路石(青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司,青海 格爾木 816000)
氯堿生產中的腐蝕與防護技術分析
路石(青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司,青海 格爾木 816000)
氯堿生產過程中往往會使用一系列腐蝕性較強的物料,如鹽酸、燒堿、氯氣等,必然會給生產裝置帶來較大的腐蝕性,因此,務必要做好氯堿生產中的腐蝕防護技術。本文結合筆者多年的工作經驗,深入探討了氯堿生產中的腐蝕與防護技術,其中包括:氯氣的腐蝕與防護技術措施,酸腐蝕與防護技術措施,次氯酸鈉腐蝕與防護技術措施,尾氣腐蝕與防護技術措施等,具有一定的參考價值。
氯堿生產;腐蝕;防護技術
氯堿生產是化工生產中的主要組成部分之一,最近幾年我國氯堿生產行業得到了較為迅速的發展,無論是聚氯乙烯,還是燒堿的產量與產能均居于全球第一,已經成為了世界最大的氯堿生產國。但是氯堿生產過程中往往會使用一系列腐蝕性較強的物料,如鹽酸、燒堿、氯氣等,必然會給生產裝置帶來較大的腐蝕性,因此,務必要做好氯堿生產中的腐蝕防護技術。
氯氣是氯堿生產中較為重要的原料之一,有一定的腐蝕性,會嚴重腐蝕到生產設備。氯(CL)的化學性質較強,雖然其在干燥環境、常溫下的腐蝕性不強,但是若環境變潮濕、溫度增高,這樣就會大幅度增強氯的腐蝕性。與此同時,氯與水反應之后就會出現腐蝕性、氧化性較強的次氯酸與鹽酸。氯氣能夠腐蝕絕大多數的金屬,如鋁、銅、碳鋼、不銹鋼等。在生產氯氣時,務必要干燥濕氯氣(由電解生成),且使氯氣的溫度低于90℃。由于氯氣壓縮機的出口溫度高于90℃,那么壓縮機的材質最好不要選擇碳鋼,要選擇不銹鋼316L。
橡膠在氯堿生產中的應用范圍很廣,主要原因在于:橡膠具有較強的防滲透性與耐腐蝕性,可應用于金屬設備的復合襯里防滲層或者防腐層。橡膠主要可分為兩大類,分別是合成橡膠與天然橡膠,天然橡膠的化學性能較好,能夠有效地抵抗堿溶液、非氧化性強酸、有機酸、鹽溶液等介質的腐蝕。將橡膠應用到氯堿生產中,能夠較好地防止出現氯水腐蝕、濕氯腐蝕等,能夠延長金屬設備的使用壽命。
氯化氫是氯堿生產過程中產生的重要產物,氯化氫與水相溶之后就會呈現出較強的腐蝕性,會對生產管道和生產設備進行損壞。為了避免出現這種情況,要合理地選擇材質,鹽酸貯槽的材質可采用玻璃鋼,換熱器、吸收器等設備的材質可采用石墨。從目前來看,玻璃鋼在氯堿生產過程中已經被廣泛應用,玻璃鋼的承載材料主要是增強材料,玻璃鋼已經逐步代替了不銹鋼、碳鋼等材質。
燒堿也是氯堿生產過程中產生的重要產物,但值得注意的是,隨著燒堿溶液的進一步濃縮,往往會對金屬設備造成較強的腐蝕,務必要采取相應措施來有效延長設備的使用壽命。以大鍋腐蝕和防腐材料為例,鑄鐵是大鍋的主要材質,大鍋損壞原因主要有兩點:第一,堿液在大鍋中進行熬煮時,所產生的氯酸鹽會對大鍋造成較強的腐蝕;第二,大鍋的加熱方式是明火加熱方式,大鍋底部的外壁溫度可達1100-1200℃,鍋內溫度可達450℃。由于大鍋反復處于不均勻加熱的狀態,較易出現應力集中的現象,而在濃堿、高溫的共同作用下,會出現堿脆(也被稱為“應力腐蝕破裂”)現象,進而導致大鍋破壞。有鑒于此,可選用耐蝕性好、機械性強、加工性好的鎳材料,可將其應用于乙烯法氯乙烯裝置、堿液蒸發器的固定床氧氯化反應器中。
次氯酸鈉在堿性條件、強酸性條件下能夠達到較為穩定的狀態,且腐蝕性較強,并且會隨著環境溫度的增加而使得腐蝕性增加。在次氯酸鈉分解過程中屬于放熱反應,會出現大量的熱,若不能及時散去熱量,會導致生產設備的局部溫度過高,若生產設備的材料為金屬材料,那么就會導致金屬設備受到損壞。待次氯酸鈉處于穩定狀態時,聚酯FRP、乙烯酯FRP、PVC等非金屬材料的適用性、經濟性、防腐蝕性都較好。值得注意的是,若次氯酸鈉的溫度較高,即便生產設備的材質為聚酯FRP、乙烯酯FRP、PVC等非金屬材料,依然會出現腐蝕,甚至還有可能會穿孔;在這種情況下,可使用鈦金屬材料來防腐。
氯堿生產過程必然中會出現HCl、Cl2等腐蝕性較強的尾氣,較易會對管架、管路、生產設備等造成嚴重腐蝕,導致氯堿生產存在著較大的安全隱患。為了避免尾氣腐蝕,可以對管架、管路、生產設備等涂抹防腐涂料,以此來提升其抗腐蝕性。但是這種方式屬于“守株待兔”型,屬于被動防范技術,可結合氯堿生產的實際情況來改進氯堿生產工藝,以此來降低尾氣的腐蝕性。
總之,氯堿生產過程中存在著較多的腐蝕現象,會嚴重威脅到生產環境,務必要有針對性地分析,并且采取相應的防腐技術,以此來為氯堿化工企業營造出安全、良好的生產環境,值得推廣應用。
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