus Kohlenstoff und metallorganischen Verbindungen wie TEAL. Diese Verbindungen liefern den für die Polymerisationsreaktion benötigten Kohlenstoff. Bei der Herstellung einiger der gängigsten Kunststoffe können durch die Kombination von TEAL und Titantetrachlorid Ziegler-Natta-Katalysatoren entstehen. Dies ist der Katalysator, der benötigt wird, um eine chemische Reaktion einzuleiten, die zu einer hochlinearen Olefinpolymerisation zur Herstellung von Polyethylen und Polypropylen führt.
Jede Fabrik, die TEAL lagert oder verarbeitet, sollte auf die Flüchtigkeit der Chemikalie achten. TEAL ist pyrophor, was bedeutet, dass es an der Luft brennt. Tatsächlich ist die starke Reaktion dieser Chemikalie mit kryogenem flüssigem Sauerstoff einer der Gründe für ihre Verwendung als Raketenzünder der ersten Stufe des SpaceX-Programms. Ich möchte nur eines sagen: Beim Umgang mit diesem Stoff ist äußerste Vorsicht geboten. Für Kunststoffhersteller, die diese Chemikalie täglich pumpen, dürfen nur Pumpen verwendet werden, die speziell für diese Anwendung entwickelt wurden. Es muss besonders darauf geachtet werden, dass der Katalysator während der Verarbeitung keiner Luft ausgesetzt wird.
Bei der Auswahl einer Pumpe für TEAL-Anwendungen ist Genauigkeit von größter Bedeutung. Jeder chemische Prozess folgt einer bestimmten Formel. Die Injektion von zu viel oder zu wenig wichtiger Inhaltsstoffe führt nicht zu den gewünschten Ergebnissen. Dosierpumpen, die gezielt die benötigte Chemikalienmenge dosieren können (mit einer Genauigkeit von +/- 0,5 %), sind für Chemiehersteller TEAL-Anwendungen die erste Wahl.
In Bezug auf Durchfluss und Druck wird TEAL normalerweise mit einem Volumen von weniger als 50 Gallonen pro Stunde (gph) und einem Druck von weniger als 500 Pfund pro Quadratzoll (psig) gemessen, was im Bereich der meisten Dosierpumpen liegt. Der wichtigste Teil des Polymerisationsprozesses ist die vollständige Einhaltung der Vorschriften des American Petroleum Institute (API) 675 sowie Genauigkeit und Zuverlässigkeit. TEAL bevorzugt Pumpen, die aus einem Flüssigkeitsende aus Edelstahl 316, einem Kugelventil und Sitz aus 316 LSS und einer Membran aus Polytetrafluorethylen (PTFE) bestehen, um die Lebensdauer dieser gefährlichen Chemikalie zu verlängern.
Sicherheit und Zuverlässigkeit Die hydraulisch angetriebene Membran-Dosierpumpe (HAD) arbeitet jahrzehntelang zuverlässig und verfügt über eine lange mittlere Wartungszeit (MTBR). Dies liegt vor allem am Design der Pumpe. Im Flüssigkeitsende sind Volumen und Druck der Hydraulikflüssigkeit auf einer Seite der Membran gleich dem Druck der Prozessflüssigkeit auf der anderen Seite, sodass die Membran ein gleichmäßiges Gleichgewicht zwischen den beiden Flüssigkeiten aufrechterhält. Der Kolben der Pumpe berührt niemals die Membran, er bewegt das Hydrauliköl in die Membran und bewirkt, dass diese sich ausreichend biegt, um die erforderliche Menge an Prozessflüssigkeit zu bewegen. Diese Konstruktion entlastet die Membran und sorgt für eine längere Lebensdauer.
Obwohl Langlebigkeit wichtig ist, muss der Zuverlässigkeit ohne Leckage Priorität eingeräumt werden. Dosierpumpen für TEAL-Anwendungen sollten mit integrierten Rückschlagventilen ausgestattet sein, um potenzielle Leckpfade zu minimieren. Die externe 4-Schrauben-Zugstange sorgt für eine festere und zuverlässigere Rohrverbindung. Über einen längeren Zeitraum hinweg können äußere Vibrationen der Rohrverbindung zu Undichtigkeiten und größeren Pumpenproblemen führen.
Die PTFE-Membran hat sich beim Pumpen von TEAL bewährt. Diese Pumpen sollten über eine Doppelmembran mit Leckerkennungsfunktion verfügen, beispielsweise über ein Manometer oder eine Kombination aus Manometer und Schalter, um vor möglichen Problemen zu warnen.
Als dritte Schutzschicht verhindert die Stickstoffdecke im Hydraulikgehäuse und im Getriebe, dass die pyrophore Flüssigkeit der Luft ausgesetzt wird.
Wartung Das Rückschlagventil der Dosierpumpe, die an 365 Tagen im Jahr mit 150 Hüben pro Minute läuft, öffnet und schließt mehr als 70 Millionen Mal im Jahr. Das standardmäßige Wartungs- oder KOP-Kit (Keep Pumping) enthält die zum Austausch des Rückschlagventils der Pumpe erforderlichen Teile, darunter auch Membranen, O-Ringe und Dichtungen. Im Rahmen der vorbeugenden Wartung sollte auch der Wechsel des Hydrauliköls der Pumpe dazugehören.
Die Nachfrage nach Kunststoffen für persönliche Schutzausrüstung (PSA) in Verbindung mit niedrigen Ölpreisen zur Senkung der Rohstoffkosten führt zu einer erhöhten Produktion und dem Bedarf an dosierten flüchtigen Katalysatoren (wie TEAL).
Jesse Baker ist der kaufmännische Leiter der Vertriebs-, Produktmanagement-, Technik- und Kundendienstteams von Pulsafeeder. Sie können ihn unter jbaker@idexcorp.com kontaktieren. Weitere Informationen finden Sie unter www.pulsafeeder.com.