エチレンオキサイドの挑戦」シリーズの第2回目です。第1回を読む

エチレンオキシド（EO）を製造または取り扱う企業は、その可燃性、反応性、爆発性蒸気分解性、毒性など、この重要な化学構成要素に関連するいくつかの課題があることを認識しています。そのため、EOに適合する部品や材料を含む装置を使用することが不可欠です。

そのような重要な機器の1つがポンプです。EOのような腐食性の強い化学物質が使用される場合、ベアリングやシールなどのポンプ部品に適切な材料を指定することは非常に重要です。EOに適合しない材料を選択すると、信頼性が低下し、危険な運転につながる可能性があります。 これは、生産性の低下や人命の損失につながる可能性があります。

 

ベアリングのうねりの問題を解消し、ポンプの効率を向上させる。

EOは爆発性があり、安全性に重大な影響を及ぼすため、いくつかの化学メーカーはカスタム設計のシールレス、キャンドモータポンプを使用しています。EOのような化学的にアグレッシブな媒体は、従来のベアリングやシール材を侵す可能性があります。

それは、EOを生産しているドイツの大手化学処理工場でのことでした。この特殊化学品会社は、最も過酷な用途と最も危険な送液媒体において、安全で耐久性のあるポンプで知られるHERMETIC-Pumpen GmbH製のキャンドモータポンプを使用しています。これらのポンプには、EO媒体で膨張する炭素繊維入りPEEK製ウェアリングが使用されていました。ウェアリングの過度の膨張により、ポンプの信頼性が低下し、平均故障間隔（MTBF）が1ヶ月、時には1週間に短縮されました。

グリーン・ツィード社は、EOサービスの過酷な加工条件に対応できる新しい摩耗リング材を探していました。WR®600は、炭素繊維で強化されたPFAベースの複合材料で、最高連続使用温度は260°C（500°F）です。その卓越した耐薬品性は、最強の酸、塩基、ハロゲン、溶剤を含む事実上すべての環境に耐えることができるその成分に由来します。 WR®600は、ノンゴール/ノンシーシング複合材料であるため、クリアランスの狭い摩耗リングを設計することができ、効率の向上と長寿命化につながります。 ポンプの摩耗リングをWR600に変更した結果、化学プラントではMTBFが数週間から2年以上に延びました。この結果に勇気づけられた化学プラントは、EOサービス中のすべての現場用ハーメチックポンプにWR® 600を指定しました。

 

シール寿命の延長

メカニカルシールを使用する化学工場では、EOは最も腐食性の高い化学物質の1つです。EOはほとんどのシール材を膨潤させ、短時間でシールを破損させる可能性があります。FFKMとして知られるパーフロロエラストマーは、EOの用途に最適化されており、機器の故障の可能性を低減することができます。

東ドイツにある大手化学会社では、EO暴露による複数のFFKMの故障が繰り返された 。その結果、スクリュースピンドルポンプのメンテナンスが数週間ごとに計画外 に行われることになりました。同社はグリーンツイード社に、ポンプのMTBFを数週間から数年に向上させるとともに、すべてのポンプ設備の安全性を向上させる支援を依頼しました。

用途と運転パラメーターを慎重に評価した結果、幅広い耐薬品性を持つFFKMであるChemraz® 505を提案しました。Chemraz® 505をEOサービスプラントのR&Dパイロットプラントで試用した結果、この化学会社はプラント全体のスクリュースピンドルポンプにChemraz® 505を指定しました。

EOを使用する化学会社にとって、用途に応じた適切な材料を選択することが重要であることは間違いありません。キャンドポンプにWR®600ベアリング、回転ポンプにChemraz®505シールを選択することで、EOサービスを利用する化学プラントは以下のことが可能になります。

ライフサイクルコストの大幅な削減

MTBFの大幅な改善

機器の効率化

 

参考文献

^{1https://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_Industries_of_Ethylene_Oxide_explosion}

^{2https://www.osha.gov/pls/imis/accidentsearch.accident_detail?id=201146065}