黃帥杰
摘 要:我國(guó)化工生產(chǎn)企業(yè)中,氯堿生產(chǎn)企業(yè)是十分重要的組成部分,有助于促進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的順利發(fā)展。工業(yè)生產(chǎn)中,氯堿化工是重要的內(nèi)容,氯堿生產(chǎn)中使用的氯氣、燒堿以及鹽酸等有很強(qiáng)的腐蝕性,將對(duì)生產(chǎn)裝置產(chǎn)生一定的腐蝕,因此需要對(duì)生產(chǎn)工藝、機(jī)械設(shè)備等做好防護(hù)措施,使得生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)更加安全。文章就氯堿生產(chǎn)中的腐蝕以及防護(hù)技術(shù)措施進(jìn)行分析研究,保證氯堿生產(chǎn)企業(yè)能夠安全運(yùn)行。
關(guān)鍵詞:氯堿生產(chǎn) 腐蝕 防護(hù)技術(shù)
氯堿化工生產(chǎn)中,使用的原料、半成品以及成品等有很強(qiáng)的腐蝕性,氯堿生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的氯氣、鹽酸以及酸等物質(zhì)有很強(qiáng)的腐蝕性,腐蝕生產(chǎn)設(shè)備,如果生產(chǎn)設(shè)備缺少防腐性,將會(huì)造成極為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,甚至?xí){化工企業(yè)的生產(chǎn)安全性。所以需要加強(qiáng)氯堿生產(chǎn)工藝流程,并做好防腐工作,使得生產(chǎn)工藝以及設(shè)備材料等進(jìn)行優(yōu)化,將腐蝕性的危害減少到最低程度,保證生產(chǎn)更加安全。
1、氯氣的腐蝕與防護(hù)技術(shù)措施
氯堿生產(chǎn)過程中,氯氣是十分重要的原料,將對(duì)生產(chǎn)設(shè)備造成極為嚴(yán)重的腐蝕,因此必須要做好防腐蝕的工作,這是極為重要的。氯有著較強(qiáng)的化學(xué)性質(zhì),常溫、干燥情況下的氯對(duì)大部分的金屬腐蝕性不強(qiáng),如果溫度增高,腐蝕性就會(huì)加強(qiáng)。濕氯氣中氯與水反應(yīng)產(chǎn)生鹽酸和次氯酸,鹽酸的腐蝕性比較強(qiáng),次氯酸的氧化性比較強(qiáng)。很多金屬,如銅、不銹鋼、碳鋼、鋁等都可以被腐蝕,[1]只有一些金屬、非金屬材料才能夠在一定條件下對(duì)濕氯氣的腐蝕進(jìn)行抵抗。在氯氣的生產(chǎn)和使用過程中,必須要對(duì)電解生成的濕氯氣除水干燥操作在低于90℃的干燥氯氣中,碳鋼的應(yīng)用是比較穩(wěn)定的,濕氯氣環(huán)境中則容易被腐蝕??梢詫⑻间摬馁|(zhì)的透平壓縮機(jī)、設(shè)備以及輸送管線等用作水的冷卻、干燥等氯氣環(huán)境中,需要將氯氣的溫度控制在90℃以下。如果氯氣壓縮機(jī)的出口溫度對(duì)于90℃,壓縮機(jī)和后冷卻材質(zhì)需要使用不銹鋼316L。
鈦本身是活性金屬,常溫情況下能夠產(chǎn)生保護(hù)性的氧化膜,有很好的耐蝕性,能夠防止各種氯化物、次氯酸鹽、氧化性酸、有機(jī)酸以及堿等腐蝕。不受到還原性酸的腐蝕。常溫情況下,鈦能夠耐小于10%的鹽酸,溫度達(dá)到50℃時(shí),能夠耐3%的鹽酸。加入少量的貴金屬,能夠使得鈦的耐蝕性得到提升。
生產(chǎn)中橡膠的使用范圍很廣??梢杂脕碇谱飨鹉z制品,主要是橡膠的耐腐蝕性和防滲透性比較強(qiáng),可以在金屬設(shè)備的防腐以及復(fù)合襯里防滲層使用。橡膠有天然和合成兩種,天然橡膠有很好的化學(xué)性能,能夠耐非氧化性強(qiáng)酸、鹽溶液、有機(jī)酸、堿溶液等腐蝕,在強(qiáng)氧化酸以及芳香族化合物中并不穩(wěn)定。氯堿生產(chǎn)中,橡膠能夠很好的避免濕氯、氯水等腐蝕,干燥氯氣中,會(huì)被腐蝕成粉末。使用橡膠作為設(shè)備、管路等材質(zhì),能夠提高其使用壽命。
2、酸腐蝕與防護(hù)技術(shù)措施
氯堿工業(yè)產(chǎn)生中,氯化氫是重要的產(chǎn)物,遇到水之后,鹽酸溶液有很強(qiáng)的腐蝕性,會(huì)損壞生產(chǎn)設(shè)備和管道。在生產(chǎn)過程中,硫酸的使用也會(huì)腐蝕設(shè)備。鹽酸裝置使用的材料需要科學(xué)的選擇,保證防腐工作的順利推進(jìn)。當(dāng)前,吸收器、換熱器等都是將石墨作為主要的材質(zhì),主要使用玻璃鋼作為鹽酸貯槽。
玻璃鋼的原材料有增強(qiáng)和基體材料兩種,增強(qiáng)材料是玻璃鋼的主要承載材料,會(huì)對(duì)玻璃鋼的強(qiáng)度、剛度等產(chǎn)生直接性的影響,一般是玻璃纖維或織物等?;w材料以合成樹脂作為主要的成分,組成的物質(zhì)是合成樹脂和輔料。[3]基體材料的主要作用是傳遞纖維間的有效載荷,保證載荷的分布均勻。玻璃鋼的性能會(huì)受到基體材料性能的影響,在化工生產(chǎn)企業(yè)中,碳鋼以及不銹鋼等逐漸被玻璃鋼所代替。不透性石墨有很好的耐腐蝕性,能夠滿足惡劣環(huán)境的需要,在強(qiáng)氧化介質(zhì)等中防腐性也比較差。
3、燒堿腐蝕與防護(hù)技術(shù)措施
在氯堿生產(chǎn)過程中,燒堿是十分重要的產(chǎn)品,鍋式法同堿生產(chǎn)中,燒堿溶液的濃縮會(huì)腐蝕設(shè)備,因此需要采取有效的措施使得設(shè)備裝置的使用壽命得以延長(zhǎng)。
3.1大鍋腐蝕和防腐材料
大鍋的材質(zhì)主要是鑄鐵,大鍋之所以會(huì)損壞,一方面是因?yàn)橛么箦伆局髩A液中氯酸鹽時(shí)會(huì)產(chǎn)生腐蝕,此外大鍋是明火加熱,鍋內(nèi)的溫度是450℃左右。鍋底的外壁溫度能夠達(dá)到1100-1200℃。[4]大鍋反復(fù)不均勻加熱、冷卻時(shí)容易產(chǎn)生應(yīng)力。應(yīng)力在高溫、濃堿作用下,會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕破裂,也就是堿脆現(xiàn)象,這是大鍋出現(xiàn)破壞的重要因素。
鎳有很好的加工、機(jī)械性能,耐蝕性也比較好。鎳是耐熱濃堿液腐蝕的材料,能夠耐中性、微酸性溶液、有機(jī)溶劑的腐蝕。不耐氧化性酸、融金屬等腐蝕,在堿液蒸發(fā)器、乙烯法氯乙烯裝置的固定床氧氯化反應(yīng)器中有很好的應(yīng)用。
3.2膜式法同堿生產(chǎn)中的材料
固、片堿生產(chǎn)中,高溫濃堿會(huì)腐蝕設(shè)備,利用膜式蒸發(fā)器將45%的堿液濃縮到60%。溫度低于150℃時(shí),使用鎳作為材料,其使用壽命更長(zhǎng)。250℃以上,氯酸鹽可以逐步分解,產(chǎn)生新生態(tài)氧,這種新生態(tài)氧與鎳制的蒸發(fā)器產(chǎn)生反應(yīng)出現(xiàn)氧化鎳層。在高溫情況下,氧化鎳會(huì)在濃堿中溶解,然后被帶走。新生態(tài)氧與鎳管發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氧化鎳層。氯酸鹽被鎳管氧化,氧化層被濃堿沖刷、溶解,鎳制蒸發(fā)器在運(yùn)行時(shí)會(huì)被腐蝕,使得壽命得以縮短。
4、次氯酸鈉腐蝕與防護(hù)技術(shù)措施
強(qiáng)酸性、堿性條件下次氯酸鈉比較穩(wěn)定,次氯酸鈉腐蝕性比較強(qiáng),溫度比較高的情況下,腐蝕性是最大的。次氯酸鈉比較穩(wěn)定時(shí),很多非金屬材料有比較強(qiáng)的防腐蝕性。PVC、乙烯酯FRP、聚酯FRP等經(jīng)濟(jì)性和適用性比較強(qiáng)。[5]次氯酸鈉分解會(huì)產(chǎn)生大量的熱,如果熱量不能散去,也使局部溫度過高,使得設(shè)備出現(xiàn)損壞,分解反應(yīng)會(huì)破壞很多金屬材料。FEP及PFA等材質(zhì)對(duì)次氯酸鈉的防腐性比較好,滿足防腐需要。
次氯酸鈉溫度比較高時(shí),對(duì)大部分金屬物質(zhì)都會(huì)產(chǎn)生腐蝕,如果嚴(yán)重會(huì)使得金屬出現(xiàn)穿孔的情況。使用鈦金屬材料能夠很好的防止次氯酸鈉的腐蝕,在設(shè)計(jì)的運(yùn)行過程中效果也比較好。氯堿生產(chǎn)中,可以使用玻璃鋼、PVC材料等對(duì)次氯酸鈉進(jìn)行輸送,使其更加經(jīng)濟(jì)。
5、尾氣腐蝕與防護(hù)技術(shù)措施
氯堿生產(chǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)尾氣,其中有很多氯氣、氯化氫氣體等,這些物質(zhì)的腐蝕性比較強(qiáng),容易腐蝕生產(chǎn)設(shè)備、管路、管架等,使得生產(chǎn)不夠安全,并且會(huì)產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)損失。
要防止氯堿生產(chǎn)中出現(xiàn)的尾氣,就可以粉刷涂料,使得生產(chǎn)設(shè)備、管路、管架等的抗腐蝕性得到提升。但是這種方法是被動(dòng)防范,不能從根本上解決問題,以此需要對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn),使得生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的腐蝕性物質(zhì)含量降低,減少尾氣的腐蝕性。
結(jié)束語
氯堿生產(chǎn)過程中,由于腐蝕差異等原材料,半成品和成品,生產(chǎn)設(shè)備腐蝕,這威脅到工業(yè)生產(chǎn)的安全,即使在生產(chǎn)環(huán)境中,使化工生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益受到影響。氯堿生產(chǎn)的過程中,有必要分析科學(xué)的腐蝕機(jī)理,采取有效措施,防止腐蝕??梢赃M(jìn)行防腐化工生產(chǎn)設(shè)備,選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)備、材料,以及還需要改進(jìn)生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)環(huán)境優(yōu)化和降低生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕,使氯堿化工企業(yè)可以有一個(gè)好的、安全生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)
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[3]劉凱.基于氯堿化工設(shè)備的腐蝕與防護(hù)研究[J].化工管理,2015,32:25.
[4]李相德.液氯化工生產(chǎn)中腐蝕與防護(hù)問題研究[J].科技促進(jìn)發(fā)展,2011,S1:87-88+90.