氯酸盐腐蚀问题技术改进

易多涛

（中盐吉兰泰盐化集团有限公司氯碱厂，内蒙古 阿拉善 750336）

1 片碱生产工艺

50%液碱从浓缩器顶部进入二效浓缩器，再经泵送到一效降膜浓缩器，将碱液浓缩成98.5%的熔融碱，然后进入碱高位槽，最后分派到3台片碱机制成片状固碱包装。一效降膜蒸发器的加热介质是0.9MPa的生蒸汽，一效降膜浓缩器加热介质是425℃的高温熔盐，，二效降膜浓缩器的加热介质是二效降膜浓缩器底部气液分离后形成的二次蒸汽。

2 项目实施背景

2016年5月24日，片碱一期博特工艺技改完成，并通过性能测试，装置完全达标。片碱一期装置改造后各项指标均达到设计要求。

但是在设备运行两个月后，原料碱液中氯酸盐含量偏高，造成设备氯酸盐腐蚀，并且腐蚀层在换热管内壁结垢，影响设备换热效果，影响碱质量，设备、工艺管线受氯酸盐腐蚀，使用寿命缩短。

对垢层进行取样分析，分析结果显示，其中70%的成分属于镍。设备内部结垢层与改造后碱中含镍分析结果见图1。

3 氯酸盐腐蚀问题技术改进

为了有效缓解氯酸盐腐蚀问题，提高镍设备和管线使用寿命，提高生产装置开工率和非停频次，氯碱厂分2步解决此项问题。

3.1 糖系统改造

图1 设备内部结垢层与改造后碱中含镍分析结果

原来糖液加糖位置是62%液碱进浓缩器之前，糖液与碱液中的氯酸盐反应时间短，不能充分反应，导致氯酸盐对设备造成腐蚀，为了解决和缓解腐蚀问题，将加糖位置变更为50%碱液进浓缩二效之前，并在碱管线安装管道混合器，使碱液与糖液充分混合，进而使氯酸盐充分反应，降低设备腐蚀。并且对片碱糖泵进行改造，改造后糖泵在未投入系统前进行实验数据收集，为生产系统提供有效参考，保障片碱加糖量精确。

3.2 糖摄入量控制

必须超过化学计量的量，以确保还原所有氯酸盐，在降膜浓缩器的温度条件下，未反应的糖会分解，如果产生太多的气体，则会在苛性碱中开始产生气泡，若产生泡沫苛性碱，而不是形成光滑的苛性碱薄膜，则将造成镍管表面迅速变化，出现严重的应力腐蚀和点蚀，并且在降膜管壁结垢，影响换热效果和降膜管使用寿命。

每小时对罐内糖溶液的液位进行报告，计算每小时内糖的平均用量，并将其与理论要求值进行对比，必要时转动糖泵上的量程或变频进行调节。

3.3 糖配制

必须在备用罐中配制糖溶液，以便使用罐用空时或糖液泵有问题时可以切换到备用罐，绝对不能在正在使用的罐内配制糖溶液。配制糖溶液时必须搅拌均匀，直到糖完全溶解，检查罐底是否有未溶解的糖晶体沉淀，糖完全溶解后糖溶液应该清澈。在糖液配制过程中应使用纯水或者蒸汽冷凝水配制，避免使用一次水，以防止一次水中杂质在长时间运行过程中结垢并影响糖液管线流通通道。

为保证糖液溶解度和浓度，糖液配制温度尽可能控制在80℃以上，在配制过程中使用搅拌装置或压缩空气吹扫鼓泡。

4 设备换热效率控制

在碱管线安装自主设计的简易管道过滤器和旁路管线。

由于碱液中氯酸盐在蒸发过程中，存在氯酸盐腐蚀，并且氯酸盐腐蚀杂质以及碱管线冲刷的杂质在浓缩一效换热器高温条件下容易结垢，影响设备换热效果，管道过滤器安装后可以截留部分杂质，缓解结垢速率。

5 控制效果

5.1 碱中含镍得到有效控制

碱中含镍差值全部合格。在片碱装置运行初期，片碱含镍在 2×10-6～5×10-6，62%液碱含镍在 1×10-6～2.5×10-6，经过长期调整和优化，片碱加糖量得到管控，氯酸盐含量得以下降，在后期片碱及62%液碱含镍差值稳定在2×10-6以内，低于指标要求3×10-6。碱中含镍与加糖曲线图见图2。

图2 碱中含镍与加糖曲线图

片碱装置连续稳定运行，设备开工率达到100%，设备开工率的提升，为产品产量及设备运行寿命创造了一个良好的生产环境。

5.2 产品产量及质量

片碱产量达到235 t/d，片碱主含量≥98.5%，片碱优一级品率达到95%。2017年片碱各月产品等级对比见图3。

图3 2017年片碱各月产品等级对比

6 结语

稳定和提高片碱的质量是一个长期不断完善的过程，设备氯酸盐腐蚀也是需要持续关注和不断改进的问题。现在已经对片碱工艺进行改造，需加强各项监管，提高设备使用性能和提高设备运行效率。