基于氯堿化工設備的腐蝕與防護研究氯堿化工腐蝕與防護

黃帥杰

摘 要：我國化工生產(chǎn)企業(yè)中，氯堿生產(chǎn)企業(yè)是十分重要的組成部分，有助于促進工業(yè)經(jīng)濟的順利發(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的腐蝕性，將對生產(chǎn)裝置產(chǎn)生一定的腐蝕，因此需要對生產(chǎn)工藝、機械設備等做好防護措施，使得生產(chǎn)經(jīng)營更加安全。文章就氯堿生產(chǎn)中的腐蝕以及防護技術措施進行分析研究，保證氯堿生產(chǎn)企業(yè)能夠安全運行。

關鍵詞：氯堿生產(chǎn) 腐蝕 防護技術

氯堿化工生產(chǎn)中，使用的原料、半成品以及成品等有很強的腐蝕性，氯堿生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的氯氣、鹽酸以及酸等物質(zhì)有很強的腐蝕性，腐蝕生產(chǎn)設備，如果生產(chǎn)設備缺少防腐性，將會造成極為嚴重的經(jīng)濟損失，甚至會威脅化工企業(yè)的生產(chǎn)安全性。所以需要加強氯堿生產(chǎn)工藝流程，并做好防腐工作，使得生產(chǎn)工藝以及設備材料等進行優(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、氯氣的腐蝕與防護技術措施

氯堿生產(chǎn)過程中，氯氣是十分重要的原料，將對生產(chǎn)設備造成極為嚴重的腐蝕，因此必須要做好防腐蝕的工作，這是極為重要的。氯有著較強的化學性質(zhì)，常溫、干燥情況下的氯對大部分的金屬腐蝕性不強，如果溫度增高，腐蝕性就會加強。濕氯氣中氯與水反應產(chǎn)生鹽酸和次氯酸，鹽酸的腐蝕性比較強，次氯酸的氧化性比較強。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濕氯氣的腐蝕進行抵抗。在氯氣的生產(chǎn)和使用過程中，必須要對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、設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。如果氯氣壓縮機的出口溫度對于90℃，壓縮機和后冷卻材質(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，溫度達到50℃時，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。可以用來制作橡膠制品，主要是橡膠的耐腐蝕性和防滲透性比較強，可以在金屬設備的防腐以及復合襯里防滲層使用。橡膠有天然和合成兩種，天然橡膠有很好的化學性能，能夠耐非氧化性強酸、鹽溶液、有機酸、堿溶液等腐蝕，在強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，會被腐蝕成粉末。使用橡膠作為設備、管路等材質(zhì)，能夠提高其使用壽命。

2、酸腐蝕與防護技術措施

氯堿工業(yè)產(chǎn)生中，氯化氫是重要的產(chǎn)物，遇到水之后，鹽酸溶液有很強的腐蝕性，會損壞生產(chǎn)設備和管道。在生產(chǎn)過程中，硫酸的使用也會腐蝕設備。鹽酸裝置使用的材料需要科學的選擇，保證防腐工作的順利推進。當前，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和基體材料兩種，增強材料是玻璃鋼的主要承載材料，會對玻璃鋼的強度、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，在強氧化介質(zhì)等中防腐性也比較差。

3、燒堿腐蝕與防護技術措施

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，燒堿溶液的濃縮會腐蝕設備，因此需要采取有效的措施使得設備裝置的使用壽命得以延長。

3.1大鍋腐蝕和防腐材料

大鍋的材質(zhì)主要是鑄鐵，大鍋之所以會損壞，一方面是因為用大鍋熬煮堿液中氯酸鹽時會產(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到1100-1200℃。[4]大鍋反復不均勻加熱、冷卻時容易產(chǎn)生應力。應力在高溫、濃堿作用下，會出現(xiàn)應力腐蝕破裂，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器中有很好的應用。

3.2膜式法同堿生產(chǎn)中的材料

固、片堿生產(chǎn)中，高溫濃堿會腐蝕設備，利用膜式蒸發(fā)器將45%的堿液濃縮到60%。溫度低于150℃時，使用鎳作為材料，其使用壽命更長。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)生反應出現(xiàn)氧化鎳層。在高溫情況下，氧化鎳會在濃堿中溶解，然后被帶走。新生態(tài)氧與鎳管發(fā)生反應產(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)器在運行時會被腐蝕，使得壽命得以縮短。

4、次氯酸鈉腐蝕與防護技術措施

強酸性、堿性條件下次氯酸鈉比較穩(wěn)定，次氯酸鈉腐蝕性比較強，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，很多非金屬材料有比較強的防腐蝕性。PVC、乙烯酯FRP、聚酯FRP等經(jīng)濟性和適用性比較強。[5]次氯酸鈉分解會產(chǎn)生大量的熱，如果熱量不能散去，也使局部溫度過高，使得設備出現(xiàn)損壞，分解反應會破壞很多金屬材料。FEP及PFA等材質(zhì)對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，對大部分金屬物質(zhì)都會產(chǎn)生腐蝕，如果嚴重會使得金屬出現(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，在設計的運行過程中效果也比較好。氯堿生產(chǎn)中，可以使用玻璃鋼、PVC材料等對次氯酸鈉進行輸送，使其更加經(jīng)濟。

5、尾氣腐蝕與防護技術措施

氯堿生產(chǎn)過程中會出現(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，容易腐蝕生產(chǎn)設備、管路、管架等，使得生產(chǎn)不夠安全，并且會產(chǎn)生一定的經(jīng)濟損失。

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)設備、管路、管架等的抗腐蝕性得到提升。但是這種方法是被動防范，不能從根本上解決問題，以此需要對生產(chǎn)工藝進行改進，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)濟效益受到影響。氯堿生產(chǎn)的過程中，有必要分析科學的腐蝕機理，采取有效措施，防止腐蝕?？梢赃M行防腐化工生產(chǎn)設備，選擇適當?shù)脑O備、材料，以及還需要改進生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)環(huán)境優(yōu)化和降低生產(chǎn)設備的腐蝕，使氯堿化工企業(yè)可以有一個好的、安全生產(chǎn)，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]劉浩華，賀桃香.耐腐蝕材料在氯堿化工中的應用[J].中國氯堿，2010，10：25-27.

[2]郭松濤.耐腐蝕材料在氯堿化工中的應用[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2011，07：33.

[3]劉凱.基于氯堿化工設備的腐蝕與防護研究[J].化工管理，2015，32：25.

[4]李相德.液氯化工生產(chǎn)中腐蝕與防護問題研究[J].科技促進發(fā)展，2011，S1：87-88+90.