Каустическая сода(NaOH) является одним из наиболее важных химических сырьевых материалов с общим годовым объемом производства 106 тонн.NaOH используется в органической химии, в производстве алюминия, в бумажной, пищевой промышленности, в производстве моющих средств и т.д. Каустическая сода является побочным продуктом производства хлора, 97% которого уходит место электролизом хлорида натрия.
Каустическая сода оказывает агрессивное воздействие на большинство металлических материалов, особенно при высоких температурах и концентрациях.Однако давно известно, что никель проявляет превосходную коррозионную стойкость к едкому натру при всех концентрациях и температурах, как показано на рис. 1.Кроме того, за исключением очень высоких концентраций и температур, никель невосприимчив к коррозионному растрескиванию под действием щелочи.Поэтому стандартные марки никеля сплав 200 (EN 2.4066/UNS N02200) и сплав 201 (EN 2.4068/UNS N02201) используются на этих стадиях производства каустической соды, требующих наивысшей коррозионной стойкости.Катоды в электролизере, используемом в мембранном процессе, также изготовлены из никелевых листов.Последующие установки для концентрирования щелока также изготовлены из никеля.Они работают по принципу многоступенчатого выпаривания, в основном с выпарными аппаратами с падающей пленкой.В этих установках никель используется в виде труб или трубных досок для теплообменников предварительного испарения, в виде листов или плакированных пластин для установок предварительного испарения и в трубах для транспортировки раствора едкого натра.В зависимости от расхода кристаллы едкого натра (пересыщенный раствор) могут вызывать эрозию трубок теплообменника, что приводит к необходимости их замены через 2–5 лет эксплуатации.Процесс испарителя с падающей пленкой используется для производства высококонцентрированной безводной каустической соды.В процессе с падающей пленкой, разработанном Бертрамсом, в качестве теплоносителя используется расплавленная соль при температуре около 400 °C.Здесь следует использовать трубы из низкоуглеродистого никелевого сплава 201 (EN 2.4068/UNS N02201), поскольку при температурах выше примерно 315 °C (600 °F) более высокое содержание углерода в стандартном никелевом сплаве марки 200 (EN 2.4066/UNS N02200 ) может привести к выделению графита на границах зерен.
Никель является предпочтительным конструкционным материалом для испарителей каустической соды, где нельзя использовать аустенитные стали.При наличии примесей, таких как хлораты или соединения серы, или когда требуется более высокая прочность, в некоторых случаях используются хромсодержащие материалы, такие как сплав 600 L (EN 2.4817/UNS N06600).Также большой интерес для едких сред представляет сплав 33 с высоким содержанием хрома (EN 1.4591/UNS R20033).Если предполагается использовать эти материалы, необходимо убедиться, что условия эксплуатации не вызовут коррозионного растрескивания под напряжением.
Сплав 33 (EN 1.4591/UNS R20033) демонстрирует превосходную коррозионную стойкость в 25 и 50 % NaOH до точки кипения и в 70 % NaOH при 170 °C.Этот сплав также показал отличные характеристики в полевых испытаниях на заводе, подвергавшемся воздействию каустической соды в процессе диафрагмы.39 На рис. 21 показаны некоторые результаты относительно концентрации этого диафрагменного каустического раствора, который был загрязнен хлоридами и хлоратами.До концентрации NaOH 45 % материалы сплав 33 (EN 1.4591/UNS R20033) и никелевый сплав 201 (EN 2.4068/UNS N2201) демонстрируют сопоставимую выдающуюся стойкость.С повышением температуры и концентрации сплав 33 становится даже более стойким, чем никель.Таким образом, из-за высокого содержания в нем хрома сплав 33 кажется выгодным для обработки щелочных растворов с хлоридами и гипохлоритом из процесса с диафрагмой или ртутной ячейкой.
Время публикации: 21 декабря 2022 г.