片堿生產設備的易腐蝕部位及防腐措施

呂軍林，張麗婷，朱發玉（新疆中泰化學股份有限公司，新疆 烏魯木齊 830026）

片堿生產設備的易腐蝕部位及防腐措施

呂軍林，張麗婷，朱發玉
（新疆中泰化學股份有限公司，新疆 烏魯木齊 830026）

針對片狀氫氧化鈉生產過程中設備及管道的腐蝕情況提出了在工藝操作上的解決方案。

片狀氫氧化鈉；設備；管道；腐蝕

在片堿生產過程中，NaOH隨著溫度和濃度升高極易腐蝕設備和管道。新疆中泰化學股份有限公司燒堿車間濃縮制片單元引進瑞士博特熔鹽法制堿技術，自2010年投產至今，濃縮制片單元生產設備都遭到了堿液的腐蝕，通過每年1次的檢修和平時設備定檢對拆開設備、管道的檢查以及在生產過程中對泄漏部位進行分析研究，提出了對易腐蝕部位改造或對工藝進行適當調整的方案，有效避免或延緩了設備、管道的腐蝕泄漏，為連續生產創造了良好的條件。

1　裝置介紹

1.1裝置產能及工藝流程介紹

本裝置片堿濃縮單元設計生產99%片堿，單套生產系統生產能力為9.375 t/h，年設計操作時間8 000 h，年產量為15萬t片堿。其主要生產流程為接收濃度為48%的堿液送入預濃縮器濃縮至62%，再由強制堿泵送入由熔鹽做為加熱源的最終濃縮器繼續濃縮至98%的熔融堿后進入閃蒸器，通過節流孔板限制，熔融堿壓力在閃蒸器驟減，產生閃蒸效應，以達到要求的濃度。98.5%～99%的高濃度熔融堿在重力作用下，通過熔融堿分配器去片堿機，加工成低溫片堿，見圖1。

1.2裝置的特點

裝置設計上主要由預濃縮器、最終濃縮器、閃蒸器、分配器、片堿機等組成。其中，預濃縮器加熱室和最終濃縮器的14個獨立濃縮單元是最易被腐蝕且對產品質量造成直接影響的設備。設備材質都是低碳鎳材構成，是一種昂貴的有色金屬，耐高濃度、高溫度堿介質，其壽命和腐蝕主要取決于使用方式、應力腐蝕、含氧和氯酸鹽高溫分解原子氧的腐蝕、高溫腐蝕、頻繁開停車時鎳與氧和堿的交替接觸使鎳在小范圍內產生的腐蝕以及檢修不當導致的腐蝕等。

2　主要易腐蝕設備及防腐措施

2.1預濃縮器加熱室

預濃縮加熱室是一組由鎳材構成的管束式換熱器。內部介質為濃度為48%的氫氧化鈉溶液，溫度98℃，壓力≤-85 kPa；外部介質為最終濃縮器蒸發產生的高溫二次蒸汽，溫度360℃，壓力0～40kPa，pH值≤11；頂部列管入口處安裝有堿液分配器。在生產過程中加熱室列管外表面不間斷的受高溫堿蒸汽的沖刷造成腐蝕，內表面則由于堿液分配器被腐蝕失去分配作用后造成堿液布膜不均勻，裝置負荷波動等造成局部腐蝕。為此，裝置生產時有效控制負荷防止波動；監控最終濃縮器二次蒸汽溫度防止由于最終濃縮器液位過高使得二次蒸汽中含堿定期檢查預濃縮加熱室頂部分配器；停車時，注意設備內部蒸汽吹掃，防止蒸發室與空氣中的氧直接接觸。

圖1　片堿濃縮單元工藝流程示意圖

2.2最終濃縮器

（1）最終濃縮器絲網捕集器和二次汽管

最終濃縮器是生產98%NaOH的設備。生產過程中，堿液溫度為396～410℃，二次蒸汽溫度約360℃，堿液產生的二次蒸汽溫度較高；絲網捕集器采用鎳材質，其上開有若干不規則小孔，有很大的自由體積和表面積，有助于氣液分離。同時，由于開停車以及高溫環境下堿液中的氯酸鹽對鎳材料有腐蝕性，使得絲網捕集器的捕集效果減弱，這樣帶有堿性的二次蒸汽流經二次汽管對其造成腐蝕，焊縫因腐蝕而開裂、泄漏，不但影響操作環境，而且加重了設備的內部腐蝕，甚至還會污染二次汽冷凝液。

為此，在每次停車檢修期間都要按時檢查絲網捕集器的完好度，停車期間注意設備內部的吹掃，防止鎳設備氧化腐蝕，確保安全生產。

（2）最終濃縮器降膜管

最終濃縮器降膜管是14個獨立的濃縮單元，在投入運行后發現降膜管被腐蝕泄漏，人孔封頭密封面腐蝕嚴重，熔融堿杯腐蝕嚴重脫落，降膜管內蝶形分布器腐蝕變形脫落，堿液收集槽及筒體焊縫腐蝕泄露等。

分析其原因解決措施主要有以下幾方面。

a.熱應力腐蝕。降膜管溫度升降不易過快、過頻、溫差過大，應盡量保持穩定，減少開停車、半負荷次數，減少熱應力腐蝕的影響。

b.氯酸鹽腐蝕。隨時監控加糖量，保證加糖量的穩定。如加糖量少，不能避免降膜管受次氯酸鹽熱分解出來的新生態氧的腐蝕，但加糖量過多，會加劇降膜管內部氣化造成物理腐蝕同時影響產品色澤和質量。

c.外界氧的腐蝕。人孔密封墊被腐蝕后高溫堿蒸汽與空氣中的氧接觸對密封面沖刷造成腐蝕。定期檢查密封墊如有泄漏及時更換，保證氮氣密封的壓力穩定，停車蒸汽吹掃和密封。保證降膜濃縮器外的空氣不能進入設備，避免降膜濃縮器受氧的腐蝕。

d.降膜管干壁現象造成的腐蝕。定期檢查降膜管頂部分配器有無雜物堵塞導致分配不均勻，減少和避免裝置生產負荷不低于裝置能力的70%，降膜管支撐件完好，保證降膜管垂直度。

e.高溫濃堿物理沖刷。熔融堿杯腐蝕嚴重脫落的及時跟換，防止堿液直接沖刷降膜管末端和最終濃縮器筒體。

2.362%堿泵

62%堿泵采用瑞士博特進口泵，正常運行時蝸殼溫度為100℃左右。經過長期使用部分62%堿泵葉輪出現腐蝕現象，影響了62%堿泵的打堿能力，和裝置負荷的提升。為了有效的防止葉輪腐蝕，應做到以下3點。（1）堿泵啟停要按照操作規程操作；（2）堿泵安裝校準要正確，盡量減小泵體震動；（3）運行時遇到氣蝕和氣縛現象要及時處理，切勿長時間運行損壞葉輪。

2.498%堿管線

98%堿管線采用鎳材質，正常運行時內部流體為高溫高濃度熔融堿，具有一定的坡度。主要腐蝕部位是管道內表面、管道焊縫接口處、彎頭處、片堿機T型下料口處等。主要原因是停車后蒸汽吹掃不全面，空氣中的氧氣氧化管線內壁與堿接觸被腐蝕，開車時糖液添加不均勻不能完全分解氯酸鹽對鎳管腐蝕嚴重，易造成管壁變薄、焊縫泄漏、節流孔板堵塞等。

為此，在日常裝置停車時要嚴格按《蒸汽吹掃規范》吹掃。時常測試堿液中的氯酸鹽含量和片堿鎳含量來調節糖液濃度和沖程。

2.5閃蒸器和分配器

在生產過程中，閃蒸器和分配器處于密閉且用氮氣保護狀態，只有拆開封頭檢查時才能看到其內部情況。

經檢查發現，閃蒸器的腐蝕部位在底部和液位線上，以及放空管線彎頭處；分配器腐蝕部位在設備底部和蘑菇頭處。鑒于此，要注意以下3點。（1）制造時，在閃蒸器和分配器的底部進行加強，閃蒸器加厚，分配器加換防腐鎳板，則能有效地延長其使用壽命；（2）在操作過程中，連續不斷的氮氣保護是降低腐蝕程度的首要條件；（3）為使腐蝕降到最低，須保證氮氣管道暢通，停車時蒸汽吹掃減少鎳設備與空氣中的氧氣直接接觸。

2.6片堿機浸槽

片堿機浸槽很容易受到腐蝕，腐蝕部位在熔融堿液下料處。為確保生產的連續運行，操作人員須定時打開觀察口觀察片堿機刮刀，這就破壞了密封，導致空氣進入片堿機而產生腐蝕，因此，制造片堿機時要考慮到護罩四周的密封；此外，浸槽熔融堿的排放管長期存在空氣，也是浸槽腐蝕的原因，因此，要重視熔融堿排放系統的密封。

減少浸槽的腐蝕措施還有以下2點：（1）在制造上，應在熔融堿液位線部位做加強；（2）在操作上，改變流量或提升浸槽高度，可以改變堿液位在浸槽中位置，從而改變腐蝕嚴重的部位，減少在同一位置的腐蝕時間，降低原腐蝕部位的腐蝕強度。

3　結語

針對片狀氫氧化鈉生產過程中設備、管道的腐蝕一直以來對車間的安全生產，裝置的效益提高有很大的制約性，現階段不能完全避免這種腐蝕，但如何最大限度地減少設備、管道的泄漏腐蝕狀況是一項值得長期研究的課題。

Corrosion and anticorrosion measures of caustic soda production site equipment

LV Jun-lin，ZHANG Li-ting，ZHU Fa-yu
（Xinjiang Zhongtai Chemical Co.，Ltd.，Urumqi 830023，China）

According to the corrosion of equipment，pipe Flake sodium hydroxide production process，put forward the solution in the process of operation.

flake sodium hydroxide；equipment；pipeline；corrosion

TQ114.26+8

B

1009-1785（2016）06-0030-03

2015-05-10