ES2197710T3

ES2197710T3 - Procedimiento para el recubrimiento de aparatos y piezas de aparatos para la construccion de plantas quimicas.

Info

Publication number: ES2197710T3
Application number: ES99967007T
Authority: ES
Inventors: Stephan Huffer; Thilo Krebs; Wolfgang Loth; Bernd Rumpf; Jurgen Sturm; Bernd Diebold; Jurgen Korkhaus; Joachim Nilges; Axel Franke
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2004-01-01
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: ES2204184T3; KR20010100009A; JP2002534605A; CA2358099A1; EP1144723A2; US6513581B1; ATE237006T1; CA2358097A1; EP1144723A3; DE19860526A1; WO2000040773A3; WO2000040774A3; KR20010103724A; EP1144723B1; WO2000040773A2; DE59903362D1; EP1144724A2; CN1338008A; ATE227360T1; US6617047B1

Abstract

Procedimiento para el recubrimiento de aparatos y piezas de aparatos para la construcción de plantas químicas, caracterizado porque se precipita sin corriente una capa metálica y después una capa de dispersión de metal-polímero sobre el (los) aparato(s) o la(s) pieza(s) de aparatos a recubrir de tal manera, que se precipita sin corriente sobre los aparatos o las piezas de aparatos primero una capa de metal-fósforo con un espesor de 1 a 1 a 15 micra m y se ponen en contacto a continuación con una solución electrolítica de metal, que contiene además del electrólito metálico un agente reductor así como el polímero o la mezcla polímera a precipitar en forma dispersada, estando halogenado al menos un polímero que consiste en partículas esféricas con un diámetro medio de 0, 1 hasta 1, 0 micra m.

Description

Procedimiento para el recubrimiento de aparatos y piezas de aparatos para la construcción de plantas químicas.

La invención se refiere a un procedimiento para el recubrimiento superficial de aparatos y piezas de aparatos para la construcción de plantas químicas - entre ellos tienen que entenderse, por ejemplo, paredes de aparatos, de recipientes y de reactores, dispositivos de descarga, griferías, bombas, filtros, compresores, centrífugas, columnas, secadoras, máquinas trituradoras, piezas agregadas, cuerpos de relleno y dispositivos de mezcla - caracterizado porque se precipita sin corriente una capa metálica o una capa de dispersión metálica-polímera sobre el o sobre los aparatos o piezas de aparatos a recubrir de tal manera, que se precipita sobre los aparatos o las piezas de aparatos primero una capa de metal-fósforo con un espesor de 1 a 15 \mum y se contacta a continuación la misma con una solución de electrólito metálico, que contiene, además del electrólito metálico, un agente reductor así como opcionalmente el polímero o la mezcla polímera a precipitar en forma dispersada, estando halogenado al menos un polímero y consistiendo en partículas esféricas con un diámetro medio de 0,1 hasta 1,0 \mum. A continuación se tempera de forma óptima. Otros objetos de la invención son superficies de aparatos y de piezas de aparatos para la construcción de plantas químicas, que han sido recubiertas mediante el procedimiento según la invención, y el empleo del recubrimiento, conteniendo un componente metálico, al menos un polímero halogenado y opcionalmente otros polímeros, para la reducción de la tendencia de las superficies recubiertas de depositar en ellas productos sólidos de líquidos con formación de depósitos. La invención se refiere finalmente a aparatos y a piezas de aparatos para la construcción de plantas químicas, que están recubiertos según el procedimiento conforme con la invención.

Los depósitos en aparatos y piezas de aparatos para la construcción de plantas químicas significan un problema serio en la industria química. En este caso están afectados paredes de aparatos, de recipientes y de reactores, dispositivos de descarga, griferías, bombas, filtros, compresores, centrífugas, columnas, secadoras, máquinas trituradoras, piezas agregadas, cuerpos de relleno y dispositivos de mezcla. Estos depósitos se denominan también como ``Fouling''.

En este caso pueden actuar los depósitos de mucha manera dañinos o suficientemente perturbantes para los procedimientos y conducir a la necesidad de desconectar y limpiar repetidamente los reactores o máquinas de elaboración correspondientes.

Los dispositivos de medición incrustados con depósitos pueden conducir a resultados defectuosos o erróneos, por los cuales pueden aparecer errores en el manejo.

Otro problema que se plantea por la formación de depósitos se basa en el hecho, que particularmente en depósitos en reactores de polimerización los parámetros moleculares, como el peso molecular o el grado de reticulación se desvían claramente de las especificaciones del producto. Si se desprenden depósitos durante el funcionamiento en marcha, pueden impurificar el producto (por ejemplo motas en barnices, inclusiones en perlas de suspensión). Los depósitos indeseados pueden conducir en el caso de paredes de reactores, cuerpos de relleno o dispositivos de mezcla además a un cambio indeseado del perfil de tiempo de residencia del aparato o influir negativamente sobre la eficacia de las piezas agregadas o dispositivos de mezcla como tales. Las piezas grandes de depósitos, que se desprenden, pueden conducir o la obturación de dispositivos de descarga y de elaboración; las piezas pequeñas pueden conducir a influencias negativas sobre el producto producido.

En el caso de los depósitos, cuya formación tiene que evitarse, se trata de depósitos, que pueden causarse por reacciones con y sobre las superficies. Otras razones son la adhesión sobre superficies, que puede causarse por fuerzas de van-der-Waals, efectos de polarización o capas dobles electrostáticas. Los efectos importantes son además el estancamiento del movimiento en la superficie y, en caso dado, reacciones en las capas estancadas citadas. Tienen que citarse finalmente: depósitos de soluciones, productos residuales de la evaporación o el cracking en superficies localmente calientes así como actividades microbiológicas.

Las causas dependen de las respectivas combinaciones de productos y pueden actuar bien solas o en combinación. Mientras los procesos, por los cuales se forman los depósitos indeseados, están muy bien investigados (por ejemplo A.P. Watkinson y D.I. Wilson, Experimental Thermal Fluid Sci. 1997, 14, 361 y la literatura citada allí), hay tan solo pocos conceptos uniformes para el impedimento de los depósitos anteriormente descritos. Los procedimientos actualmente conocidos tienen inconvenientes técnicos.

Las soluciones mecánicas tienen el inconveniente, que pueden causar considerablemente más costes. Las piezas agregadas del reactor adicionales pueden alterar claramente además el perfil de la corriente de líquidos en los reactores y hacer necesario por ello un nuevo y caro desarrollo del procedimiento. Los aditivos químicos pueden conducir a una contaminación indeseada del producto y cargan en parte el medio ambiente.

Por estas razones se busca más intensamente a posibilidades para reducir directamente la tendencia al ``Fouling'' mediante la modificación de los reactores químicos, de las piezas del reactor así como de las máquinas de elaboración para productos químicos.

La EP-A 0 737 759 describe un recubrimiento para la finalidad de la protección anticorrosiva, que consiste en dos capas: en una capa de Ni-P y en una capa de Ni-P-PTFE. Bien los dibujos 1A y 1B como también las tomas 2 a 4 muestran estructuras gruesas y grietas así como agujeros en el recubrimiento. Los agujeros pueden cerrarse mediante la adición de partículas PTFE extremadamente finas, grafito fluorado, cerámica o algo similar en el transcurso de la 2ª etapa de recubrimiento (columna 9, línea 1 a 9). La EP-A 0 737 759 no revela, como de fino tienen que ser estas partículas adicionales y de como se obtienen. La adición de un otro reactivo es, sin embargo, complicado, además no se demuestra por la EP-A 0 737 759, como pueden llenarse las grietas. En las grietas del recubrimiento es sin embargo, por ejemplo, posible un crecimiento de algas, por lo cual puede reducirse la eficacia del recubrimiento.

La publicación Transactions of the Institute of Metal Finishing 1983, 61, 147-9 describe recubrimientos de Ni-P-PTFE para el impedimento de depósitos. Para muchas aplicaciones en la construcción de plantas son los recubrimientos ofrecidos, sin embargo, no suficientemente estables, ya que se desprenden después de poco tiempo o muestran grietas.

J. Mat. Sci. Lett. 1998, 17, 119 (Y.Z. Zhang et al.) describe el caracterizado de los recubrimientos conocidos por Transactions of the Institute of Metal Finishing con una capa simple de Ni-P-PTFE. Como también en las capas descritas en Transactions of the Institute of Metal Finishing son estas capas no suficientemente estables contra desprendimientos.

El objeto de la presente invención consiste, por consiguiente de poner a disposición un procedimiento para la modificación superficial de aparatos y piezas de aparatos para la construcción de plantas químicas,

-: que reduce, por un lado, la tendencia de las superficies de acumular productos sólidos con la formación de depósitos,

-: debiendo mostrar las superficies tratadas según la invención una buena adherencia,

-: y el procedimiento según la invención tendría que ser aplicable también sobre superficies con difícil acceso de forma económica, y por otro lado

-: tendría que ser garantizado, que el o los productos no se contaminan por aditivos.

El objeto de la presente invención consiste además en poner a disposición superficies protegidas de aparatos y piezas de aparatos para la construcción de plantas químicas, y de emplear finalmente aparatos y piezas de aparatos para la construcción de plantas químicas.

La tarea según la invención se resuelve mediante un procedimiento para el recubrimiento de las superficies de aparatos y piezas de aparatos para la construcción de plantas químicas, caracterizado porque se precipita sin corriente una capa metálica o una capa de dispersión metálica-polímera sobre el o los aparato(s) o pieza(s) de aparato(s) a recubrir de manera tal, que se ponen en contacto las piezas con una solución electrolítica de metal, que contiene además del electrólito metálico un agente reductor así como opcionalmente el polímero o la mezcla polímera a precipitar en forma dispersada, estando halogenado al menos un polímero.

Para la solución según la invención de la tarea forma la base un procedimiento para la precipitación química sin corriente de capas de dispersión metálica-polímera, que está conocido en sí (W. Riedel: Funktionelle Vernickelung, Verlag Eugen Leize, Saulgau, 1989, páginas 231 hasta 236, ISBN 3-750480-044-x). La precipitación de la capa metálica o de las fases de dispersión metálica-polímera sirve para el recubrimiento de los aparatos y piezas de aparatos conocidos de la construcción de plantas químicas. La capa metálica según la invención comprende una aleación o una fase mixta similar a una aleación, formada por un metal y al menos un otro elemento. Las fases de dispersión metálica-polímera preferentes según la invención comprenden un polímero, en el marco de la invención un polímero halogenado, que está dispersado en la capa metálica. En el caso de la aleación metálica se trata preferentemente de una aleación de metal-boro o de una aleación de metal-fósforo con un contenido de boro o bien d3e fósforo de un 0,5 hasta un 15% en peso.

En una forma de ejecución particularmente preferente de los recubrimientos según la invención se trata de denominados ``sistemas de níquel químicos''; estos son aleaciones de níquel fosfóricos con un contenido de fósforo de un 0,5 hasta un 15% en peso; muy particularmente preferentes son aleaciones de níquel fosfóricas con un 5 hasta un 12% en peso.

La capa de dispersión metálica-polímera preferente según la invención, que se denomina también como capa compuesta, contiene un componente metálico y al menos un polímero, en el marco de la invención al menos un polímero halogenado, así como opcionalmente otros polímeros, que están dispersados en el componente metálico.

En comparación con la precipitación galvánica no se ponen a disposición en una precipitación química o autocatalítica los electrones necesarios para el caso por una fuente externa de corriente, sino por la transformación química misma en el electrólito (oxidación de un agente reductor). El recubrimiento se lleva a cabo, por ejemplo, por la inmersión de la pieza en una solución electrolítica de metal, que se ha mezclado anteriormente de forma opcional con una dispersión polímera estabilizada.

Como soluciones electrolíticas de metal se emplean habitualmente soluciones electrolíticas de metal corrientes en el comercio o recién preparadas, a las cuales se agregan además del electrólito todavía las siguientes componentes: un agente reductor, como un hipofosfito de metal alcalino o un boranato (por ejemplo NaBH4), una mezcla de tampón para el ajuste del valor de pH; opcionalmente un activador, como, por ejemplo, un fluoruro de metal alcalino, preferentemente NaF, KF o LiF; ácidos carboxílicos así como opcionalmente un moderador de precipitación, como, por ejemplo, Pb^{2+}. En este caso se elige el agente reductor de tal manera, que el correspondiente elemento a incorporar existe ya en el agente reductor.

El polímero halogenado a emplear de forma opcional del procedimiento según la invención está halogenado y preferentemente fluorado. Los ejemplos de polímeros fluorados adecuados son politetraflúoretileno, polímeros de perflúor-alcoxi (PFA, por ejemplo con unidades de alcoxi con 1 a 8 átomos de carbono), copolímeros de tetraflúoretileno y perfluoralquilviniléter, como, por ejemplo, perfluorvinilpropiléter. Se prefieren particularmente politetraflúoretileno (PTFE) y polímeros de perflúor-alcoxi (PFA, según DIN 7728, parte 1, Enero de 1988).

Como forma de empleo se emplean con sentido dispersiones de politetraflúoretileno corrientes en el comercio (dispersiones de PTFE). Se prefieren dispersiones de PTFE con un porcentaje de producto sólido de un 35 hasta un 60% en peso y con un diámetro medio de partículas de 0,05 hasta 1,2 \mum, particularmente de 0,1 hasta 0,3 \mum. Particularmente preferente se emplean partículas esféricas, ya que el empleo de partículas esféricas conduce a capas compuestas muy homogéneas. Una ventaja en el empleo de partículas esféricas es un crecimiento de capa más rápido y una mejor y particularmente prolongada estabilidad térmica de los baños, lo que ofrece ventajas económicas. Esto se demuestra de forma particularmente clara en comparación con sistemas con empleo de partículas polímeras irregulares, que se obtienen por molienda del polímero correspondiente. Las dispersiones empleadas pueden contener además un detergente no iónico (por ejemplo poliglicoles, alquilfenoletoxilato u opcionalmente mezclas, constituidas por los productos citados, de 80 hasta 120 g de detergente neutral por litro) o un detergente iónico (por ejemplo alquil- y haloalquilsulfonatos, alquilbencenosulfonatos, alquilfenolétersulfatos, sales tetraalquilamónicas u opcionalmente mezclas, constituidas por los productos citados, de 15 a 60 g de detergente iónico por litro) para el estabilizado de la dispersión. Pueden agregarse adicionalmente también tensioactivos fluorados (neutrales y iónicos), empleándose típicamente de un 1 hasta un 10% en peso, referido a la totalidad de la cantidad de tensioactivo.

Para el recubrimiento se trabaja a temperatura ligeramente elevada, pero que no debe ser tan elevada, que se llega al desestabilizado de la dispersión. Como temperaturas se han mostrado como adecuados desde 40 hasta 95ºC. Se prefieren temperaturas desde 80 hasta 91ºC y se prefiere particularmente preferente 88ºC.

Como velocidades de precipitación se han mostrado como útiles de 1 hasta 15 \mum/h. En este caso puede influirse sobre la velocidad de precipitación de la manera siguiente por la composición de los baños de inmersión:

-: Mediante temperaturas más elevadas se aumenta la velocidad de precipitación, existiendo una temperatura máxima, que queda, por ejemplo, limitada por la estabilidad de la dispersión polímera opcionalmente agregada. Mediante temperaturas más bajas se reduce la velocidad de precipitación.

-: Mediante concentraciones más elevadas de electrolito se aumenta la velocidad de precipitación y por más bajas se reduce la misma; teniendo sentido concentraciones desde 1 g/l hasta 20 g/l de Ni^{2+}, se prefieren concentraciones de 4 g/l hasta 10 g/l; para Cu^{2+} tienen sentido de 1 g/l hasta 50 g/l.

-: Mediante concentraciones más elevadas de agente reductor puede aumentarse también la velocidad de precipitación;

-: Mediante aumento del valor de pH puede aumentarse la velocidad de precipitación. Preferentemente se ajusta un valor de pH entre 3 y 6, particularmente preferente entre 4 y 5,5.

-: La adición de activadores, como, por ejemplo, fluoruros alcalino, por ejemplo NaF o KF, aumenta la velocidad de precipitación.

Particularmente preferente se emplean soluciones electrolíticas de níquel corrientes en el comercio, que contienen Ni^{2+}, hipofosfito sódico, ácidos carboxílicos y fluoruro y, en caso dado, moderadores de precipitación, como Pb^{2+}. Las soluciones de este tipo se comercializan, por ejemplo, por la firma Riedel, Galvano- y Filtertechnik, GmbH, Halle, Westfalen y la firma Atotech Deutschland GmbH, Berlin. Se prefieren particularmente soluciones, que muestran un valor de pH alrededor de 5 y que contienen aproximadamente 27 g/l de NiSO_{4}.6H_{2}O y aproximadamente 21 g/l de NaH_{2}PO_{2}.H_{2}O a un contenido de PTFE de 1 hasta 25 g/l.

El porcentaje polímero del recubrimiento de dispersión se influye principalmente por la cantidad de la dispersión polímera agregada y la selección de los detergentes. En este caso juega la concentración del polímero el mayor papel; concentraciones polímeras elevadas de los baños de inmersión conducen a un porcentaje polímero sobreproporcionalmente elevado en la capa de dispersión de metal-fósforo-polímero o bien en la capa de dispersión de metal-boro- polímero. Para el contactado se sumergen las piezas a recubrir en baños de inmersión, que contienen la solución electrolítica de metal. Otra forma de ejecución del procedimiento según la invención consiste en el hecho, que se rellenan los recipientes a recubrir con la solución electrolítica de metal. Otro procedimiento consiste en el hecho de bombear la solución del electrolito por la pieza a recubrir; esta variante se recomienda particularmente entonces, si el diámetro de la pieza a recubrir es mucho más pequeño que la longitud.

Preferentemente se tempera a continuación al procedimiento de inmersión a temperaturas desde 200 hasta 400ºC, particularmente a 315 hasta 380ºC. El tiempo de temperado asciende generalmente a 5 minutos hasta 3 horas, preferentemente a 35 hasta 60 minutos.

Se encontró, que las superficies tratadas según la invención posibilitan un buen transito térmico, aunque los recubrimientos pueden mostrar un espesor bastante considerable de 1 hasta 100 \mum. Se prefieren de 3 hasta 50 \mum, particularmente de 5 hasta 25 \mum. El porcentaje polímero del recubrimiento de dispersión asciende a un 5 hasta un 30% en volumen, preferentemente a un 15 hasta un 25% en volumen. Las superficies tratadas según la invención muestran además una excelente aptitud a la conservación.

En otra forma de ejecución contiene la capa de dispersión de metal-polímero un polímero adicional, para reforzar más las propiedades antiadherentes del recubrimiento. Este polímero puede estar halogenado o no halogenado. Se prefiere particularmente el empleo de politetraflúoretileno o de polímeros de etileno y de copolímeros de etileno o de polipropileno, siendo muy particularmente preferente polietileno (UHM-PE) de ultraelevado peso molecular. Se entiende en este caso por UHM-PE un polietileno, que tiene una masa molecular M_{w} de 10^{6} g o más y con un índice de Staudinger de al menos 15 dl/g, preferentemente de al menos 20 dl/g.

Este polímero empleado de forma opcional se agrega también como dispersión o suspensión en una solución acuosa de tensioactivos, no siendo crítico el orden de la adición de la dispersión. Se prefiere, sin embargo, una dosificación simultánea de ambas dispersiones polímeras. Las dispersiones acuosas de UHM-PE pueden conseguirse en el comercio, por ejemplo por la firma Clariant GmbH, o pueden obtenerse fácilmente mismo por dispersión del UHM-PE en una solución de tensioactivos acuosa y adecuada. Sirven detergentes neutrales (por ejemplo poliglicoles, alquilfenoletoxilato u opcionalmente mezclas de las mismas, de 80 hasta 120 g de detergente neutral por litro), detergentes iónicos (por ejemplo alquil- y haloalquilsulfonatos, alquilbencenosulfonatos, alquilfenolétersulfatos, sales tetraalquilamónicos u opcionalmente mezclas, constituidas por los productos citados, de 15 hasta 60 g de detergentes iónicos por litro). Pueden agregarse adicionalmente también tensioactivos fluorados (neutral o iónicos), empleándose típicamente de un 1 hasta un 10% en peso, referido a la totalidad de la cantidad de tensioactivo.

Es importante, que las partículas del otro polímero halogenado o no halogenado son más gruesas que aquellas del polímero halogenado. Así se han mostrado diámetros medios de partículas de 5 hasta 50 \mum como convenientes. Particularmente ventajoso son de 25 hasta 35 \mum. Son posibles en el empleo del polímero más grueso adicional partículas esféricas, pero las partículas del polímero adicional pueden ser formados también de forma irregular.

Es importante, que la distribución del diámetro de partículas de los diferentes polímeros tiene que considerarse en total como bimodal.

Se emplean por litro de la solución del baño de inmersión de 1 a 20 g, preferentemente de 5 hasta 10 g del polímero más grueso.

Otro objeto de la presente invención es un procedimiento para la obtención de superficies modificadas, es decir recubiertas de aparatos y piezas de aparatos para la construcción de plantas químicas, que son particularmente adherentes, durables y termorresistentes y que resuelven por ello de manera particular la tarea según la invención.

Este procedimiento está caracterizado porque se aplica antes de la aplicación de la capa de dispersión de metal-polímero adicionalmente una capa de metal-fósforo con un espesor de 1 hasta 15 \mum, preferentemente de 1 hasta

\hbox{5  \mu m}

mediante precipitación química sin corriente.

La aplicación química sin corriente de una capa de metal-fósforo con un espesor de 1 hasta 15 \mum para la mejora de la adherencia se lleva a cabo, por su parte, mediante baños electrolíticos de metal, a los cuales se agrega, sin embargo, en este caso ninguna dispersión polímera estabilizada. Se renuncia a un temperado preferentemente en este momento, ya que este temperado influye generalmente de forma negativa sobre la capacidad de adherencia de la siguiente capa de dispersión de metal-polímero. Después de la precipitación de la capa de metal-fósforo se lleva la pieza en un segundo baño de inmersión, que comprende además del electrólito de metal también una dispersión polímera estabilizada. En este caso se forma la capa de dispersión de metal-polímero.

Si se elige aquella forma de ejecución, que prevea el empleo adicional de un polímero no halogenado, se renuncia preferentemente a un temperado del recubrimiento acabado.

En una forma preferente de ejecución de los procedimientos según la invención se trata en el caso de la capa adicional de metal-fósforo de níquel-fósforo o de cobre-fósforo, siendo particularmente preferente níquel-fósforo.

El procedimiento según la invención puede aplicarse por su manejo sencillo en todas las superficies de aparatos y piezas de aparatos para la construcción de plantas químicas amenazadas por depósitos, siendo las superficies preferentemente superficies de metal, particularmente preferente de acero.

Los recipientes y paredes de aparatos pueden existir en diferentes recipientes, aparatos o reactores, que sirven para reacciones químicas.

- En el caso de los recipientes se trata, por ejemplo, de recipientes de alimentación o de recolección como, por ejemplo, de artesas, silos, depósitos, barriles, tambores o recipientes para el gas.

- En el caso de los aparatos y reactores se trata de reactores de líquidos, de gas/líquido, de líquido/líquido, de sólidos/líquidos, de gas/sólidos o de gas, que están realizados, por ejemplo, en las siguientes posibilidades:

-: Reactores de agitación, de chorro de bucles y de chorro de tobera,

-: Bombas de chorro,

-: Células de residencia,

-: Mezcladores estáticas,

-: Columnas de agitación,

-: Reactores tubulares,

-: Agitadores de cilindros,

-: Columnas de burbujas,

-: Lavadores de chorro y ``Venturi'',

-: Reactores de lecho fijo,

-: Columnas de reacción,

-: Evaporadores,

-: Reactores de discos giratorios,

-: Columnas extractoras,

-: Reactores amasadores y de mezcla y extrusoras,

-: Molinos,

-: Reactores de cintas,

-: Tubos giratorios o

-: Capas en torbellino circulantes;

- En el caso de los dispositivos de descarga se trata, por ejemplo, de tubuladuras de descarga, embudos de descarga, tubos de descarga, válvulas, grifos de descarga o dispositivos de salida.

- En el caso de las armaduras se trata, por ejemplo, de grifos, válvulas, compuertas, discos de reventamiento, clapetas de retención o discos.

- En el caso de las bombas se trata, por ejemplo, de bombas centrífugas, bombas de ruedas dentadas, bombas de husillo helicoidal, bombas de excéntrica de tornillo sin fin, bombas de émbolo rotatorio, bombas de émbolo de levantamiento, bombas de membrana, bombas de artesa de husillo helicoidal o bombas de chorro de líquidos, además de bombas de vacío de émbolo de levantamiento, bombas de vacío de émbolo de levantamiento de membrana, bombas de vacío de émbolo giratorio, bombas de vacío de corredera, bombas de vacío hidrorrotativa, bombas de vacío Roots o bombas de vacío de carburantes.

- En el caso de los aparatos de filtro se trata, por ejemplo, de filtros de líquidos, filtros de lechos sólidos, filtros de gas, tamices o separadores.

- En el caso de los compresores se trata, por ejemplo, de compresores de émbolo de levantamiento, compresores de émbolo de levantamiento de membrana, compresores de émbolo giratorio, compresores de corredera, compresores de vacío Roots, compresores rotativos, compresores de husillo, compresores de chorro o turbocompresores.

- En el caso de las centrífugas se trata, por ejemplo, de centrífugas con tambor cribador o con camisa de tamiz o con tamiz macizo, prefiriéndose centrífugas de platillo, de camisa maciza (Dekanter), de tornillo cribado y centrífugas corredizas.

- En el caso de las columnas se trata de recipientes con fondos intercambiables, prefiriéndose platillos de campana, de válvulas o de criba. Las columnas pueden estar rellenas de diferentes cuerpos de relleno, como, por ejemplo, de monturas, anillos Raschig o esferas.

- En el caso de máquinas trituradoras se trata, por ejemplo, de

-: Quebrantadoras, prefiriéndose quebrantadoras de martillos, trituradoras de impacto, agramadoras de cilindros o quebrantadoras de mandíbulas;

-: Molinos, prefiriéndose molinos de martillos, molinos de cestas rotativas, molinos de clavijas, molinos de impacto, molinos tubulares, molinos de tambor, molinos de bolas, molinos vibratorios y molinos de cilindros.

-: En el caso de piezas agregadas en reactores y recipientes se trata, por ejemplo, de manguitos térmicos, perturbadores de la corriente, formadores de espuma, cuerpos de relleno, distanciadores, piezas de centraje, uniones por bridas, mezcladoras estáticas, instrumentos que sirven para la analítica, como sondas de pH o de IR, instrumentos medidores de conductividad, aparatos medidores de niveles o sondas para espumas.

- En el caso de elementos de extrusoras se trata, por ejemplo, de ejes o elementos de husillos, cilindros de extrusoras, husillos plastificadores o toberas de inyección.

Otro objeto de la invención son aparatos y piezas de aparatos para la construcción de plantas químicas obtenibles por el procedimiento según la invención para la modificación superficial. Preferentemente se lleva a cabo la obtención de las superficies según la invención por aplicación del procedimiento según la invención.

Otro objeto de la invención es el empleo de la modificación superficial según la invención para la reducción de la tendencia de las superficies recubiertas de depositar productos sólidos con formación de sedimentos. Se han ya descrito los sedimentos, cuya formación se evita según la invención.

Otro objeto de la invención son aparatos y piezas de aparatos recubiertos para la construcción de plantas químicas. Los reactores, las piezas de reactores y las máquinas de transformación según la invención para productos químicas destacan por un tiempo más elevado de funcionamiento, menores cuotas de desconexión así como por un menor esfuerzo de limpieza.

Los reactores según la invención pueden emplearse para un gran número de diferentes reacciones, como, por ejemplo, polimerizaciones, síntesis de productos químicos finos o en masa o de productos farmacéuticos y de sus etapas previas así como de reacciones ``crack''. Los procedimientos se llevan a cabo de forma continua, semicontinua o por tandas, ofreciéndose particularmente el empleo de los aparatos y piezas de aparatos para la construcción de plantas químicas según la invención en el procedimiento accionado de forma continua.

La invención tiene que explicarse mediante un ejemplo de trabajo.

Ejemplo de trabajo

En los ensayos para la optimización de procedimiento de la obtención de Styropor® (según la EP-A 0 575 872) a escala de laboratorio (cuba de agitación de 4 litros) se emplearon de forma paralela a aceros V2A no recubiertos aceros con una superficie modificada según la invención.

Para el recubrimiento se procedió de la manera siguiente:

1. Recubrimiento con níquel-PTFE

El recubrimiento se llevó a cabo en 2 etapas. Se desmontaron primero varias partes de la autoclave: el agitador, los manguitos térmicos, el perturbador de la corriente, la tapa así como partes del lado interno del reactor. Se sumergieron estas partes a una temperatura de 88ºC en una artesa, que contenía 2 litros de una solución acuosa de sal de níquel, habiendo tenido la solución la siguiente composición: 27 g/l de NiSO_{4}.6H_{2}O, 21 g/l NaH_{2}PO_{2}.2H_{2}O, 20 g/l de ácido láctico CH_{3}CHOHCO_{2}H, 3 g/l de ácido propiónico C_{2}H_{5}CO_{2}H, 5 g/l de citrato sódico, 1 g/l de NaF. El valor de pH ascendió a 4,8. Se trabajó durante 45 minutos, para obtener el espesor de capa deseado de 9 \mum.

No se lavó después de esta etapa.

A continuación se sumergieron las piezas de reactor en una segunda artesa, que contenía 2 litros de una solución de sal de níquel análoga y que se hicieron reaccionar adicionalmente con 20 ml, esto es un 1% en volumen de una dispersión de PTFE con una densidad de 1,5 g/ml. Esta dispersión de PTFE contenía un 50% en peso de producto sólido. A una velocidad de precipitación de 10 \mum/h se terminó el proceso en 90 minutos (espesor de capa 15 \mum). Las piezas del reactor recubiertas se lavaron con agua, se secaron y se temperaron a 350ºC durante 1 hora.

2. Recubrimiento con níquel-PTFE/UHM-PE

El recubrimiento se llevó a cabo en 2 horas. Se desmontaron primero varias partes de la autoclave: el agitador, los manguitos térmicos, los perturbadores de la corriente, la tapa así como las partes del lado interno del reactor. Se sumergieron estas partes a una temperatura de 88ºC en una artesa, que contenía 2 litros de una solución acuosa de sal de níquel, habiendo tenido la solución la siguiente composición: 27 g/l de NiSO_{4}.6H_{2}O, 21 g/l de NaH_{2}PO_{2}.2H_{2}O, 20 g/l de ácido láctico CH_{3}CHOHCO_{2}H, 3 g/l de ácido propiónico C_{2}H_{5}CO_{2}H, 5 g/l de citrato sódico, 1 g/l de NaF. El valor de pH ascendió a 4,8. Se trabajó durante 45 minutos, para obtener el espesor de capa deseado de 9 \mum.

No se lavó después de esta etapa.

A continuación se sumergieron las piezas del reactor en una segunda artesa, que contenía además de 2 litros de una solución de sal de níquel análoga y que se hicieron reaccionar adicionalmente con 20 ml, esto es un 1% en volumen de una dispersión de PTFE con una densidad de 1,5 g/ml; se agregaron además 7 g/l de UHM-PE (Clariant AG). Esta dispersión de PTFE/UHM-PE contenía un 50% en peso de producto sólido. A una velocidad de precipitación de

\hbox{10
 \mu m/h}

finalizó el proceso en 90 minutos (espesor de capa 15 \mum). Las piezas del reactor recubiertas se lavaron con agua y se secaron a temperatura ambiente. Se renunció al temperado.

Se montaron las piezas del reactor en una autoclave de ensayo para la obtención de estiroporo. Con ello contenía la cuba de agitación bien partes recubiertas como también no recubiertas, que pudieron ser ensayadas en ensayos de polimerización bajo condiciones idénticas. Según un procedimiento, que se apoya en el procedimiento descrito por la EP-B 0575 872 (página 5, línea 8 y siguientes), se polimerizó de la manera siguiente:

Se disolvieron 2,61 g de Na_{4}P_{2}O_{7} a temperatura ambiente en 89,7 ml de agua. Agitando se agregó a esta solución una solución de 4,89 g de MgSO_{4}.7H_{2}O en 44,8 ml de agua y se agitó durante otros 5 minutos.

En una cuba de agitación, que contenía las piezas agregadas anteriormente descritas se disponían 1,4 litros de agua y se agregó agitando la solución de Na_{4}P_{2}O_{7}-MgSO_{4}. A continuación se agregaron 1523 ml de estireno (recién destilado) conjuntamente con 4,23 g de dicumilperóxido y 2,26 g de dibenzoilperóxido. En la fase orgánica se disolvieron además 0,55 g de \alpha-metilestireno y 1,7 g de Luwax® agitando. Se saturó con nitrógeno y se calentó durante 2 horas hasta 90ºC. 2 horas después de pasar el umbral de los 80ºC se agregaron 0,23 g de una solución al 40% en peso de Mersolat® K30 conjuntamente con 0,18 g de una lejía de sosa acuosa al 20% en peso así como 0,12 g de ácido acrílico (al 100%); 50 minutos después se agregaron 123,5 g de n-heptano. Mientras tanto se mantenía la temperatura constante en 90ºC y se polimerizó la suspensión completamente.

Después de un total de 20 horas se finalizó la reacción, se enfrió en el transcurso de 1 hora hasta temperatura ambiente y se vació la cuba de agitación.

La inspección de la cuba de agitación mostró, que en todos los lugares recubiertos con el recubrimiento según la invención pudo apreciarse claramente menos depósito polímero que en lugares no recubiertos. Los depósitos polímeros en los lugares recubiertos con un recubrimiento según la invención podían eliminarse más fácilmente que los depósitos en lugares no recubiertos. La valoración se encuentra en la tabla 1.

En parte pudo quitarse el depósito en lugares recubiertos con un recubrimiento según la invención mediante un frote manual. Si tenía que eliminarse el depósito en lugares recubiertos con un recubrimiento según la invención mediante disolución en tolueno o en otro disolvente adecuado, eran los tiempos de disolución claramente más cortos que en los casos de depósitos en lugares no recubiertos.

Para la valoración se pesaron los depósitos en perturbadores de corriente y agitadores.

1: Perturbador de corriente no se recubrió,

: Tara: 61,51 g no recubierto

1: Perturbador de corriente se recubrió según el procedimiento según la invención con Ni-PTFE

: Tara: 60,78 g recubierto

1: Perturbador de corriente se recubrió según el procedimiento según la invención con Ni-PTFE/UHM-PE

: Tara: 62,04 g recubierto

Se repitieron los ejemplos de polimerización, respectivamente

1: Ensayo con un agitador no recubierto, y

1: Ensayo con un agitador cubierto con un recubrimiento según la invención

: Tara: 490,52 g no recubierto

: Tara: 493,28 g recubierto

El número de revoluciones de los agitadores pueden sacarse de la tabla 1.

TABLA 1

\catcode`\#=12\nobreak\centering\begin{tabular}{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|}\hline
 Ensayo  \+ Revoluciones  \+\multicolumn{4}{|c|}{Depósito en lugares
sin }\+\multicolumn{5}{|c|}{Depósito en  lugares con un}\\   \+ del 
\+\multicolumn{4}{|c|}{recubrimiento [g]
}\+\multicolumn{5}{|c|}{recubrimiento de NiP-PTFE
[g]}\\\dddcline{3}{11}   \+ agitador 
\+\multicolumn{2}{|c|}{Agitador }\+\multicolumn{2}{|c|}{Perturbador
}\+\multicolumn{2}{|c|}{Agitador }\+\multicolumn{2}{|c|}{Perturbador
}\+ Perturbador \\   \+ Rev/min 
\+\multicolumn{2}{|c|}{}\+\multicolumn{2}{|c|}{de corriente
}\+\multicolumn{2}{|c|}{}\+\multicolumn{2}{|c|}{de corriente }\+ de 
corriente \\   \+ 
\+\multicolumn{2}{|c|}{}\+\multicolumn{2}{|c|}{}\+\multicolumn{2}{|c|}{}\+\multicolumn{2}{|c|}{sin
PE }\+ con PE \\\hline  1  \+ 300  \+\multicolumn{2}{|c|}{n.d.
}\+\multicolumn{2}{|c|}{4,21 }\+\multicolumn{2}{|c|}{}\+ 0,43 \+ \+
\\\hline  2  \+ 350  \+\multicolumn{2}{|c|}{n.d.
}\+\multicolumn{2}{|c|}{5,01 }\+\multicolumn{2}{|c|}{}\+ 0,87 \+ \+
\\\hline  3a/3b  \+ 375  \+ 4,20  \+ -  \+ 3,38  \+ 2,89  \+ -  \+
1,02  \+ 0,48  \+ 0,53  \+ 0,21 \\\hline  4a/4b  \+ 275  \+ 7,26  \+
-  \+ 6,31  \+ 5,22  \+ -  \+ 1,87  \+ 0,98  \+ 0,68  \+ 0,59
\\\hline  5  \+ 300  \+\multicolumn{2}{|c|}{n.d.
}\+\multicolumn{2}{|c|}{2,14 }\+\multicolumn{2}{|c|}{}\+ 0,20 \+ \+
\\\hline  6a/6b  \+ 325  \+ 4,87  \+ -  \+ 3,20  \+ 4,25  \+ -  \+
1,72  \+ 0,51  \+ 0,57  \+ 0,32
\\\hline\end{tabular}\par\vskip.5\baselineskip

n.d.: no determinado

Se emplearon también en ensayos básicos para la optimización del procedimiento de la obtención de Terluran a escala de laboratorio (autoclave de 4 litros) paralelamente a aceros V2A aceros con una superficie modificada por en recubrimiento según la invención.

Los ejemplos de polimerización se llevaron a cabo con apoya en las DE-A 197 28 629 y EP-A 0 062 901, respectivamente el ejemplo 1, pero se adaptaron las proporciones cuantitativas a la autoclave con una capacidad de 2 litros y se varió el número de revoluciones del agitador según la tabla 2.

Partiendo de un total de 661,61 g de butadieno se polimerizó en presencia de 6,59 g de dodecilmercaptano terciario (``TDM''), 4,6 g de estearato potásico, 1,23 g de persulfato potásico, 1,99 g de hidrogencarbonato sódico y 824 g de agua a 67ºC. A continuación se vació y se inspeccionó el reactor.

Se recubrió el agitador. Otra vez pudo apreciarse, que aparecieron depósitos en lugares recubiertos según el procedimiento según la invención de forma claramente reducida y se dejaron eliminar de forma más sencilla que en lugares no recubiertos.

Se pesaron depósitos en los agitadores.

3: Ensayos se reprodujeron, respectivamente

1: Ensayo con un agitador no recubierto, y

1: Ensayo con un agitador recubierto de Ni-P-PTFE

: Tara: 376,53 g no recubierto

: Tara: 378,49 g recubierto

con las demás condiciones de reacción y del procedimiento iguales.

TABLA 2

\catcode`\#=12\nobreak\centering\begin{tabular}{|c|c|c|c|}\hline
 Ensayo  \+ Número de revoluciones  \+ Depósito en lugares  \+
Depósito en lugares  recubiertos \\   \+ del agitador  \+ sin
recubrimiento  \+ con un recubrimiento \\   \+ Rev/min  \+ [g]  \+
según la invención [g] \\\hline   \+  \+ Agitador  \+ Agitador
\\\hline  1  \+ 400  \+ 4,89  \+ 1,21 \\\hline  2  \+ 350  \+ 5,72 
\+ 1,33 \\\hline  3  \+ 300  \+ 3,51  \+ 0,89
\\\hline\end{tabular}\par\vskip.5\baselineskip

Claims

1. Procedimiento para el recubrimiento de aparatos y piezas de aparatos para la construcción de plantas químicas, caracterizado porque se precipita sin corriente una capa metálica y después una capa de dispersión de metal-polímero sobre el (los) aparato(s) o la(s) pieza(s) de aparatos a recubrir de tal manera, que se precipita sin corriente sobre los aparatos o las piezas de aparatos primero una capa de metal-fósforo con un espesor de 1 a 15 \mum y se ponen en contacto a continuación con una solución electrolítica de metal, que contiene además del electrólito metálico un agente reductor así como el polímero o la mezcla polímera a precipitar en forma dispersada, estando halogenado al menos un polímero que consiste en partículas esféricas con un diámetro medio de 0,1 hasta 1,0 \mum.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se trata en los aparatos y en las piezas de aparatos para la construcción de plantas químicas de paredes interiores de aparatos, de recipientes y de reactores, dispositivos de descarga, armaduras, sistemas de potencia, bombas, filtros, compresores, centrífugas, columnas, secadores, maquinas trituradoras, piezas agregadas, cuerpos de relleno y dispositivos de mezcla, que consisten en un material metálico.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 y 2, caracterizado porque se emplea como electrólito de metal una solución electrolítica de níquel o de cobre y como agente reductor un hipofosfito o un boranato.

4. Procedimiento según la reivindicación 1 a 3, caracterizado porque se agrega a la solución electrolítica de metal una dispersión de un polímero halogenado.

5. Procedimiento según la reivindicación 1 a 4, caracterizado porque se emplea como electrólito de metal una solución salina de níquel, que se reduce ``in situ'' con un hipofosfito de metal alcalino y a la cual se agrega como polímero halogenado una dispersión de politetraflúoretileno.

6. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se precipita una capa de níquel-fósforo-politetraflúoretileno con un espesor de 1 a 100 \mum.

7. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se precipita una capa de níquel-fósforo-politetraflúoretileno con un espesor de 3 a 50 \mum.

8. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se precipita una capa de níquel-fósforo-politetraflúoretileno con un espesor de 5 a 25 \mum.

9. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se agrega a la solución electrolítica de metal otra dispersión de un polímero halogenado o no halogenado.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque se emplea como polímero adicional un politetraflúoretileno o un polietileno o un polipropileno.

11. Procedimiento según las reivindicaciones 9 a 10, caracterizado porque se emplea como polímero adicional un politetraflúoretileno o un polietileno o un polipropileno con partículas de un diámetro medio de 5 hasta 50 \mum.

12. Aparatos y piezas de aparatos para la construcción de plantas químicas obtenibles según el procedimiento según las reivindicaciones 1 a 11.

13. Paredes para aparatos, recipientes y reactores, dispositivos de descarga, armaduras, sistemas de potencia, bombas, filtros, compresores, centrífugas, columnas, secadores, máquinas trituradoras, piezas agregadas, cuerpos de relleno y dispositivos de mezcla, obtenibles según el procedimiento según las reivindicaciones 1 a 12.

14. Empleo de paredes para aparatos, recipientes y reactores, dispositivos de descarga, armaduras, sistemas de potencia, bombas, filtros, compresores, centrífugas, columnas, secadoras, máquinas trituradoras, piezas agregadas, cuerpos de relleno y dispositivos de mezcla según las reivindicaciones 12 y 13 para evitar o reducir depósitos de líquidos.