ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Коррозия аппаратуры в производстве перекисей из "Коррозия и основы гальваностегии " Промышленный электролиз воды производится с целью получения водорода и кислорода, причем последний является попутным продуктом, поскольку получение его из воздуха экономически более целесообразно. Водород в большом количестве используется в химической, металлургической и других отраслях народного хозяйства. В наиболее крупном масштабе водород применяется в, производстве аммиака, метанола, карбамида, синтетических материалов, при гидрировании органических соединений и т. д. [c.102] Электропроводность чистой воды очень низкая, поэтому для снижения расхода электрической энергии в воду добавляется щелочь — МаОН или КОН. В этом случае корпус электролизеров и электроды можно изготовлять из стали, так как в щелочных растворах сталь достаточно устойчива. Все же при высокой концентрации щелочи и повышенной температуре сталь подвержена коррозии. Растворенное железо вновь осаждается на катоде в виде губки и, разрастаясь, может при определенных условиях вызвать короткое замыкание. [c.102] Электролизер состоит из различного числа отдельных ячеек (50—160) с диафрагмами для разделения газов. Диафрагма — пористая перегородка, проницаемая для ионов и непроницаемая для газов. Диафрагмы должны обладать хорошей электропроводностью и химической стойкостью. В качестве материала для диафрагмы используется плотная асбестовая ткань, в некоторых случаях она армируется никелевой проволокой. Асбестовая ткань диафрагмы прикрепляется к стальной раме из СтЗ. [c.103] Все изоляционные прокладки, опоры и другие детали выполняются из эбонита. [c.104] Выбор конструкционных и защитных материалов для оборудования производства хлора и каустика имеет большое значение в связи с высокой коррозионной активностью технологических сред, обусловленной, в основном, присутствием хлора. Предупреждение коррозии оборудования имеет важное значение для продления срока службы аппаратуры и оборудования, а также снижения загрязнения электролитов продуктами коррозии. [c.104] Коррозия металлов и сплавов во влажном хлоре протекает интенсивно даже при температурах, превышающих точку росы, так как продукты коррозии гигроскопичны. [c.104] В промышленном масштабе хлор и щелочь получаются электролизом водного раствора поваренной соли. Процесс состоит из приготовления и очистки раствора поваренной соли (рассола), электролиза, охлаждения, сушки, ожижения хлора и упаривания раствора едкого натра. Перед электролизом раствор поваренной соли подвергается очистке от примесей кальция, магния, железа и механических взвесей. [c.104] Основным конструкционным материалом на стадиях подземного растворения соли, транспортировки и хранения сырого рассола являются углеродистые стали и чугун. Аппаратура для очищенного рассола изготавливается из стали или бетона и защищается неметаллическими штучными силикатными материалами (диабаз, керамика), гуммировочными материалами, эпоксидными и фенольными смолами. Трубопроводы изготавливаются из полиэтилена, полипропилена и винипласта теплообменники для подогрева очищенного рассола перед подачей на электролиз — из нержавеющей стали или титана. [c.105] Существуют два электрохимических метода получения хлора и щелочи. Первый способ осуществляется в электролизе с диафрагмой, разделяющей катодное и анодное пространства с применением твердого катода. Электролиз производится при температуре 90—95°С. Полученный на аноде хлор поступает на охлаждение, осушку и сжижение. Образующаяся в катодном пространстве электролитическая щелочь, содержащая 120—140 г/л КаОН, 160—220 г/л ЫаС1 и 0,3 г/л Na ГOз, направляется на выпарку. [c.105] Основными частями диафрагменного электролизера являются корпус-катод (катодный комплект), днище с встроенными в него анодами (анодный комплект) и крышка. Корпус изготавливается из углеродистой стали, внутри него устанавливается гребенчатая сетка из стальной проволоки, на которую наносится асбестовая диафрагма. [c.105] В качестве материала для анодов используются графит, платинированный титан и титан, покрытый окислами рутения (ОРТ). На этих электродах перенапряжение выделения хлора меньше, чем кислорода, поэтому на анодах в основном выделяется хлор. В контакте с влажным хлором, кислородом, соляной и хлорноватистой кислотами этп аноды обладают достаточно высокой химической стойкостью. [c.106] Хлор из электролизеров, насыщенный влагой, через трубопроводы из титана, фаолита, фарфора, фторопласта или гуммированной стали направляется на осушку с целью снижения его коррозионной активности. Окончательная осушка осуществляется концентрированной (87—98%) серной кислотой в стальных абсорберах, гуммированных или футерованных полиизобутиленом, защищенных дополнительно кислотоупорным кирпичом или диабазовой плиткой. При этом влажность хлора снижается до 0,05—0,002%, что позволяет использовать оборудование из незащищенной углеродистой стали на стадиях компримирования, сжижения, хранения и транспортировки жидкого и газообразного хлора. [c.106] С целью концентрирования электролитических щелоков, образующихся в процессе диафрагменного электролиза, они подвергаются упариванию до 42—50% в выпарных аппаратах при температуре 95—135°С. [c.106] Железо и углеродистые стали в холодных растворах щелочи проявляют удовлетворительную коррозионную стойкость благодаря образованию гидроксидных пленок, обладающих защитными свойствами. В концентрированных растворах ЫаОН при повышенных температурах углеродистые стали склонны к коррозионному растрескиванию. Присутствие хлоридов и хлората в электролитических щелоках усиливает их коррозионную активность. Легирование сталей хромом, никелем и молибденом способствует заметному повышению пассивного состояния сплавов в широком интервале температур и концентраций щелоков. [c.106] Эти две стадии процесса проводятся в двух различных аппаратах электролизере и разлагателе. Электролизер изготавливается из углеродистой стали и все внутренние стенки, крышка, карманы защищаются эбонитом. Для уплотнительных устройств применяют химически стойкие герметики, резины, фторопласт-4 и др. Разлагатель амальгамы выполняется из углеродистой стали, причем наиболее уязвимыми местами для коррозии являются сварные швы, которые в первую очередь разрушаются при воздействии горячего раствора щелочи. [c.107] Большую опасность представляет коррозия из-за утечки тока по трубопроводам вследствие хорошей электропроводности растворов щелочи и поваренной соли. В цехе этому виду коррозии подвергаются аппараты, трубопроводы, арматура железобетонных строительных конструкций. Для снижения коррозионного разрушения следует наблюдать за исправностью изоляторов, защищать металлические трубопроводы резиной, эбонитом, фторопластом-4. [c.107] Для охлаждения влажного хлора и хлорной воды в последнее время успешно применяются холодильники из титана вместо графитовых теплообменников, имеющих пониженную стойкость. [c.107] Гипохлорит натрия является сильным коррозионным агентом, поэтому алюминий и его сплавы, углеродистые и нержавеющие стали непригодны для изготовления оборудования, так как они подвергаются разрущению. Более устойчивы хромоникельмолибденовые стали, особенно при добавлении к гипохлориту 0,25% силиката натрия в качестве ингибитора. Никель, никельмедные и никельхромовые сплавы пригодны для изготовления аппаратуры, соприкасающейся с разбавленными растворами гипохлорита натрия. Наиболее коррозионностойкими в растворах гипохлорита натрия независимо от концентрации является титан и его сплавы. Высокой химической стойкостью обладают такие конструкционные и защитные материалы, как кислотоупорная керамическая плитка, фарфор, полиэтилен, полипропилен, фторопласт-4, эбониты, резины и др. [c.108] Для получения хлората натрия используется адек-трохимический метод. В электролизере без диафрагмы на графитовых анодах происходит окисление С10 до СЮ Г- Независимо от способа получения хлоратов в состав раствора, находящегося в контакте с технологическим оборудованием, входят хлориды и гипохлорит, и эти смеси еще более агрессивны, чем отдельные компоненты. [c.109] Коррозионная активность хлорид-хлоратных растворов повышается с увеличением концентрации, температуры, кислотности и особенно в присутствии даже небольшого количества гипохлорита. [c.109] Вернуться к основной статье