Каустическая сода(NaOH) является одним из наиболее важных видов химического сырья, общий годовой объем производства которого составляет 106 тонн.NaOH используется в органической химии, при производстве алюминия, в бумажной промышленности, в пищевой промышленности, при производстве моющих средств и т. д. Каустическая сода является побочным продуктом при производстве хлора, 97% которого занимает место электролизом хлорида натрия.
Каустическая сода оказывает агрессивное воздействие на большинство металлических материалов, особенно при высоких температурах и концентрациях.Однако уже давно известно, что никель демонстрирует превосходную коррозионную стойкость к каустической соде при всех концентрациях и температурах, как показано на рисунке 1.Кроме того, за исключением очень высоких концентраций и температур, никель невосприимчив к коррозионному растрескиванию под действием щелочей.Поэтому стандартные марки никеля сплав 200 (EN 2.4066/UNS N02200) и сплав 201 (EN 2.4068/UNS N02201) используются на тех этапах производства каустической соды, где требуется высочайшая коррозионная стойкость.Катоды в электролитической ячейке, используемой в мембранном процессе, также изготовлены из листов никеля.Последующие агрегаты концентрирования щелока также изготовлены из никеля.Они работают по принципу многоступенчатого испарения, преимущественно с использованием испарителей с падающей пленкой.В этих установках никель применяется в виде труб или трубных решеток для теплообменников предварительного испарения, в виде листов или плакированных пластин для блоков предварительного испарения, а также в трубах для транспортировки раствора едкого натра.В зависимости от расхода кристаллы каустической соды (пересыщенный раствор) могут вызвать эрозию трубок теплообменника, что приводит к необходимости их замены после периода эксплуатации 2–5 лет.Испарительный процесс с падающей пленкой используется для производства высококонцентрированной безводной каустической соды.В процессе падающей пленки, разработанном Бертрамсом, в качестве нагревательной среды 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 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 будут использоваться эти материалы, необходимо убедиться, что условия эксплуатации не могут вызвать коррозионное растрескивание 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, подвергающемся воздействию каустической соды в результате диафрагменного процесса.39 На рисунке 21 показаны некоторые результаты, касающиеся 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 сравнимую выдающуюся стойкость.С увеличением температуры и концентрации сплав 33 становится даже более стойким, чем никель.Таким образом, из-за высокого содержания хрома сплав 33 кажется предпочтительным для работы с каустическими растворами с хлоридами и гипохлоритом, полученными в процессе с диафрагмой или ртутной ячейкой.
Время публикации: 21 декабря 2022 г.