Едкий натр и сталь
Обновлено: 14.05.2024
Адрес: 644065, г.Омск,
ул. Нефтезаводская 50, офис 21
тел.: (3812) 22-46-40, 22-66-78
Каустическая сода
Синонимы: Натр едкий, гидроксид натрия, гидрат окиси натрия, едкая щелочь, каустик.
Описание: Натр едкий технический (сода каустическая):
- Марка РД, (раствор диафрагменный) - бесцветная или окрашенная жидкость, получаемая диафрагменным методом, электролиза раствора поваренной соли, после которого электролизный щелок выпаривают до нужной концентрации, как правило 42-50%. Соответствует ГОСТ 2263-79 с изм.1,2
- Марка ТР, (твердый ртутный) — чешуированная масса белого цвета, сильно гигроскопична, хорошо растворима в соде и спирте. Стандарт GB209-2006, соответствует ГОСТ 2263-79.
Химические характеристики каустической соды
Химическая формула: NaOH
Сода каустическая (натр едкий) — это очень сильное химическое основание.
Водные растворы NaOH имеют сильную щелочную реакцию (pH 1%-раствора = 13).
При растворении в воде, либо при разбавлении водного раствора, а так же при взаимодействии с кислотами выделяется много тепла.
Натр едкий, взаимодействует с углекислым газом, присутствующим в воздухе, связывает его, в результате чего, со временем, образуется белый осадок - сода кальцинированная (Na2CO3)
Натр едкий активно реагирует с легкими металлами: алюминием, цинком, магнием, оловом и их сплавами, выделяя при этом большое количество водорода.
Натр едкий способен разрушать стекло и фарфор посредством выщелачивания силикатов (за счет взаимодействия с содержащимся в них диоксидом кремния), а также материалы органического происхождения бумагу, кожу, ткани и т.д.
Не вступает во взаимодействие с углеродистой сталью, хромо-никелевой сталью, полиэтилен, поливинилхлорид, а так же со многими резинно-техническими материалами.
Химические показатели каустической соды (таблица 1)
| № п/п | Наименование показателей | Марка ТР | Марка РД | |
| Высший сорт | Первый сорт | |||
| 1 | Внешний вид | Чешуированная масса белого цвета. Допускается слабая окраска | Бесцветная или окрашенная жидкость, допускается выкристаллизованный осадок | |
| 2 | Массовая доля гидроксида натрия, %, не менее | 98,5 | 46,0 | 44,0 |
| 3 | Массовая доля углекислого натрия, %, не более | 0,8 | 0,6 | 0,8 |
| 4 | Массовая доля хлористого натрия, %, не более | 0,05 | 3,0 | 3,8 |
| 5 | Массовая доля железа в пересчете на Fe2O3, %, не более | 0,004 | 0,007 | 0,02 |
| 6 | Массовая доля хлорноватокислого натрия, %, не более | 0,01 | 0,25 | 0,3 |
| 7 | Массовая доля ртути, %, не более | 0,0005 | - | - |
Физические характеристики каустической соды
Молекулярная масса: 39,997 г/моль
Температура кипения 44%-го раствора 140-142°С
Плотность 44%-го раствора — 1,468 г/см3 . Плотности водных растворов каустической соды представлены на Рис.2:
Раствор каустической соды относится к сильным электролитам. Удельная электропроводность представлена на Рис.3:
Область применения каустической соды
Натр едкий широко применяется в химической, нефтехимической, газовой, металлургической, целлюлозно-бумажной, текстильной, пищевой промышленности и для бытовых нужд:
- На предприятиях пищевой промышленности (маслозаводы, молзаводы, масложиркомбинаты, ликеро-водочные, пивоваренные заводы и т.д): для мойки промышленного оборудования, трубопроводов из нержавеющей и углеродистой стали от жира и масляных веществ, органических остатков, для обезжиривания и обработки тары, инвентаря.
- В процессах водоподготовки: применяется для нейтрализации кислот и их окислов в воде.
- В строительстве: при производстве строительных материалов (газобетонов), а так же для укрепления (грунтов) оснований фундаментов зданий и сооружений.
- В мыловарении: Для омыления жиров при производстве мыла, шампуня и других моющих средств, натр едкий входит в состав поверхностно-активных веществ многих моющих средств.
- В целлюлозно-бумажной промышленност, в производстве бумаги, картона, искусственных волокон, древесно-волоконных плит. А так же для отбеливания тканей, льна.
- В нефтяной сфере натр едкий применяют для очистки нефти, нефтепродуктов. С его использованием производится масляная продукция.
- В быту: для промывки канализации, систем отопления (чугун, углеродистая сталь), помещений и т.п., там где необходимо растворить, удалить органические отложения, загрязнения, остатки.
- Для мойки и обеззараживания/дезинфекции животноводческих комплексов/помещений.
Класс опасности каустической соды
Едкий натр представляет собой едкое коррозийноактивное вещество. При попадании на кожу вызывает химические ожоги, а при длительном воздействии может вызывать язвы и экземы. Сильно действует на слизистые оболочки. Опасно попадание едкого натра в глаза.
В случае попадания в глаза или на кожу тщательно промыть водой.
Предельно допустимая концентрация аэрозоля едкого натра в воздухе рабочей зоны производственных помещений (ПДК) - 0,5 мг/м3.
При работе с натром едким, необходимо пользоваться индивидуальными средствами защиты: защитными очками, резиновыми перчатками и защитной одеждой.
Каустическая сода пожаро- и взрывобезопасна, относится к вредным веществам 2-го класса опасности по ГОСТ 12.1.007.
Упаковка, транспортировка и хранение каустической соды![Натр едкий]()
Технический едкий натр транспортируют железнодорожным, автомобильным, водным транспортом в крытых транспортных средствах в упаковке и наливом в железнодорожных и автомобильных цистернах, полиэтиленовых контейнерах, канистрах, в соответствии с правилами перевозок грузов, действующими на данном виде транспорта.
Технический едкий натр , марки РД, залитый в специализированные контейнеры, транспортируют только автомобильным транспортом. Раствор технического едкого натра хранят в закрытых емкостях из материала, стойкого к щелочам. Специализированные контейнеры заполняют продуктом на 98 % их вместимости.
Перед заполнением продуктом канистры и специализированные контейнеры должны быть промыты.
Горловины специализированных контейнеров уплотняют резиновыми прокладками, изготовленными из кислотощелочестойкой резины средней твердости по ГОСТ 7338.
При хранении натра едкого, марки РД, необходимо соблюдения температурного режима в складских помещениях
Технический едкий натр , марки ТР, упакован в полипропиленовый мешок 25 кг, с полиэтиленовым вкладышем. Упакованный продукт хранят в складских неотапливаемых помещениях в штабелях, высотой до 3 метров.
Взаимодействие каустика с различными химическими составами
Каустическая сода– это вещество белого цвета и без ярко выраженного запаха. Химическая формула – NaOH, говорит о составе вещества. Способен быстро нейтрализовать засоры, избавить от жировых отложений, грязи, удалить пятна на ткани, а также используется в составе косметики (шампунь, крема).
Физические характеристики
Щелочь едкий натр, по сравнению с другими веществами данной группы (кальцинированная сода и карбонат калия) обладает очень высокой активностью и концентрацией, что может вызвать сильнейшие ожоги. Он поглощает влагу из воздуха и разъедает многие материалы и органические вещества (бумагу, металлы, воду), растворяется в воде, этиловом и метиловом спиртах.
Взаимодействие каустика с химическими веществами
По своим химическим свойствам едкий натр это кислота, которая является сильным химическим основанием, способным взаимодействовать с различными элементами. В конце реакций получают множество новых полезных веществ необходимых для последующих реакций:
- имеет способность растворяться в спирте и воде,
- едкий натр вступает в реакцию с кислотными оксидами: 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O (избыток NaOH);
- реагирует с неметаллами (имеющими высокий электро-химический потенциал);
- при реакции с аммиаком, воспламеняется.
Едкий натр и соляная кислота в процессе реакции: NaOH + HCl = 2NaOH + 2HCl = 2NaCl + H2O объединяются в нейтральную малодиссоциированную молекулу воды, в результате происходит реакция нейтрализации. При реакции серная кислота и едкий натр образуется сульфат натрия, который используется для изготовления мыла, окрашивания текстиля и в нефтеперерабатывающей промышленности. Едкий натр способен взаимодействовать с различными химическими элементами в любых агрегатных состояниях (жидком, твердом, газообразном).
Азотная кислота с едким натром в результате взаимодействия образуют нитрат натрия, который применяется в производстве стекла, а в медицине – в качестве сосудорасширяющего средства, как бронхолитическое и слабительное.
В реакции едкий натр и сероводород получается средняя соль – при 2NaOH и кислая соль, если пропорция составляет 1к1.
При взаимодействии хлора и едкого натра образуется гипохлорит натрия, который применяется в качестве обеззараживания воды, как антисептик и окислитель.
Для нейтрализации каустической соды нужно использовать раствор уксусной или лимонной кислоты, в случае отсутствия можно применить раствор борной кислоты.
Химические методы получения гидроксида натрия
Каустическая сода в воде растворяется и выделяет большое количество тепла. В настоящее время известны три способа, с помощью которых можно получить гидроксид натрия. К ним относятся пиролитический, известковый и ферритный методы получения, но из-за существенных недостатков они были заменены на более эффективные электрохимические. При пиролитическом методе в качестве продуктов используются гидрокарбонат натрия, который в результате реакции разлагается на три главных химических продукта: карбонат натрия воду и углекислый газ после этого полученное вещество размещают в специальные холодильные камеры и добавляют воду.
При известковом методе получения в качестве сырья используется сода и гашеная известь, при соблюдении определенной температуры, которая составляет 80 градусов. В конечном итоге, мы получаем два вещества: гидроксид натрия и осадок карбоната кальция, который отделяем с помощью фильтрации. Сам же едкий натр плавится и разливается в железные контейнеры, где происходит его дальнейшая кристаллизация. При ферритном методе идет процессы спекания кальцинированной соды с окисью железа при температуре около 900 градусов. В конечном итоге гидроксид натрия получится при обработке спекой воды, а после этого его упаривают, после чего субстанция приобретает конечный кристаллизованный вид.
Осторожность при использовании
Следует помнить о том, что щелочь едкий натр является активной и опасной и для того, чтобы избежать серьезных травм в процессе работы, необходимо соблюдать меры безопасности, которые предусмотрены для работы с химическими веществами. Обязательно пользоваться средствами индивидуальной защиты: комбинезон, перчатки, очки. При попадании ядовитого вещества на кожу, необходимо незамедлительно промыть под проточной водой и обратиться за помощью в медицинское учреждение. При работе с едким натром необходимо одевать средства защиты глаз, а при их отсутствии внимательно следить за тем, чтобы субстанция не попала в глаза, так как это может привести к потере зрения. Ни в коем случае нельзя глотать или вдыхать (если субстанция жидкая), так как это может вызвать ожоги слизистой оболочки дыхательных путей, пищевода или гортани. Если все же попало в рот вещество, то необходимо прополоскать обильным количеством воды и обратиться за помощью к врачу.
Купить каустическую соду оптом
Завод Базис является поставщиком импортной каустической соды в Россию уже несколько лет. Наш успешный опыт показал, что каустик из зарубежа может являться отличной альтернативой отечественному.
Если вас интересуют оптовые партии каустической соды - модете оставить заявку на нашем сайте или связаться с нашими менеджерами по телефону.
Какой материал сплава наиболее устойчив к едкому натрию?
Под едкой щелочью обычно понимают едкую соду и едкий калий, а именно гидроксид натрия и гидроксид калия. Каустическое охрупчивание или щелочное растрескивание происходит, когда материал сплава растрескивается под действием растягивающего напряжения и коррозионной среды в щелочном растворе. В щелочных растворах концентрация ионов водорода обычно низкая, а скорость коррозии в химических средах обычно уменьшается с увеличением значения рН. При определенных значениях pH скорость коррозии некоторых металлов колеблется около минимального значения, в то время как значение PH непрерывно увеличивается с увеличением степени коррозии.
Каустическая сода имеет широкий спектр применения. Он может быть использован в бумагоделательной, текстильной печати и покраске, глиноземе, химической, фармацевтической, водоподготовительной, металлургической и других отраслях промышленности. Каустическая коррозия происходит, когда металлы вступают в контакт с едким натром. Каустическая коррозия может привести к точечной и другой локальной коррозии, так как они имеют тенденцию образовывать катодные пленки, которые концентрируют коррозию в чувствительных анодных областях. Аустенитные нержавеющие стали и другие материалы с низким содержанием никеля могут испытывать коррозионное растрескивание под напряжением или общую коррозию в горячей едкой соде.
Никель и его сплавы обладают отличной устойчивостью к щелочной коррозии для сред с высокой температурой и концентрацией. Как правило, коррозионная стойкость едкого натра обычно увеличивается с увеличением содержания никеля. В щелочных средах наиболее часто используемые никелевые сплавы Никель 200 / 201, Монель 400 , Никель 600 и 625 .
| Заводские испытания в 23% едкого натра в резервуаре, получающем щелок из испарителя. средняя температура, 104 ℃ | |
| Материалы | Скорость коррозии ， mpy (мм / год) |
| Никель 200 | 0.16 (0.004) |
| Монель сплав 400 | 0.20 (0.005) |
| Инконель сплав 600 | 0.17 (0.004) |
Результаты заводских и лабораторных испытаний, некоторые из которых приведены в таблице ниже, показывают, что никелевые сплавы 200 / 201 и сплавы с высоким содержанием никеля являются весьма удовлетворительными для обработки этих материалов.
| Лабораторные коррозионные испытания при выпаривании каустической соды из 73-96%, с хлоратом и без | ||
| Материалы | Скорость коррозии, МПа (мм / год) | |
| Без хлората с 0.30% | хлорат | |
| Никель 200 | 1.5 (0.038) | 260 (6.60) |
| Инконель сплав 600 | 2.2 (0.056) | 380 (9.65) |
Более подробную информацию, позвоните нам сейчас или напишите на [электронная почта защищена]
Коррозия под действием растворов оснований
Проблемы, связанные с воздействием растворов оснований на оборудование, появляются чаще всего на нефтеперерабатывающих заводах при передозировке щелочных растворов в процессе защелачивания сырья или головных погонов атмосферной колонны, а на газоперерабатывающих — на установках очистки газа от кислых компонентов вследствие использования в качестве абсорбентов органических оснований — алканоламинов.
Коррозия, как правило, носит язвенный характер или проявляется в виде щелочного коррозионного растрескивания — ЩКР.
На НПЗ в качестве неорганических нейтрализаторов чаще всего используют растворы гидроксида натрия, карбоната натрия и гидроксида аммония. Считается, что в основных растворах анодный и катодный процессы, протекающие на границе сталь/среда, отличаются от процессов в нейтральных растворах:
В результате протекающих вторичных реакций образуются гидроксиды железа (II) и (III), далее — оксиды, способные в большей или меньшей степени препятствовать протеканию анодного процесса, т. е. пассивировать поверхность.
Уже при значении pH среды выше 8,5 потенциал поверхности стали достигает значений потенциала начала пассивации, и скорость коррозии углеродистых и низколегированных сталей начинает падать. Вместе с этим появляется опасность язвенного поражения поверхности. На рис. 3.19 поляризационные кривые углеродистой стали в растворах гидроксида натрия с добавлением Na2SO4 (0,1N). Очевидно, что по мере повышения значения pH разница между стационарным потенциалом и потенциалом пробоя все больше увеличивается. При этом вероятность язвенной коррозии уменьшается. На рис. 3.20 результаты длительныx исследований поведения стали Ст 3 в тех же растворах. В нейтральной среде протекает общая коррозия стали. Полная пассивная стали в щелочной среде наступает при pH не ниже 12. В интервале 8,5 < pH < 11,5 наблюдаются язвенные поражения, которые при pH = 11,5 локализуются и становятся особенно глубокими независимо от температуры испытания. В связи с этим при защелачивании рабочих сред рекомендуется поддерживать значение pH среды не выше 8—9, с тем чтобы, нейтрализовав кислоты, не попасть в область значений pH, провоцирующих язвенное поражение. Растворы карбоната натрия и содово-щелочные нейтрализаторы (смесь NaOH и Na2CO,) использовать удобнее, чем растворы чистого NaOH. При равных концентрациях реагента у содовых растворов значение pH существенно ниже, чем у растворов гидроксида натрия. В то же время использование содовощелочных растворов связано с повышенным расходом реагентов.
Растворы гидроксида аммония действуют на углеродистую сталь так же, как и растворы гидроксида натрия. Для сплавов на основе меди (латуней) растворы NH4OH представляют большую опасность. Медь легко растворяется в них с образованием комплексного иона (Cu (NH3)4]2+. Поэтому в случае использования для охлаждения нефтепродуктов теплообменников с латунными трубками аммиачные растворы в качестве нейтрализаторов применять не следует.
Металлы, оксиды которых проявляют ярко выраженные амфотерные свойства (алюминий, цинк), корродируют как в кислых, так и в основных средах. Устойчивое пассивное состояние сохраняется ими в весьма узком интервале значений pH. Поэтому оцинкованный крепеж, изготовленный из сплавов на основе алюминия, и аппараты воздушного охлаждения не рекомендуется использовать в кислых и основных средах.
В случаях существенного повышения концентрации щелочного агента (выше 10%) в условиях работы аппаратуры при повышенной температуре (выше 50'С) в напряженных участках аппаратов и трубопроводов возникает опасность щелочного коррозионного растрескивания, ЩКР. Описаны случаи ЩКР сырьевых теплообменников, предварительных эвапораторов бензина, колонн, отстойников, сепараторов и других аппаратов, изготовленных из сталей Cт 3, Сталь 20,16ГС, 09Г2С. Трещины развивались в зоне термического влияния сварного шва в участках приварки внутренних элементов (уголков, сливных карманов ректификационных тарелок, штуцеров и т.д.) к корпусу аппарата там, где было возможно повышение концентрации щелочного раствора.
При ЩКР трещины, как правило, распространяются межкристаллитно. Это связано с тем, что на границах зерен из-за разницы в строении кристаллических решеток основного металла и оксида наблюдается нарушение сплошности оксидной пленки. При повышенной температуре и концентрации щелочи на этих участках активизируется коррозионный процесс. Оголенная граница зерна служит анодом, а запассивированная поверхность — катодом. Растягивающие напряжения (внешние и внутренние) существенно интенсифицируют анодный процесс, что в конечном итоге приводит к зарождению и развитию коррозионной трещины. Атомарный водород, образующийся в результате катодного процесса (реакция 3.65), частично проникает в металл и способствует развитию трещины. Излом при ЩКР хрупкий, без признаков пластической деформации, хотя металл вокруг трещины сохраняет прежнюю пластичность. Трещины появляются после 0,5— 12 лет эксплуатации, как правило, в зоне термического влияния сварного шва.
Снижение уровня напряжений в металле существенно расширяет возможности применения углеродистых сталей в щелочных растворах. Поскольку чаще всего ЩКР развивается в зоне термического влияния сварного соединения, т.е. в зоне действия остаточных напряжений, послесварочная термическая обработка существенно расширяет возможности использования углеродистых и низколегированнных сталей (рис. 3.21). После термообработки приварка каких-либо конструкционных элементов к аппарату должна быть исключена. Стали аустенитного класса значительно более устойчивы к ЩКР, чем феррито-перлитные.
На газоперерабатывающих заводах широко используются органические основания — алканоламины (установки сероочистки), образующие с сероводородом и диоксидом углерода комплексные соединения, которые легко разрушаются при повышенных температурах. Оборудование установок очистки газов от кислых примесей подвержено разным видам поражения: аппараты в основном страдают от общей и язвенной коррозии, трубопроводы — от язвенной коррозии и коррозионного растрескивания. Характер и интенсивность разрушения зависят от ряда факторов. Это — природа абсорбента, содержание в нем кислых газов, температура и давление в системе, наличие в рабочей среде солей.
В качестве абсорбентов на установках сероочистки используют растворы этаноламина (техническое название моноэтаноламин — МЭА), диэтаноламина (ДЭА) и метилдиэтаноламина (МДЭА). Физико-химические свойства этих соединений — в табл. 3.3.
MЭА обладает высокой поглотительной способностью по отношению к сероводороду. Тем не менее его используют редко — из-зa низких технологических свойств (высокая летучесть). Большинство отечественных установок работает на ДЭА.
МДЭА обладает повышенной селективностью по отношению к сероводороду по сравнению как с МЭА, так и с ДЭА, меньшей теплоемкостью и теплотой реакции с сероводородом и оксидом углерода (IV) благодаря чему сокращаются затраты тепла на его регенерацию. В России стоимость отечественного МДЭА в 5 раз ниже, чем у ДЭА. В связи с этим многие установки очистки газа и в России и за рубежом частично или полностью переведены на чистый МДЭА или смешанный абсорбент ДЭА+МДЭА.
Сила алканоламинов как оснований возрастает в ряду МЭА (первичный амин) —> ДЭА (вторичный амин) —> МДЭА (третичный амин). В коррозионном отношении они, подобно другим основаниям, могут выступать в качестве пассиваторов. Пассивирующая способность алканоламинов слегка возрастает по мере перехода от первичного аканоламина к третичному. Соответственно коррозионность их чистых растворов (без сероводорода и диоксида углерода) практически не зависит от природы органического основания или очень слабо уменьшается в приведенном ряду. Скорость коррозии углеродистой стали в растворах алканоламинов не превышает 0,2 мм/год. При использовании в качестве абсорбентов растворов ДЭА, МДЭА и их смеси на линии чистого адсорбента существенные коррозионные поражения встречаются крайне редко. В отличие от них аппараты, в которых присутствуют растворы адсорбентов, насыщенные кислыми газами, без должной защиты подвергаются интенсивной язвенной коррозии. Это связано с тем, что кислые газы, растворяясь, образуют кислоты — угольную и сероводородную, которые выступают как активаторы поверхности. В условиях эксплуатации оборудования, особенно такого, как десорберы и сепараторы, растворы алканоламинов, содержащие кислые газы, не являются равновесными. В среде одновременно присутствуют и пассиваторы — алканоламины, и активаторы — кислоты. В результате происходит неполная пассивация поверхности и, как следствие, активно развивается язвенное поражение. С повышением температуры активность коррозионных процессов возрастает. Поэтому наиболее подвержено язвенной коррозии именно высокотемпературное оборудование с наиболее неравновесной, с точки зрения состояния раствора, средой, — десорбер и соответствующая теплообменная аппаратура. Скорость развития язв в месте ввода рабочего раствора в десорбер может превышать 1,2 мм/год.
Присутствие в рабочей среде солей существенно усугубляет коррозионную ситуацию.
С учетом всех отмеченных закономерностей и с целью предупреждения коррозии оборудования рекомендованы следующие мероприятия:
— насыщение абсорбента кислыми газами не должно превышать 0,5 моль газа на 1 моль амина;
— температуру раствора амина в кипятильнике ограничивать 121 °С;
— растворы абсорбента готовить на химически очищенной воде или конденсате водяного пара, не содержащем хлоридов и диоксида углерода.
Трубопроводы на установках сероочистки также страдают от язвенной коррозии, но наиболее опасным видом их разрушения является щелочное коррозионное растрескивание, ЩКР. Опасность ЩКР минимальна в МЭА и максимальна в растворах МДЭА. Вероятно, разница в превалирующем виде коррозии на рассматриваемых установках связана с тем, что аппараты при изготовлении подвергаются термической обработке в заводских условиях с контролем качества ее проведения. Сварка трубопроводов производится при монтаже установки, и здесь контроль качества термообработки сварных соединений затруднен. Высокий уровень остаточных напряжений в ЗТВ сварных швов и определяет частые отказы трубопроводов в связи с ЩКР.
Основным методом борьбы с ЩКР на установках сероочистки является термическая обработка сварных соединений.
Читайте также: