基于氯碱化工设备的腐蚀与防护研究张志明
发表时间：2019-09-03T16:48:40.040Z 来源：《科学与技术》2019年第07期作者：张志明[导读] 氯碱化工行业是我国重要的基础行业，它主要为许多化工生产基础原料，对促进我国工业发展起着重要作用。
青海盐湖工业股份有限公司化工分公司青海格尔木 816000 摘要：氯碱化工行业是我国重要的基础行业，它主要为许多化工生产基础原料，对促进我国工业发展起着重要作用。但在氯碱生产过程种会产生许多具有腐蚀性的物质，例如氯气、盐酸等，它们会对化工设备造成不同程度的腐蚀，这会直接对化工生产效率与产品质量造成影响，为避免这种情况，必须对氯碱化工设备进行防护，以确保氯碱产品的安全性。
关键词：氯碱化工设备；腐蚀；防护一、氯碱工业简述
氯碱工业为最基本的化学工业之一，它制取氯气与碱采用的是电解保护食盐水的方法，产品除用于化学生产外在轻工业、冶金工业、防止工业也有广泛应用。值得注意的是在电解饱和食盐水时一般会加入薄膜以提高生产效率，薄膜能够减少阳极区进入OH一数量，从而抑制其它副反应的发生，大大提高产量。我国最早的氯碱工厂是上海天原电化厂，在那时所制的的商品只有盐酸、液氨等几种，随着我国工业的发展，我国氯碱工业产量、质量、品种、技术等多方面都进步很快，在1990年我国烧碱产量已居世界第三位，到2000年，我国烧碱年产量达540万吨之多。
二、氯碱化工设备腐蚀原因探析（一）氯气
氯气是进行氯碱生产时的重要产物，它也是造成化工设备腐蚀的一大重要原因。氯气是化学性质较为活泼的一种气体，在常温干燥的情况下，氯气不会与金属发生较强的反应，但随着温度的升高，氯气变得愈加活泼，对设备腐蚀作用也变得愈强。而且氯气中氯元素与水反应还会生产次氯酸，它具有强氧化性，会对金属造成不同程度腐蚀，只有一些非金属材料在特殊情况下才能抵挡它的侵蚀。（二）烧碱
烧碱虽然不和氯气一样参与氯碱化工的直接生产,但是它作为氯碱化工生产的直接产物,也贯穿着整个氯碱生产过程。烧碱自身的腐蚀性威力对氯碱化工设备毒害性也不小,如果使用一般的氯碱化工设备会对氯碱化工设备造成直接的破坏,同时顶先稀释好的烧碱溶液会在浓缩的状态下对氯碱化工设备造成更为严重的腐蚀,主要是对金属材质的设备具有破坏性。所以为了延长氯碱化工设备的使用寿命,应该对烧碱所能接触到的装置、设备采取强大的防腐蚀措施。（三）盐酸
盐酸和烧碱一样,也是氯碱化工生产过程中的产物,与烧碱一样自带极强的腐蚀性。尤其是化工生产过程中所产生的酸,腐蚀强度要比化学基础试剂强上不止十倍百倍,能和很多金属发生反映,会对机械生产设备产生严重腐蚀。盐酸对有氧无氧的条件下所产生的腐蚀程度不同,比如在无氧的盐酸中,对铁的腐蚀强而不会对铜产生腐蚀,在有氧的盐酸中,铁铜都会发生腐蚀。盐水本身并没有腐蚀性,但是它在生产过程中很容易和金属一起腐蚀电池,从而使得金属失去自身的金属电子导致自身被溶解,这也是腐蚀现象的一种。由此可见,在进行氯碱化工生产过程中对氯碱化工设备其进行防腐措施是很有必要的。
三、氯碱化工设备腐蚀防护策略（一）采用碳钢涂层
碳钢设备涂层的优点包括以下几个方面：防腐性能好。通过涂层的隔离，减轻了含氯离子的工业循环水对碳钢管材的点蚀、垢下腐蚀和细菌腐蚀。（2）涂层表面光滑，硬度较高，摩擦系数小，不易滞留集积污垢，传热效果好。（3）涂层抗冲刷、抗渗透、耐温变，环境适应性好。（4）既节省了维修费用和检修时间（经统计，做过涂层的设备可延长使用寿命2~4倍），同时还保证了生产装置的连续运转，取得较好的间接效益。（5）可以替代高价的金属材料并取得更好的效果。上海氯碱化工股份有限公司华胜化工厂在二氯乙烷装置的焚烧单元，有一台废气吸收换热器，用于冷却酸性废气，冷媒是循环水。由于控制难度较大，换热器的使用寿命较短，曾经使用过碳钢和双相钢材质的换热器，但使用不超过一年就都受蚀泄漏（物料侧）而失效。在物料侧做了涂层后使用寿命大大提高，目前使用已经超过三年，经检查涂层状况仍然很好。因此，可以考虑进一步做双侧涂层，以避免腐蚀的扩大。
（二）酸的防护措施
氯化氢是氯碱工业中的副产物之一，遇水变成盐酸溶液具有比较强的腐蚀性，对生产设备和管道造成损坏。另外生产中所用的硫酸也会造成设备的腐蚀。盐酸装置所用的材料必须合理选取，做好防腐工作。目前合成炉、换热器、吸收器广泛采用石墨材质，盐酸贮槽目前大多采用玻璃钢。玻璃钢的原材料有增强材料和基体材料两种。作为玻璃钢主要承载材料的增强材料是玻璃钢的强度和刚度的直接影响因素，一般是玻璃纤维或其织物。基体材料的主要成分是合成树脂，组成物质是合成树脂和辅料。在纤维间传递有效载荷是基体材料的主要作用，并且使载荷均匀分布。玻璃钢的性能受到基体材料性能，如耐腐蚀性、耐热性等的影响。如双酚A型不饱和聚酯玻璃钢耐温只有60～70℃，乙烯基酯玻璃钢能耐110℃浓盐酸，在化工生产企业中正在取代碳钢、不锈钢等。不透性石墨具备较为优良的耐腐蚀性，能适应绝大多数的恶劣环境，但是在强氧化性介质如硝酸、浓硫酸等中防腐性也较差。不同的浸渍树脂使得不透性石墨的品种也不一样，耐腐蚀性能有差异。
（三）氯气腐蚀的防护措施为防护氯碱化工设备受到氯气的腐蚀,可以采用碳钢或是金属钦材料的氯碱化工设备。因为碳钢和对金属钦对氯气腐蚀具有抵抗作用,可以减少氯气对氯碱化工设备的腐蚀。但是碳钢对氯气的抵耐作用和温度有很大的关系,不同的温度情况下对应相应范围额度,为保证碳钢材料的氯碱化工设备在安全的防腐环境下工作,必须将氯气的温度控制在90℃以下。而钦是一种化学性质较活泼的金属,可以在常温条件下形成一层保护性较强的氧化膜,抵抗各种酸性物质的腐蚀。还可以建造氯气洗涤塔、氯气储槽和脱氯气等设备。（四）烧碱腐蚀的防护措施