TY - CONF A1 - Kluge, Martin A1 - Ferrero, Fabio A1 - Zeps, Robert T1 - Simulation and experimental determination of the self ignition of tetrafluoroethylene in a 100-dm³-autoclave N2 - The gaseous TFE is a monomer which is used to form PTFE, also known as Teflon®, by a polymerisation process at elevated conditions of temperature and pressure. TFE belongs to the group of chemically instable gases which are able to decompose under specific conditions releasing a huge amount of heat comparable to a gas explosion of flammable gases. Due to several incidents in PTFE – production plants the investigation of the safety related properties of TFE at elevated condition was necessary and resulted in a research project at BAM which is subsidized by the PlasticsEurope association. In a first stage the pressure dependence of the Minimum Ignition Temperature for Decomposition (MITD) was determined in the range of 0.5 MPa - 3 MPa in small autoclaves with volumes of 0.2 dm³ and 3 dm³. These results were used to validate the numerical model and were found to correlate quite well with the simulated values. Nevertheless the applicability had to be confirmed for larger volumes as well. Therefore a heat able 100-dm³-autoclave was constructed and build to determine the MITD in the range of 0.5 MPa to 1.1 MPa. T2 - 8th European Congress of Chemical Engineering CY - Berlin, Germany DA - 25.09.2011 KW - Ignition temperature KW - Self decomposition KW - MITD KW - TFE KW - Tetrafluoroehtylene PY - 2011 N1 - Das Poster hat den Adolf-Martens-Preis im Bereich "Safety Engineering" erhalten. - The poster was awarded the Adolf Martens Prize in the section "Safety Engineering". N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. AN - OPUS4-55754 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin A1 - Liebner, Christian A1 - Spoormaker, Tom A1 - Kreißig, Michael T1 - Schlagartige Kompression chemisch instabiler Gase im industriellen Maßstab – am Beispiel von Tetrafluorethen N2 - Tetrafluorethen wird von der Polymerindustrie seit Jahrzenten als monomeres Ausgangsmaterial sowohl für die Herstellung von Polymeren (PTFE) als auch für Kopolymere (PCTFE) eingesetzt. Aufgrund seiner Eigenschaft als chemisch instabiles Gas kann TFE auch ohne Luftsauerstoff oder einen anderen Oxydator explosionsartig zerfallen. Nach der Initiierung des Zerfalls kann dieser unter bestimmten Bedingungen aufgrund des exothermen Reaktionsverhaltens sich selbstständig in Apparaten und Rohrleitungen ausbreiten. Dies geht aufgrund der freigesetzten Reaktionsenthalpie mit einem schlagartigen Anstieg von Druck und Temperatur einher, was zu erheblichen Belastungen der Materialien bis hin zum Versagen und Bruch und möglichen Folgeschäden einschließlich Personenschäden führen kann und in der Vergangenheit bereits mehrfach geführt hat. Besonders nach Wartungsarbeiten besteht die Gefahr, dass Teilabschnitte im Rohrleitungssystem mit TFE, Stickstoff oder Luft gefüllt sind mit Drücken in einem Bereich zwischen technischem Vakuum und atmosphärischem Druck wohingegen angrenzende Rohrabschnitte oder Behälter immer noch TFE bei Betriebsdrücken bis 32 bar enthalten können. Dabei sind die Abschnitte in der Praxis häufig durch Kugelhähne voneinander getrennt, die aufgrund ihrer Öffnungscharakteristik bereits bei geringen Betätigungswinkeln eine große Querschnittsfreigabe für die Strömung im Rohr ermöglichen. Dadurch können schlagartige Kompressionsvorgänge des Gases im Niederdruckbereich ermöglicht werden, die allein aufgrund der thermodynamischen Zustandsänderung zu einer erheblichen Temperaturerhöhung führen und im schlimmsten Fall zur Initiierung der Zerfallsreaktion führen können. Es wird erstmalig ein Versuchsaufbau im Industriemaßstab, der einer explosionsartigen Zerfallsreaktion von TFE standhalten kann. Zahlreiche Sicherheitskonzepte einschließlich diverser Berstscheibenkonfigurationen als auch zeitgesteuerte Schnellschlussventile wurden eingehend untersucht und bewertet, um die optimale Versuchskonfiguration für bestmögliche Reproduzierbarkeit festzulegen. Es fand eine systematische Untersuchung der schlagartigen Kompression der Systeme Luft/Luft, TFE/Luft, TFE/TFE und TFE/N2 statt. In der Hochdrucksektion wurden Drücke bis 30 bar realisiert und im Niederdrucksektor konnten Anfangsdrücke im Bereich weniger Millibar bis hin zu Atmosphärendruck eingestellt werden. Als Hauptergebnis wurde ein „Hazard diagram“ erstellt, mit dessen Hilfe die Zündwahrscheinlichkeit in Abhängigkeit vom Hochdruck und Niederdruck abgeschätzt werden kann. Gefährliche Bedingungen in Rohrleitungen können dadurch auf einfachem Weg identifiziert werden. Als Referenzsystem zur Beurteilung der maximal erreichbaren nicht reaktiven Kompressions-temperaturen wurde Luft/Luft verwendet. Die damit ermittelten Daten dienten zur Bewertung von zusätzlichen exothermen Effekten, wie sie etwa bei Vorreaktion des TFE im Falle einer Dimerisierung auftreten können. Entgegen der ursprünglichen Annahme konnten die Systeme TFE/Stickstoff und TFE/TFE im verwendeten Aufbau nicht durch Kompressionsvorgänge gezündet werden. T2 - 12. Fachtagung Anlagen-, Arbeits-und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 05.11.2015 KW - TFE KW - Adiabate Kompression KW - Explosion KW - Zerfallsfähige Gase KW - Anlagensicherheit PY - 2015 AN - OPUS4-37919 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kluge, Martin A1 - Ferrero, Fabio T1 - Modeling helps improve safety in the production of teflon KW - Self ignition KW - Numerical simulation KW - MITD KW - TFE PY - 2011 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. SP - 44 EP - 45 AN - OPUS4-23831 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Kluge, Martin A1 - Eliezer, D. A1 - Holtappels, Kai A1 - Krause, Heike A1 - Ried, Peter T1 - Pressure resistance of glass capillary structures for gas storage purposes T2 - 1st International conference on materials for energy CY - Karlsruhe, Germany DA - 2010-07-04 KW - Dimerization KW - Numerical simulation KW - CFD KW - FEM KW - Self heating KW - TFE PY - 2010 SN - 978-3-89746-117-8 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. SP - 752 EP - 754 AN - OPUS4-23042 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Ferrero, Fabio A1 - Kluge, Martin A1 - Krause, Heike A1 - Schröder, Volkmar ED - Suter, G. ED - de Rademaeker, E. T1 - Study of the explosive decomposition of tetrafluoroethylene in a partially heated pipe T2 - 13th International symposium on loss prevention and safety promotion in the process industries CY - Brugge, Belgium DA - 2010-06-06 KW - Unstable gases KW - TFE KW - Decomposition KW - Pipes PY - 2010 SN - 978-90-76019-291 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. VL - 02 SP - 415 EP - 418 CY - Brugge, Belgium AN - OPUS4-21489 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -