Уксусная кислота и сталь
Обновлено: 05.05.2024
С целью подбора коррозионностойких материалов для замены медного оборудования в уксуснокислотном производстве в производственных условиях были проведены испытания следующих металлов и нержавеющих сталей: медь М1, стали и сплавы 0Х17Т, 0Х21Н5Т, Х18Н10Т, П7ШЗМ2Т, 000Х17Н13М2, П7Н13МЗТ, 0Х23Н28ЩЦЗТ, 0Х170М27Ф, ЭП-9ЗД, титан ВТ1-1, ВТ1-00, 0Т4.0Т4-1, 4201. Так как содержание примесей, стимулирующих коррозию, и концентрация уксусной кислоты по ходу технологического процесса значительно изменяются, испытания металлов и сплавов на коррозионную стойкость проводили во всех основных аппаратах.
Испытания металлов проводили весовым методом на образцах размером 25x50 мм толщиной 2-6 мм.
Коррозионная устойчивость нержавеющих сталей к уксусной кислоте.
В некоторых аппаратах сильному коррозионному разрушению подверглись нержавеющие стали. Даже такие стали, как Х17Н13М(2-3)Т и 0Х23Б28МЗДЗТ, имеют весьма значительную коррозию в условиях работы перекидной трубы от РПД к холодильнику, в аппаратах очистки уксусной кислоты-сырца от SO2 (3,10-7,01 мм/год) и непрерывного окисления примесей (26,177-21,894 мм/год). Следует отметить, что сильная коррозия нержавеющих сталей в кубе-подогревателе контактного аппарата объясняется еще и нарушением технологического процесса, в результате которого в куб-подогреватель попадает серная кислота из контактного аппарата. При нормальном ведении технологического процесса по производству пищевой уксусной кислоты, коррозия стали Х17Н13М(2-3)Т в этом кубе значительно меньше и составляет 0,044-0,155 мм/год, коррозия стали Х18Н10Т - 0,485 мм/год.
Усиленная коррозия нержавеющих сталей в средах уксуснокислотного производства, содержащих сернистый ангидрид, обусловлена тремя факторами:
- процесс формирования пассивной окисной пленки на поверхности нержавеющих cталей в присутствии сернистого газа подменяется процессом образования пленки, содержащей сульфиды металлов. Вследствие растворения сульфидов эта пленка не обеспечивает надежной защиты поверхности металла от дальнейшего растворения;
- образующиеся включения сульфидов увеличивают катодный фон на поверхности металла, что приводит к увеличению анодной плотности тока, а, следовательно, к усилению растворения металла на анодных участках и к проявлению местной коррозии;
- сероводород, образующийся при взаимодействии SO2 с нержавеющими сталями в кислой среде, переводит нержавеющие стали в активное состояние, при этом хром в этих условиях может ускорить процесс ионизации сплавов Fe-Cr.
Более стойки стали 0Х23Н28МЗДЗТ и П7Н13М(2-3)Т в среде уксусной кислоты-сырца: мерниках (0,313-0,126 мм/год), в ректификационной колонне (0,416-0,072 мм/год) и в сборнике полуфабриката уксусной кислоты (0,097-0,1965 мм/год). Стали типа ОЗС17Т, 0Х21Н5Т и Х18Н10Т в этих аппаратах нестойки. В остальных аппаратах все нержавеющие стали, за исключением 0Х17Т, показали достаточную стойкость. Это относится прежде всего к кубам-окислителям и эссенционным, в которые для разрушения окисляемых примесей вводится КМПО4. Введение эффективного окислителя способствует переходу нержавеющих сталей в устойчивое пассивное состояние, что обеспечивает их высолю коррозионную стойкость.
Органические пигменты для лакокрасочных материалов. Органические пигменты – это те вещества, без которых н.. 24 июля 2016
Антикоррозийная обработка автомобиля с применением электроосаждаемых красок. Антикоррозионные грунтовочные слои наносятся на автомобильны.. 28 апреля 2015
Проблемы коррозионной устойчивости в производстве уксусной кислоты.
Причины коррозии оборудования в производстве уксусной кислоты.
Коррозия металлов и сплавов в средах производства пищевой уксусной кислоты, получаемой методом разложения уксуснокальциевого порошка серной кислотой, в силу ряда факторов имеет свои специфические особенности. Одной из них является высокая температура (100-140°) почти на всех стадиях технологического процесса. При высоких температурах как индивидуальные карбоновые кислоты, так и их смеси разрушают металлы и сплавы значительно быстрее.
Заметное влияние на скорость коррозии черных и цветных металлов оказывает повышение концентрации карбоновых кислот. В интервале концентраций от 40 до 70% коррозия возрастает у тех металлов и сплавов, которые имеют пониженную способность к пассивированию. Те же сплавы и металлы, которые легко пассивируются в карбоновых кислотах благодаря образованию химически стойких и плотных защитных пленок, имеют достаточную коррозионную стойкость.
Значительно увеличивает коррозию металлов в этих средах наличие коррозионноактивных примесей. Наиболее сильно стимулирует коррозию оборудования муравьиная кислота. Примеси муравьиной кислоты более 3% в десятки раз снижают коррозионную стойкость всех низколегированных хромистых, хромоникелевых сталей, в меньшей степени - нержавеющих сталей, легированных молибденом. Повышение коррозионной активности сред в присутствии муравьиной кислоты обусловлено способностью последней восстанавливать на металлах пассивные окисные пленки.
Влияние сернистых соединений на коррозию оборудования.
Наряду с органическими примесями в процессе разложения уксуснокальциевого порошка серной кислотой образуются другие вещества, наиболее агрессивными из которых являются сернистые соединения. Наличием этих примесей объясняется, в частности, повышенная коррозионная активность производственных сред завода. Сернистые соединения в смеси с низшими карбоновыми кислотами являются особенно коррозионно-активными и разрушают не только нержавеющие стали, но и сплавы на основе никеля. Наличие сернистых соединений стимулирует наводороживание металлов, вызывает местное разрушение нержавеющих сталей способствует образованию побочных продуктов, влияющих не только на ко на коррозию оборудования, но и на качество товарных продуктов. Особенно часто наблюдается разрушение участков, прилегающих к сварному шву.
Сернистый ангидрид в процессе разложения уксуснокальциевого порошка серной кислотой образуется в основном в результате взаимодействия легкоокисляющихся примесей с серной кислотой. Однако интенсивное выделение SO2 наблюдается также в процессе разложения химически чистого уксуснокальциевого порошка, по-видимому, в результате местных перегревов на стенках аппарата и каталитического действия металлов, ведущих к разложению серной кислоты. Образовавшийся сернистый газ при растворении в водных растворах уксусной кислоты способен образовывать сернистую и серную кислоты, которые при высоких температурах разрушают практически все нержавеющие стали.
Дмитриевский химический завод — это ведущий производитель растворителей в России. Производство многокомпонентных растворителей, бутилацетата и уксусной кислоты реализуется уже более чем 100 лет. Поставляем растворители на ведущие автоконцерны России. Есть опция изготовления растворителя по рецептуре заказчика. Растворитель 646 от Дмитриевского химического завода - это продукт эталонного качества по доступной цене.
Проблемы в производстве уксусной кислоты.
Раствор серы в уксусной кислоте представляет собой истинный раствор. Однако растворимость серы в воде ниже, чем в кислоте, поэтому введение воды приводит к вытеснению серы в виде мелкодисперсной фазы, которая образует с водой коллоидную систему. Образование такой коллоидной системы является одной из причин опалесценции при разбавлении водой пищевой уксусной кислоты.
Установлено, что сера способна легко адсорбироваться на поверхности металла. Даже в небольших количествах химически адсорбированная сера усиливает коррозию некоторых металлов за счет каталитического действия.
Проведено множество опытов по изучению коррозии и образованию серы при взаимодействии металлов с растворами уксусной кислоты, содержащими растворенный SO2. При проведении этих опытов холодильник для улавливания серы промывали 99%-ной синтетической кислотой. Полученные таким образом смывы проверяли на опалесценцию.
Отсутствие конденсации серы при взаимодействии уксусной кислоты-сырца с медью и титаном можно объяснить тем, что процесс коррозии меди с водородной деполяризацией не протекает. Испарение элементарной серы из раствора с последующей конденсацией в холодильнике мало вероятно.
Влияние условий эксплуатации оборудования на коррозионную стойкость.
Немаловажную роль в коррозии оборудования, особенно медного, играют условия его эксплуатации. Например, медные аппараты, работающие периодически, имеют меньший срок службы по сравнению с аппаратами, работающими непрерывно. При доступе воздуха медь легко окисляется до закиси меди с последующим переходом ее в окись, которая растворяется как в слабых, так и в концентрированных водных растворах одноосновных карбоновых кислот. Коррозионная стойкость меди зависит от ее химического состава. Наличие в меди закиси и окиси, а также примесей железа и других металлов, способствующих созданию на ее поверхности микрогальванических пар, снижает ее коррозионную стойкость. Вторичная медь, полученная при переплавке металлолома практически неприменима для изготовления технологического оборудования в уксуснокислотном производстве. Наиболее приемлемыми сортами меди для оборудования уксуснокислотного производства является первичная медь, а также диоксидированная или рафинированная медь.
На коррозионную стойкость меди большое влияние оказывает также температура, при которой возможно химическое превращение одноосновных карбоновых кислот до надкислот. При протекании этих реакций аппараты разрушаются с большей скоростью не только в периодических, но и в непрерывных процессах, где доступ кислорода воздуха практически ограничен.
В процессах этерификации или переэтерифшсации глубинный показатель коррозии меди составляет 5-10 мм/год. Несмотря на такую коррозию, у меди в некоторых случаях больший срок службы по сравнению с нержавеющими сталями, имеющими коррозию 0,5-1 мм/год. Из-за относительной однородности структуры медь в средах производства уксусной кислоты, как правило, имеет равномерную коррозию. Поэтому она до настоящего времени применяется для изготовления греющих змеевиков в кубах и реакторах периодического действия. Нержавеющие же стали типа Х18Н10Т, СХ21Н5Т, П7Н13М2Т в этих средах имеют местную (язвенную и точечную) коррозию. Высоколегированные нержавеющие стали и титан, которые способны к образованию в естественных условиях прочных и химически стойких защитных пленок, более стойки по сравнению с низколегированными сталями и медью.
Антикоррозийные покрытия Коррозия – это процесс окисления металла в результате .. 01 мая 2015
Как получить уксусную кислоту окисляя высшие парафины? Окисление высших (твердых и жидких) парафинов выполняется в .. 29 апреля 2015
Покупая растворитель 646, расход на м2 должен быть рассчитан заранее. Выполняя различные виды лакокрасочных работ очень важно прав.. 14 января 2016
Читайте также: