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：我國化工生產企業中，氯堿生產企業是十分重要的組成部分，有助于促進工業經濟的順利發展。工業生產中，氯堿化工是重要的內容，氯堿生產中使用的氯氣、燒堿以及鹽酸等有很強的腐蝕性，將對生產裝置產生一定的腐蝕，因此需要對生產工藝、機械設備等做好防護措施，使得生產經營更加安全。文章就氯堿生產中的腐蝕以及防護技術措施進行分析研究，保證氯堿生產企業能夠安全運行。

關鍵詞：氯堿生產 腐蝕 防護技術

氯堿化工生產中，使用的原料、半成品以及成品等有很強的腐蝕性，氯堿生產過程中出現的氯氣、鹽酸以及酸等物質有很強的腐蝕性，腐蝕生產設備，如果生產設備缺少防腐性，將會造成極為嚴重的經濟損失，甚至會威脅化工企業的生產安全性。所以需要加強氯堿生產工藝流程，并做好防腐工作，使得生產工藝以及設備材料等進行優化，將腐蝕性的危害減少到最低程度，保證生產更加安全。

1、氯氣的腐蝕與防護技術措施

氯堿生產過程中，氯氣是十分重要的原料，將對生產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，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定的，濕氯氣環境中則容易被腐蝕?？梢詫⑻间摬馁|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需要使用不銹鋼316L。

鈦本身是活性金屬，常溫情況下能夠產生保護性的氧化膜，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，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定。氯堿生產中，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，能夠提高其使用壽命。

2、酸腐蝕與防護技術措施

氯堿工業產生中，氯化氫是重要的產物，遇到水之后，鹽酸溶液有很強的腐蝕性，會損壞生產設備和管道。在生產過程中，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，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，在化工生產企業中，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，能夠滿足惡劣環境的需要，在強氧化介質等中防腐性也比較差。

3、燒堿腐蝕與防護技術措施

在氯堿生產過程中，燒堿是十分重要的產品，鍋式法同堿生產中，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生腐蝕，此外大鍋是明火加熱，鍋內的溫度是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、冷卻時容易產生應力。應力在高溫、濃堿作用下，會出現應力腐蝕破裂，也就是堿脆現象，這是大鍋出現破壞的重要因素。

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膜式法同堿生產中的材料

固、片堿生產中，高溫濃堿會腐蝕設備，利用膜式蒸發器將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，產生新生態氧，這種新生態氧與鎳制的蒸發器產生反應出現氧化鎳層。在高溫情況下，氧化鎳會在濃堿中溶解，然后被帶走。新生態氧與鎳管發生反應產生氧化鎳層。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等經濟性和適用性比較強。[5]次氯酸鈉分解會產生大量的熱，如果熱量不能散去，也使局部溫度過高，使得設備出現損壞，分解反應會破壞很多金屬材料。FEP及PFA等材質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，對大部分金屬物質都會產生腐蝕，如果嚴重會使得金屬出現穿孔的情況。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，使其更加經濟。

5、尾氣腐蝕與防護技術措施

氯堿生產過程中會出現尾氣，其中有很多氯氣、氯化氫氣體等，這些物質的腐蝕性比較強，容易腐蝕生產設備、管路、管架等，使得生產不夠安全，并且會產生一定的經濟損失。

要防止氯堿生產中出現的尾氣，就可以粉刷涂料，使得生產設備、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，以此需要對生產工藝進行改進，使得生產過程中出現的腐蝕性物質含量降低，減少尾氣的腐蝕性。

結束語

氯堿生產過程中，由于腐蝕差異等原材料，半成品和成品，生產設備腐蝕，這威脅到工業生產的安全，即使在生產環境中，使化工生產的經濟效益受到影響。氯堿生產的過程中，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行防腐化工生產設備，選擇適當的設備、材料，以及還需要改進生產工藝，生產環境優化和降低生產設備的腐蝕，使氯堿化工企業可以有一個好的、安全生產，實現良好的經濟效益和社會效益。

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.液氯化工生產中腐蝕與防護問題研究[J].科技促進發展，2011，S1：87-88+90.