氯碱生产中的腐蚀及常用防护措施

胡海龙，高 龙，郝建兵

（陕西北元化工集团股份有限公司，陕西 榆林 719319）

引言

考虑到氯碱企业生产的特殊性，经常面临强烈腐蚀特性的物质，造成生产设备严重的腐蚀现象，如果不能够对生产设备进行有效的腐蚀防护措施，导致生产设备长期处于腐蚀环境中，就会造成生产设备受到多种腐蚀物质的强烈腐蚀而损坏，影响实际生产工作的顺利进行。因此，进行氯碱生产中设备的腐蚀防护措施一直是氯碱企业高度关注的问题。为了确保氯碱生产企业日常工作的顺利进行，就需要选用合理的防护措施，降低生产设备的腐蚀问题。同时提高生产设备运行效率，降低企业生产过程中的安全隐患，减少安全事故发生。

1 氯碱生产腐蚀的来源及特点

1.1 氯气

在氯碱生产过程中重要的一种产成物就是氯气，而氯气作为一种具有强烈腐蚀特性的气体，更是氯碱企业生产设备腐蚀的重要原因之一。氯气作为一种化学物质，不仅具有强烈的腐蚀性，还非常活泼，会受到环境温度、湿度等多种因素的影响。在常温下，氯气的产生并不会腐蚀生产设备。但是，由于在生产过程中会出现温度升高的情况，氯气的腐蚀特点就比较突出。如果环境湿度较大，也会造成氯气氧化成新的化学物质，腐蚀生产设施。

1.2 烧碱

尽管烧碱并不是氯碱生产的产成品，但是烧碱的产生会伴随整个氯碱的生产流程，具有强烈的腐蚀性，会对氯碱生产设备形成较大的腐蚀性威胁。许多氯碱生产企业的生产设施都不是很先进，腐蚀防护方面的措施存在很多不到位的地方，对烧碱的腐蚀防护较差，经常造成氯碱生产设施的严重损坏。当生产设施受到烧碱的腐蚀以后，会形成严重的安全生产危险因素，不利于企业安全生产。在具体的氯碱生产过程中，经过稀释的烧碱液体需要进行浓缩，从而对设备会造成更为严重的腐蚀。特别是金属设备，腐蚀更为严重，如果不能够做好监督检查工作，就会造成严重的安全事故[1]。

1.3 盐酸

与烧碱相似，盐酸同样是氯碱生产的重要产物，而且也有着相当强烈的腐蚀特点。据有关研究数据显示，氯碱生产企业中盐酸的腐蚀效果经常要高出基础化学试剂的百十倍。而且盐酸的活跃性也意味着其与诸多金属反应会产生严重的腐蚀效果。而且不同的氧化环境其腐蚀效果也不尽相同。比如在无氧的时候，盐酸不会腐蚀铜制品，相反，在有氧的时候，不论是铁还是铜，都会被腐蚀。其实盐酸的腐蚀效果主要是因为与金属发生反应所造成的，因此，如果引发化学反应的物质不出现的话，就不会出现腐蚀现象。

2 氯碱生产中常用的防腐蚀措施

2.1 氯气腐蚀防护措施

在氯碱生产中主要通过电解产生氯气，氯气温度通常在75～85 ℃之间，并且具有较多的水分。氯气中水分超过一定范围后，就会变成湿氯。湿氯具有较高的氧化性，会造成铜、铝等设施的腐蚀。针对这一现象，可以在有关湿氯运输的通道中选用钛或者玻璃材质。钛是一种活性较强的金属物质，在常温时能形成一层氧化保护膜，具有较强的耐腐蚀特点，能够抵挡多种酸、碱物质的腐蚀。而且还具有较强的耐电性，可以有效提高生产设备的使用寿命。

因此在氯碱生产中开展湿氯冷却或者进行脱水操作时，可以采用钛物质进行氯气的腐蚀防护。但是，钛不能用到干燥的氯气中。这是由于钛会与氯气形成化学反应，不止造成严重的腐蚀，还会导致严重的火灾出现。基于此，为了确保钛物质的有效应用，通常会将湿氯中的水浓度控制到1.5%上下，确保钛表面能够形成保护膜。此外，橡胶也是常用的一种腐蚀防护物质，因为橡胶有着良好的防渗透与耐腐蚀特点，常被用作金属设施的内部防腐层。

2.2 烧碱腐蚀防护措施

目前在针对烧碱腐蚀方面的重要防护措施，是依照烧碱溶液的浓缩程度与设备运行环境中的温度来进行特定腐蚀防护材料的选择。通常情况下，碳钢以及铸铁处于碱性情况下会表现得较为稳定，当烧碱浓度低于30%的时候，会表现出较好的耐腐蚀特点，这主要还是依赖于铁表层形成的不溶腐蚀薄膜物质，可以形成一道防腐蚀的屏障。但是如果烧碱溶液中pH值>14，就会具有极强的腐蚀特性，铁表面的那层保护膜就会转变为铁酸钠，也就意味着薄膜的溶解，加剧了铁的腐蚀。

镍能够在烧碱溶液中表现出较强的抗腐蚀特点，通过表面黑色薄膜的形成，提高镍本身的抗腐蚀性。但是，如果烧碱溶液中含有氯酸盐，就会削弱镍的抗腐蚀性，氯酸盐越多，镍的抗腐蚀特点就越弱。这主要是由于氯酸盐在一定环境温度中会分解，与镍反应引发腐蚀。因此，企业需要根据具体的生产环境，选用针对性的防腐蚀材料，提高烧碱的腐蚀防护效果[2]。

2.3 盐酸腐蚀防护措施

盐酸作为氯碱生产的重要产物，虽然本身不具有强烈的腐蚀特点，但是能够通过与金属物质发生化学反应造成对生产设施的腐蚀。因此，为了减轻盐酸对氯碱生产设施的腐蚀，经常选用石墨材料抵抗盐酸的腐蚀性，并且石墨降膜吸收器现已广泛使用。除此之外，碳钢内衬硬质胶的方式也有较多应用，尤其对于一些钙镁含量需求较大的盐酸，就会使用低钙镁橡胶物质。但是，盐酸中的氯离子氧化性较大，会对橡胶形成一定范围的腐蚀，所以要控制盐酸溶液中氯离子的浓度，以提高其耐腐蚀性。另外要注意的是，盐酸的渗透能力很好，经常可以穿透内衬深入里面，如果温度降低，会因为结晶的生成而体积增大，造成橡胶内衬破裂。针对这种现象，及时进行设备内衬检查工作就很有必要。如果检查不到位，会造成设备腐蚀、泄露，将严重影响氯碱的正常生产。在氯碱生产中流量不大且压力相对较小的管道中，还能够借助CPVC 管道材料进行盐酸腐蚀防护，便于维修与更换。从当前氯碱生产企业的实际情况来看，玻璃钢材料是耐热与耐腐蚀性都比较好的一种材质，正逐渐取代碳钢、橡胶内衬等物质，用于盐酸腐蚀的防护中。

3 结语

鉴于氯碱生产环境的复杂性，在氯碱生产过程中应当重点进行腐蚀防护措施的选择。如果生产设备的防腐蚀工作不到位，生产设备严重腐蚀，就会造成严重的安全隐患。因此，通过多方面综合分析，进行具体防腐蚀措施与防护材料的选用至关重要。