氯碱生产中的腐蚀与防护技术分析

郭美燕

摘 要：我国化工生产企业中，氯碱生产企业是十分重要的组成部分，有助于促进工业经济的顺利发展。工业生产中，氯碱化工是重要的内容，氯碱生产中使用的氯气、烧碱以及盐酸等有很强的腐蚀性，将对生产装置产生一定的腐蚀，因此需要对生产工艺、机械设备等做好防护措施，使得生产经营更加安全。文章就氯碱生产中的腐蚀以及防护技术措施进行分析研究，保证氯碱生产企业能够安全运行。

关键词：氯碱生产；腐蚀；防护技术

氯碱化工生产中，使用的原料、半成品以及成品等有很强的腐蚀性，氯碱生产过程中出现的氯气、盐酸以及酸等物质有很强的腐蚀性，腐蚀生产设备，如果生产设备缺少防腐性，将会造成极为严重的经济损失，甚至会威胁化工企业的生产安全性。所以需要加强氯碱生产工艺流程，并做好防腐工作，使得生产工艺以及设备材料等进行优化，将腐蚀性的危害减少到最低程度，保证生产更加安全。

1 氯气的腐蚀与防护技术措施

氯碱生产过程中，氯气是十分重要的原料，将对生产设备造成极为严重的腐蚀，因此必须要做好防腐蚀的工作，这是极为重要的。氯有着较强的化学性质，常温、干燥情况下的氯对大部分的金属腐蚀性不强，如果温度增高，腐蚀性就会加强。湿氯气中氯与水反应产生盐酸和次氯酸，盐酸的腐蚀性比较强，次氯酸的氧化性比较强。很多金属，如铜、不锈钢、碳钢、铝等都可以被腐蚀，[1]只有一些金属、非金属材料才能够在一定条件下对湿氯气的腐蚀进行抵抗。在氯气的生产和使用过程中，必须要对电解生成的湿氯气除水干燥操作在低于90℃的干燥氯气中，碳钢的应用是比较稳定的，湿氯气环境中则容易被腐蚀。可以将碳钢材质的透平压缩机、设备以及输送管线等用作水的冷却、干燥等氯气环境中，需要将氯气的温度控制在90℃以下。如果氯气压缩机的出口温度对于90℃，压缩机和后冷却材质需要使用不锈钢316L。[2]

钛本身是活性金属，常温情况下能够产生保护性的氧化膜，有很好的耐蚀性，能够防止各种氯化物、次氯酸盐、氧化性酸、有机酸以及碱等腐蚀。不受到还原性酸的腐蚀。常温情况下，钛能够耐小于10%的盐酸，温度达到50℃时，能够耐3%的盐酸。加入少量的贵金属，能够使得钛的耐蚀性得到提升。

生产中橡胶的使用范围很广。可以用来制作橡胶制品，主要是橡胶的耐腐蚀性和防渗透性比较强，可以在金属设备的防腐以及复合衬里防渗层使用。橡胶有天然和合成两种，天然橡胶有很好的化学性能，能够耐非氧化性强酸、盐溶液、有机酸、碱溶液等腐蚀，在强氧化酸以及芳香族化合物中并不稳定。氯碱生产中，橡胶能够很好的避免湿氯、氯水等腐蚀，干燥氯气中，会被腐蚀成粉末。使用橡胶作为设备、管路等材质，能够提高其使用寿命。

2 酸腐蚀与防护技术措施

氯碱工业产生中，氯化氢是重要的产物，遇到水之后，盐酸溶液有很强的腐蚀性，会损坏生产设备和管道。在生产过程中，硫酸的使用也会腐蚀设备。盐酸装置使用的材料需要科学的选择，保证防腐工作的顺利推进。当前，吸收器、换热器等都是将石墨作为主要的材质，主要使用玻璃钢作为盐酸贮槽。

玻璃钢的原材料有增强和基体材料两种，增强材料是玻璃钢的主要承载材料，会对玻璃钢的强度、刚度等产生直接性的影响，一般是玻璃纤维或织物等。基体材料以合成树脂作为主要的成分，组成的物质是合成树脂和辅料。[3]基体材料的主要作用是传递纤维间的有效载荷，保证载荷的分布均匀。玻璃钢的性能会受到基体材料性能的影响，在化工生产企业中，碳钢以及不锈钢等逐渐被玻璃钢所代替。不透性石墨有很好的耐腐蚀性，能够满足恶劣环境的需要，在强氧化介质等中防腐性也比较差。

3 烧碱腐蚀与防护技术措施

在氯碱生产过程中，烧碱是十分重要的产品，锅式法同碱生产中，烧碱溶液的浓缩会腐蚀设备，因此需要采取有效的措施使得设备装置的使用寿命得以延长。

3.1 大锅腐蚀和防腐材料

大锅的材质主要是铸铁，大锅之所以会损坏，一方面是因为用大锅熬煮碱液中氯酸盐时会产生腐蚀，此外大锅是明火加热，锅内的温度是450℃左右。锅底的外壁温度能够达到1100-1200℃。[4]大锅反复不均匀加热、冷却时容易产生应力。应力在高温、浓碱作用下，会出现应力腐蚀破裂，也就是碱脆现象，这是大锅出现破坏的重要因素。

镍有很好的加工、机械性能，耐蚀性也比较好。镍是耐热浓碱液腐蚀的材料，能够耐中性、微酸性溶液、有机溶剂的腐蚀。不耐氧化性酸、融金属等腐蚀，在碱液蒸发器、乙烯法氯乙烯装置的固定床氧氯化反应器中有很好的应用。

3.2 膜式法同碱生产中的材料

固、片碱生产中，高温浓碱会腐蚀设备，利用膜式蒸发器將45%的碱液浓缩到60%。温度低于150℃时，使用镍作为材料，其使用寿命更长。250℃以上，氯酸盐可以逐步分解，产生新生态氧，这种新生态氧与镍制的蒸发器产生反应出现氧化镍层。在高温情况下，氧化镍会在浓碱中溶解，然后被带走。新生态氧与镍管发生反应产生氧化镍层。氯酸盐被镍管氧化，氧化层被浓碱冲刷、溶解，镍制蒸发器在运行时会被腐蚀，使得寿命得以缩短。

4 次氯酸钠腐蚀与防护技术措施

强酸性、碱性条件下次氯酸钠比较稳定，次氯酸钠腐蚀性比较强，温度比较高的情况下，腐蚀性是最大的。次氯酸钠比较稳定时，很多非金属材料有比较强的防腐蚀性。PVC、乙烯酯FRP、聚酯FRP等经济性和适用性比较强。[5]次氯酸钠分解会产生大量的热，如果热量不能散去，也使局部温度过高，使得设备出现损坏，分解反应会破坏很多金属材料。FEP及PFA等材质对次氯酸钠的防腐性比较好，满足防腐需要。

次氯酸钠温度比较高时，对大部分金属物质都会产生腐蚀，如果严重会使得金属出现穿孔的情况。使用钛金属材料能够很好的防止次氯酸钠的腐蚀，在设计的运行过程中效果也比较好。氯碱生产中，可以使用玻璃钢、PVC材料等对次氯酸钠进行输送，使其更加经济。

5 尾气腐蚀与防护技术措施

氯碱生产过程中会出现尾气，其中有很多氯气、氯化氢气体等，这些物质的腐蚀性比较强，容易腐蚀生产设备、管路、管架等，使得生产不够安全，并且会产生一定的经济损失。

要防止氯碱生产中出现的尾气，就可以粉刷涂料，使得生产设备、管路、管架等的抗腐蚀性得到提升。但是这种方法是被动防范，不能从根本上解决问题，以此需要对生产工艺进行改进，使得生产过程中出现的腐蚀性物质含量降低，减少尾气的腐蚀性。

6 结束语

氯碱生产过程中，由于原料、半成品、成品等腐蚀性是存在差异的，会腐蚀生产设备，对工业生产的安全产生威胁，甚至会威胁生产环境，使得化工生产的经济效益受到影响。在氯碱生产过程中需要科学的分析腐蚀机理，采取有效地技术措施进行防范，使得腐蚀性得以降低。可以对化工生产设备进行防腐，选择合适的设备材料，此外还需要对生产工艺进行改进，使得生产环境得以优化，减少对生产设备的腐蚀，使氯碱化工企业能够有好的、安全的生产环境，实现良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]魏志国.关于氯碱生产腐蚀与防护技术的探讨[J].黑龙江科技信息，2011，04：36.

[2]孙国华.氯碱生产中的腐蚀及防腐蚀措施分析[J].黑龙江科技信息，2014，26：77.

[3]刘玄渊.氯碱化工生产过程中的腐蚀及防护措施的研究[J].科技致富向导，2012，32：242.

[4]杜颖玉.浅析氯碱生产的腐蚀与防护措施[J].黑龙江科技信息，2016，20：49.

[5]逯军正，何冠平，王庆.氯碱工业中的腐蚀与防护[J].中国氯碱，2010，03：37-41.