氯碱生产中的腐蚀及防腐蚀措施研究

盛长海（亚洲硅业（青海）有限公司，青海 西宁 810007）

在生产氯碱的过程中常常会包括大量的盐酸、氯气、酸等强酸性物质，带有强烈的腐蚀性，若生产装置并不具备较强的防腐性能，可能会严重腐蚀生产装置，甚至会对整个生产的安全性造成直接的影响。因此应该选择性的加强氯碱生产工艺流程中的防腐措施。需要进一步改善生产工艺以及设备材料，尽可能将腐蚀的危害性降至最低限度，使生产的安全性大大提高。

1 氯碱生产过程中的主要腐蚀来源

1.1 盐水或酸

氯碱生产尾气主要包括碱雾、氯化氢气体、氯气、硫酸气等，为了有效避免这些气体会腐蚀厂房设施设备等，目前主要是通过在厂房设施外表面涂防腐涂料进行保护，设备选材选用耐腐蚀材料，同时应该严格控制生产工艺，尽可能减少腐蚀。其次，在氯碱生产中产生盐酸、硫酸，都会严重腐蚀管道以及生产装置，因此应该注意加强防腐措施。

1.2 氯气

在氯碱生产过程中，最重要的生产原料是氯气，但是氯气会严重腐蚀生产装置。若处于干燥、常温环境下，氯气对金属不会产生很强的腐蚀，一旦温度升高，会快速加剧腐蚀。而氯气遇水会发生反应，产生具有较强腐蚀性的次氯酸以及盐酸，这些物质都会严重腐蚀不锈钢、铝、碳钢等很多金属材料。

1.3 烧碱的腐蚀

在氯碱生产过程中，烧碱也是主要的产品之一，采用锅式法固碱生产时，浓缩的烧碱溶液会严重腐蚀设备。烧碱存放的装置中可能会由于应力腐蚀作用，使设备开裂。因此若管路中会通过烧碱，以及烧碱存放的装置应该加强相应的防腐措施。

2 常用的氯碱生产选材

2.1 与盐酸相关的设备

目前，采用石墨材质制造的吸收器、换热器以及合成炉等合成盐酸装置已经被广泛应用于氯碱生产中，而盐酸贮槽也可以选择玻璃钢或碳钢衬里。对于大多数腐蚀环境而言，不透性石墨的耐腐蚀性能都比较好，比如有机溶剂、稀硫酸、沸点盐酸、氢氟酸等。只有氟、浓硫酸以及硝酸等具有强氧化性的介质才可以破坏石墨。而玻璃钢主要由基体材料、增强材料等原材料组成，其中增强材料是主要承载材料，主要原料包括玻璃纤维或者其织物，增强材料对于玻璃钢整体的刚度以及强度都会有直接的影响。聚四氟乙烯的耐热性、耐腐蚀性都比较好，基本上可以抵抗所有的化学介质（除高流速液氟、三氟化氯、钠、锂、钾、高温三氟化氧等）。

2.2 与氯气相关的设备

在不同的状态下，氯气对设备的腐蚀性也会有所差异，因此应该根据氯气在生产过程中的实际状态，针对性的选择设备材料，才可以真正达到防腐蚀的目的。氯气在干燥的情况下，同时温度＜90°时，应该选择碳钢材料的生产设备，在这个过程应该严格控制氯气的含水量以及温度，否则一旦超额的话会严重腐蚀设备。若氯气温湿度高于碳钢可以承受的最大极限值，应该选择钛金属设备材料，钛金属在常温下可以形成一层氧化膜，起到保护的作用。然而对于湿氯气腐蚀，钛金属应该具有一定范围，必要的话可以适当添加一定量贵金属，这样有利于提高其耐腐蚀性。

2.3 与烧碱相关的设备

在锅式法固碱生产中，其中的设备材料就是一般的铸铁，在实际生产过程中常常需要采用明火加热大锅，这样锅底外壁和锅内碱存在很大的温度差，温度反复变化，而且浓碱也存在很强的腐蚀，这样会导致大锅开裂。为了尽量延长大锅使用期限，应该严格控制碱液电解中生成的氯酸盐含量，尽量避免腐蚀大锅。点火前应该将少量硝酸钠加入到锅内，使其表面形成一层氧化膜，这样有利于增强其耐腐蚀性能。其次，进入熬碱锅前应该先预热碱液，温度在140℃-150℃后再将其放置在锅内。完成熬制后通过热碱溶液进行溶解，然后将大锅用热水洗净，这样可有效避免锅底温度产生剧烈的改变。

3 防腐蚀措施

3.1 蒸发车间

浓碱蒸发器采用碳钢等材质的情况下，很容易腐蚀开裂，可以替代选择1Cr18Ni9i不锈钢材质。

3.2 盐酸车间

一般都是采用硬聚氯乙烯管合成盐酸系统的液体输送管道以及氯化氢气体输送管道，这种材质的耐温限度是65℃，长时间下很容易变形。可以换成钢衬聚丙烯管，这样可有效解决问题，保证能够安全生产盐酸。氯碱厂盐酸车间的喷射吸收水罐、储罐以及计量罐等设备都应该采用碳钢体内衬橡胶，大概有20年使用寿命。

3.3 电解车间

腐蚀设备最严重的是重饱和盐水预热器，主要是电化学腐蚀。碳钢管道列管换热器的使用时间在半年以内出现泄漏，可以换成紫铜管列管式换热器，这样使用寿命为1年半左右，同时密封性能相对较好。淡碱管、电解盐水管可以采用钢衬聚丙烯管道，这样使用寿命可以超过8年。

总而言之，氯碱生产中存在很多具有强腐蚀性的物质，应该结合腐蚀物质的性质及其相关的生产工艺，选择针对性的防腐材料，不断改善生产工艺，将腐蚀性降至最低，延长设备使用寿命，确保能够安全生产。

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