مخزن اسید نیتریک

برای ذخیره سازی اسید نیتریک، انتخاب مخزن با جنس و طراحی مناسب از اهمیت بالایی برخوردار است. رعایت استانداردهای ایمنی و تعمیر و نگهداری دوره ای می تواند از بروز حوادث جلوگیری کرده و عمر مخزن اسی نیتریک را افزایش دهد.

اسید نیتریک (HNO₃) یک اسید معدنی بسیار قوی و خورنده است که به دلیل خواص شیمیایی منحصر به فرد خود در بسیاری از صنایع استفاده می شود. این اسید بی رنگ است، اما در صورت ذخیره طولانی ممکن است به دلیل تجزیه به نیتروژن دی اکسید، زردرنگ شود. کاربردهای اصلی اسید نیتریک عبارتند از:

• تولید کودهای شیمیایی: مانند نیترات آمونیوم.
• صنایع انفجاری: برای تولید نیتروگلیسیرین و TNT.
• صنایع فلزی و آبکاری: برای پاکسازی و آماده سازی سطوح فلزی.
• تولید مواد شیمیایی: مانند رنگ ها و پلاستیک ها.

مخزن اسید نیتریک چیست؟

مخزن اسید نیتریک یک ظرف یا سازه تخصصی است که برای ذخیره سازی، حمل و نقل و مدیریت ایمن اسید نیتریک بعنوان یک ماده شیمیایی خورنده و واکنش پذیر طراحی شده است. به دلیل خاصیت قوی اکسید کنندگی و خورندگی اسید نیتریک، این مخازن باید از مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته شوند. طراحی مخزن اسید نیتریک معمولاً بگونه ای است که امکان جلوگیری از نشت، کنترل دما و فشار داخلی و کاهش تماس با هوا را فراهم کند تا از تجزیه اسید و انتشار بخارات خطرناک جلوگیری شود.

علاوه بر این، مخازن اسید نیتریک معمولاً مجهز به سیستم‌های ایمنی مانند دریچه‌های تخلیه فشار، نشانگرهای سطح و لوله‌های تهویه هستند. انتخاب مواد ساخت و طراحی این مخازن باید مطابق با استانداردهای صنعتی و الزامات ایمنی باشد تا خطرات ناشی از حمل و نگهداری این ماده شیمیایی کاهش یابد.

چالش های ذخیره و نگهداری اسید نیتریک عبارتند از:

• خورندگی شدید: اسید نیتریک می تواند به سرعت مواد فلزی و حتی برخی پلاستیک ها را تخریب کند.
• تولید گازهای خورنده: مانند نیتروژن دی اکسید که می تواند به تجهیزات و محیط آسیب برساند.
• واکنش پذیری بالا: این اسید با بسیاری از مواد آلی و فلزی واکنش نشان می دهد و ممکن است منجر به حوادث خطرناک شود.

نکات ایمنی و الزامات نصب مخزن اسید نیتریک

نصب مخزن ذخیره اسید نیتریک، چه با غلظت پایین و چه بالا، نیازمند رعایت دقیق اصول ایمنی و الزامات فنی است. این اسید اکسیدکننده قوی، خورنده و سمی است و کوچک ترین خطا در جانمایی، اتصالات یا نگهداری می تواند منجر به خسارات جدی شود. در ادامه مهم ترین نکاتی که باید پیش از نصب و بهره برداری از مخزن اسید مورد استفاده جهت ذخیره نیتریک رعایت شود، بررسی می شود:

1. مکان نصب: سایه بان و تهویه مناسب
   • مخزن باید زیر سایه بان و دور از تابش مستقیم خورشید نصب شود تا از افزایش دما و تسریع واکنش های شیمیایی جلوگیری شود.
   • محل نصب باید دارای تهویه طبیعی یا مکانیکی مؤثر باشد تا بخارات احتمالی اسید در محیط تجمع پیدا نکند.
2. زیرساز مقاوم و غیرقابل نفوذ
   • پایه و فونداسیون مخزن اسید نیتریک باید کاملاً تراز، محکم و از مصالح مقاوم در برابر خوردگی باشد.
   • در صورت احتمال نشت، کف باید با پوشش اپوکسی یا پلی یورتان ضد اسید محافظت شود.
3. جانمایی با فاصله ایمن
   • بین مخزن اسید نیتریک و سایر تجهیزات یا مخازن مواد ناسازگار (مانند قلیاها یا سوخت) باید فاصله ایمن رعایت شود.
   • نصب دیوار یا سینی حوضچه ای در اطراف مخزن جهت کنترل نشت احتمالی توصیه می شود.
4. اتصالات، لوله کشی و شیرآلات مقاوم
   • تمام اتصالات، فلنج ها و لوله ها باید از مواد مقاوم به اسید نیتریک ساخته شده باشند؛ معمولاً از PP، PVDF یا استیل 316L استفاده می شود.
   • از نصب شیرآلات فلزی معمولی یا آب بندی با نوار تفلون خودداری شود، مگر آنکه تأییدیه مقاومت شیمیایی داشته باشند.
5. تهیه نقشه تخلیه اضطراری و ایمنی کارکنان
   • باید مسیر مشخصی برای تخلیه اضطراری مخزن در شرایط نشتی یا آتش سوزی در نظر گرفته شود.
   • تجهیزات حفاظت فردی شامل دستکش، عینک، ماسک و دوش اضطراری باید در نزدیکی مخزن اسید نیتریک در دسترس باشد.
6. سیستم اعلام نشتی و پایش مداوم
   • استفاده از سنسور نشتی یا پایش سطح مایع در مخازن حجیم توصیه می شود.
   • سطح سنج ها و شیرهای کنترلی باید به صورت دوره ای بازرسی و کالیبره شوند.

کاربرد‌های مخزن اسید نیتریک

این کاربردها بسته به نیاز و شرایط عملیاتی از مخازن با طراحی، مواد و ظرفیت‌های مختلف استفاده می کنند. در ادامه به کاربرد‌های کلی این مخزن اسید نیتریک می پردازیم:

• نگهداری اسید نیتریک در کارخانه‌ها و صنایع شیمیایی.
• ذخیره موقت برای فرآیندهای تولید.
• انتقال اسید نیتریک بین واحدهای صنعتی.
• استفاده در تانکرهای حمل مخصوص با مواد مقاوم در برابر خوردگی.
• جابجایی اسید نیتریک در مقادیر زیاد از طریق واگن‌های مجهز به مخازن مقاوم.
• صادرات یا واردات اسید نیتریک با کشتی‌های مجهز به مخازن ایمن.
• استفاده از مخزن اسید نیتریک کوچک تر برای توزیع به مصرف کنندگان نهایی یا فروش در مقادیر کمتر.
• استفاده به عنوان مخازن پشتیبان برای مواقع تعمیر یا خرابی تجهیزات اصلی.
• ذخیره و حمل اسید نیتریک در مقیاس کوچک برای آزمایشگاه‌ها.
• ذخیره سازی اسید نیتریک به عنوان ماده اولیه در تولید کودهایی مانند نیترات آمونیوم.
• ذخیره و انتقال اسید نیتریک برای تولید نیترات‌ها و مواد منفجره.
• نگهداری اسید نیتریک برای بازیافت فلزات و مواد شیمیایی دیگر.
• ذخیره اسید نیتریک برای کاربرد در فرآیندهای صنعتی مانند تمیزکاری و اچینگ.
• ذخیره سازی اسید نیتریک برای استفاده در پیل‌های سوختی یا فرآیندهای خاص انرژی بر.
• حمل و نقل و ذخیره اسید نیتریک برای تولید سوخت‌های موشکی یا مواد نظامی خاص.
• ذخیره سازی اسید نیتریک برای تمیزکاری و آماده سازی سطوح نیمه‌هادی.
• استفاده در فرآیندهای شیمیایی برای تولید داروها و ضدعفونی کننده‌ها.

استانداردهای مخزن اسید نیتریک

برای طراحی و ساخت مخازن اسید نیتریک باید استانداردهای معتبر بین المللی رعایت شود:

• ASTM D1998: استانداردی برای طراحی و ساخت مخازن پلی اتیلن، شامل تست های مکانیکی و شیمیایی برای اطمینان از مقاومت در برابر اسیدهای قوی.
• ASME Section VIII: مربوط به مخازن تحت فشار که به طراحی و ساخت مخازن فلزی با مقاومت بالا می پردازد.
• ISO 12944: استاندارد بین المللی برای انتخاب و استفاده از پوشش های ضدخورندگی.
• UN Recommendations on the Transport of Dangerous Goods: استانداردهایی برای حمل و نقل ایمن مواد شیمیایی خطرناک از جمله اسید نیتریک.
• BS EN 12573: استاندارد اروپایی برای طراحی و ساخت مخازن پلاستیکی ثابت برای مواد شیمیایی.

رعایت این استانداردها تضمین می کند که مخازن بتوانند در برابر شرایط سخت مقاومت کنند و ایمنی در ذخیره سازی و حمل و نقل به خوبی حفظ شود.

راهنمای انتخاب مخزن اسید نیتریک

انتخاب جنس مناسب برای مخزن اسید نیتریک، یکی از مهم ترین تصمیم هایی است که بر ایمنی، دوام و هزینه های نگهداری تأثیر مستقیم می گذارد. در شرایطی که اسید نیتریک با غلظت حداکثر 55% ذخیره می شود و محل نصب مخزن در فضای باز ولی زیر سایه بان و به دور از تابش مستقیم نور خورشید قرار دارد، می توان از گزینه های متنوعی بهره برد؛ اما همه ی این گزینه ها از نظر فنی قابل اتکا نیستند.

در این بازه غلظتی و شرایط دمایی، پلی پروپیلن هموپلیمر (PP-H) یکی از بهترین انتخاب ها برای ساخت مخزن اسید نیتریک به شمار می رود. این ماده نه تنها مقاومت خوبی در برابر خوردگی ناشی از اسید نیتریک دارد، بلکه در دمای محیط و در صورت محافظت در برابر اشعه فرابنفش، طول عمر قابل قبولی ارائه می دهد. البته باید توجه داشت که استفاده از PP تنها زمانی ایمن است که غلظت اسید درون مخزن پلی پروپیلن از 55% فراتر نرود و مخزن به صورت کامل از نور مستقیم محافظت شود.

در رتبه بعدی، پلی اتیلن با دانسیته بالا (HDPE) قرار دارد. اگر چه این ماده نسبت به پلی پروپیلن، مقاومت شیمیایی پایین تری دارد، اما در کاربردهای کم حجم، زمانی که اسید نیتریک در دمای پایین نگهداری می شود و زمان ماند آن محدود است، می توان از HDPE نیز استفاده کرد. در این صورت، توصیه می شود از مخازن سه لایه ضد UV یا نمونه های تقویت شده مخصوص نگهداری مواد شیمیایی استفاده شود.

در برخی صنایع خاص مانند دارویی یا غذایی، ممکن است به دلایل بهداشتی، انتخاب مخزن اسید نیتریک از جنس پلی وینیلیدین فلوراید (PVDF) ترجیح داده شود. این پلیمر مهندسی دارای مقاومت شیمیایی و دمایی بالایی است و اگرچه هزینه بیشتری دارد، اما برای کاربردهایی که به دوام بالا و خلوص شیمیایی نیاز دارند، گزینه ای ایده آل محسوب می شود.

در شرایط تعریف شده در این مطلب، استفاده از مخازن فلزی (مثل فولاد ضدزنگ 316L) ضرورتی ندارد و معمولاً باعث افزایش بی دلیل هزینه ها می شود؛ مگر در پروژه هایی که مخزن بخشی از یک سیستم فرایندی با اتصال دائمی به خطوط فلزی است یا انتظار می رود مخزن بیش از 10 سال بدون تعویض کار کند.

در هر صورت، در انتخاب مخزن اسید نیتریک نباید تنها به قیمت یا ظاهر اکتفا کرد. حتماً به مواردی مانند غلظت واقعی اسید، دمای محل نصب، شرایط تهویه، نوع اتصالات و نیاز به تجهیزات ایمنی جانبی مثل شیر تنفس یا فیلتر گازهای NOx توجه شود. همچنین، استفاده از مخازن نو و دارای تأییدیه تولید برای اسید نیتریک الزامی است؛ چراکه مخازن دست دوم یا نامناسب می توانند خطرات جدی ایمنی ایجاد کنند.

قیمت مخزن اسید نیتریک

عواملی همچون جنس مواد اولیه، ظرفیت، طراحی و شرایط ویژه مشتری بر قیمت مخزن اسید نیتریک تاثیر دارد؛ در زیر مهم‌ترین عوامل مؤثر بر قیمت این مخزن‌ها را توضیح می دهیم.

مواد اولیه یکی از عوامل اصلی تأثیرگذار بر قیمت مخزن اسید نیتریک است. فولاد ضد زنگ، به‌ویژه آلیاژهایی مانند SS 304 یا SS 316 مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی دارند و برای غلظت‌های بالا استفاده می‌شوند، اما هزینه بیشتری دارند. همچنین، مخازنی که دارای پوشش‌های ضدخوردگی مانند تفلون یا اپوکسی هستند، هزینه بیشتری به همراه دارند.

ظرفیت مخزن نیز تأثیر مستقیمی بر قیمت دارد. مخازن با ظرفیت‌های بزرگ‌تر، به دلیل استفاده از مواد اولیه بیشتر و نیاز به طراحی قوی‌تر، گران‌تر هستند. در مقابل، مخازن کوچک‌تر که برای کاربردهای محدود و آزمایشگاهی استفاده می‌شوند، هزینه کمتری دارند.

طراحی مخزن نقش کلیدی در تعیین قیمت دارد. مخازن می‌توانند به شکل عمودی یا افقی طراحی شوند که هرکدام مزایا و هزینه‌های متفاوتی دارند. ضخامت دیواره مخزن برای تحمل فشار داخلی و خارجی و همچنین تجهیزاتی نظیر شیرهای ضدخوردگی، سنسورهای سطح و دریچه‌های تهویه، هزینه را افزایش می‌دهند. اگر مخزن به‌صورت دو جداره ساخته شود، برای جلوگیری از نشتی و افزایش ایمنی، قیمت آن نیز بیشتر خواهد بود.

غلظت اسید نیتریک ذخیره شده در مخزن از عوامل دیگر تأثیرگذار بر قیمت است. اسید نیتریک با غلظت‌های بالا (بالاتر از 68%) بسیار خورنده است و به مخازنی با مقاومت شیمیایی و حرارتی بیشتر نیاز دارد. این موضوع باعث می‌شود مخازن مناسب برای این غلظت‌ها گران‌تر باشند.

مخازنی که بر اساس استانداردهای بین‌المللی مانند ASME ،ASTM یا ISO ساخته شده باشند، معمولاً قیمت بیشتری دارند. گواهینامه‌های مربوط به ایمنی و کیفیت، مانند تأییدیه FDA برای کاربردهای دارویی، می‌توانند قیمت را افزایش دهند. رعایت این استانداردها تضمین کننده کیفیت و ایمنی مخزن است.

برند تولیدکننده نیز تأثیر زیادی بر قیمت دارد. تولیدکنندگان معتبر معمولاً از فناوری‌های پیشرفته و مواد اولیه باکیفیت استفاده می‌کنند که قیمت محصولاتشان را بالاتر می‌برد. در عین حال، تولیدکنندگان محلی ممکن است قیمت‌های رقابتی‌تری ارائه دهند، اما کیفیت و خدمات پس از فروش ممکن است متفاوت باشد.

موقعیت جغرافیایی تولید کننده تأثیر مهمی بر قیمت مخزن دارد. حمل و نقل مخازن بزرگ به دلیل وزن و حجم بالای آن‌ها هزینه‌بر است و فاصله بین محل تولید و محل نصب می‌تواند هزینه نهایی را افزایش دهد.

شرایط بازار و نوسانات قیمت مواد اولیه نیز بر قیمت مخازن اثر می‌گذارد. برای مثال، تغییرات در قیمت فولاد، پلی اتیلن یا رزین ممکن است باعث افزایش یا کاهش هزینه شود. علاوه بر این، نرخ ارز و هزینه واردات مواد اولیه و تجهیزات جانبی نیز از عوامل تأثیرگذار هستند.

هزینه نصب و راه‌اندازی مخزن و خدمات پس از فروش مانند نگهداری و تعمیرات، بخش دیگری از هزینه نهایی است. ارائه این خدمات توسط تولید کننده یا تأمین کننده می‌تواند قیمت کلی مخزن را افزایش دهد، اما این خدمات به بهره‌برداری بهتر و طول عمر بیشتر مخزن کمک می‌کنند.

با توجه به ارتباط نزدیک مخزن اسید نیتریک با مخازن اسید سولفوریک و فسفریک، در انتها پیشنهاد می شود سری هم به مخزن اسید سولفوریک بزنید.