苯酚生产工艺中调节阀耐蚀材料的选择探讨

发布时间:2011-11-30  点击数:4097

      在化工生产过程中,经常会遇到一些腐蚀性较强的介质。这些介质有时是单一的、有时是混台的,它们对现场使用的仪表造成腐蚀,使其性能降低、寿命缩短,影响生产的正常运行,甚至造成事故。

      众所周知,同一种介质随其浓度、温度不同,会表现出不同的腐蚀性。因此,根据生产过程中介质腐蚀性的不同,正确选用相应的耐腐蚀材料,不仅可以提高仪表的性能和使用寿命,而且可以降低生产成本,减少仪表的维护工作。本文介绍了苯酚生产过程中调节阀的使用情况,分析了调节阀节流件的腐蚀原因,并通过正确选择节流件材料,提高了调节阀的寿命,得到了较高的性能价格比。

      硫酸——碱熔法生产苯酚,主要原料为纯苯、硫酸、烧碱及少量的纯碱,而生产中又会产生苯磺酸、苯磺酸纳等物质。该生产中碱熔反应的自动加料采用气动薄膜调节阀进行控制,流经调节阀的介质分别为苯磺酸钠盐溶液和碱液。原设计中自动加料采用DN32的单座调节阀,阀体材料为铸钢,节流件(阀芯、阀座)材料采用的是18-8型不锈钢由于介质温度高(苯磺酸钠盐溶液150℃~170℃,熔碱300℃~330℃),腐蚀性较强,使用寿命不到3个月。

      为分析节流件腐蚀的原因,我们查阅了18-8型不锈钢在硫酸、苯磺酸、苯磺酸钠盐溶液和烧碱中的部分腐蚀资料,得到:

      a)18-8型不锈锕在常温5%以下的稀硫酸或90%以上的浓硫酸中具有良好的耐腐蚀性,腐蚀率为0.005mm/a~0.5mm/a,但随着温度升高,腐蚀率会急剧增大。
      b)18-8型不锈钢在浓度较高(80%~100%)的苯磺酸中具有良好的耐腐蚀性,腐蚀率为0.005mm/a~0.5mm/a,在100%的苯磺酸中使用温度可以达到100℃ 。
      c)18-8型不锈钢在20%的十二烷基苯磺酸钠盐溶渡中具有优良的耐腐蚀性,腐蚀率小于0.005mm/a,且使用温度可以达到100℃。
      d)18-8型不锈钢在浓度低于50%、温度低于50℃的烧碱中具有优良的耐腐蚀性,腐蚀率小于0.005mm/a 温度在50℃~80℃时,腐蚀较严重,腐蚀率为0.5mm/a~1.5mm/a,勉强可用;温度达到100℃,腐蚀严重,腐蚀率大于1.5mm/a,不能使用。随着烧碱浓度的增大,18-8型不锈钢在其中的使用温度也相应提高,当浓度达到100%时,可使用到316℃(腐蚀率为0.5mm/a~1.5mm/a)。此外,在浓度70%~100%的烧碱中,18-8型不锈钢可能发生应力腐蚀破裂,特别是在高温环境中,由于受热应力作用,很容易产生应力腐蚀破裂。

      从资料中又得知,镍钼铬合金(哈氏合金)比18-8型不锈钢的耐蚀性能优越得多,具体数据如下:

      a)可用于96%~100%以下一切浓度的硫酸,温度可达70℃,酸浓度越低,适用温度越高。25%以下的稀酸可用于沸点。
      b)对所有浓度的苯磺酸的烧碱溶液具有优良的耐蚀性浓度超过80%,使用温度可达200℃、为此我们对所使用调节阀进行了如下改进:阀体采用18-8型不锈钢制作,而节流件采用哈氏C合金制作改进后的调节阀从1998年初使用至今已达3年多时间,运行正常。

      从目前情况看,改进后的调节阀预计寿命可达3年以上,是原调节阀寿命的12倍,从而给使用部门带来了一定的经济和社会效益。