用耐腐蚀性金属材料对醋酸进行了评价

文章出处:三分彩研发合作社 人气:234 发表时间:2020-02-23 11:16

  醋酸(B酸)是一种重要的石油化工产品。目前,大多数醋酸是由石油制成和生产的。醋酸是最广泛使用的有机酸,是化纤轻纺印染漆塑料粘合剂和食品、医药和农药等行业的重要有机化学原料。醋酸工业的发展与国民经济息息相关。

  众所周知,有机酸的侵蚀性随碳链的增加和分子的增加而降低。甲酸在有机酸中的腐蚀最强烈,其次是丙酸和丁酸。长碳链聚合物的脂肪酸,如硬脂酸,相对不腐蚀。

  醋酸不仅具有较强的腐蚀性,而且具有很强的腐蚀性。温度,浓度,氧气,水分和第二组,如甲酸氧化剂和卤素离子明显影响醋酸的腐蚀。因此,对金属合金材料的腐蚀具有重要的经济意义。

  含氧醋酸在不含氧醋酸的情况下是氧化的。氧气(空气)和水(H2O)等氧化剂。一些人研究了329J1双相不锈钢在浓度为50%和90%醋酸溶液中的阳极极化曲线。然而,浓醋酸中钝酸含量为350mg/L的活性溶解。结果表明,水作为氧化剂有利于不锈钢的钝化。XPS分析还显示,在沸点温度下50%醋酸中,329J1钝化膜为Cr(OH)3Cr2O3Crooh。外层有少量的MoO3和MoO2和Cu2O。氧化膜中铬和钼的氧化物保护率低于350mg/L。水作为氧化剂促进完全钝膜的产生。

  铬是一种易于钝化的合金元素。在氧化媒体中,铬可以使不锈钢表面产生Cr2o3保护膜,提高铬含量,促进不锈钢钝化,提高耐蚀性。铁-镍合金在氧化介质和恢复介质中腐蚀电位,随着镍含量的增加而向正方向移动。也就是说,铁-镍合金的热力稳定性和耐腐蚀性随着镍含量的增加而增加。因此,含氧氧氧化醋酸应选用钝化性强的高铬、高钼不锈钢或镍基合金.具有较高热稳定性的高镍不锈钢或镍基合金应选择无氧或无氧还原醋酸。

  数据表明,316L醋酸在沸腾温度下具有良好的耐蚀性。即使浓醋酸含有100%的浓醋酸,也足以使316L不锈钢钝化和耐腐蚀。醋酸浓度大于50%后,304L不锈钢的腐蚀率急剧增加(图1)。根据图2的数据,水促进了醋的分离和活性浓度。当醋的浓度>;30%时,316L具有良好的耐蚀性。因此,沸点下面的醋酸可以选择316L不锈钢。

  提高了醋酸的腐蚀性。图3显示不锈钢在90%醋酸中的腐蚀速度随温度的变化而变化。4种不锈钢具有良好的耐腐蚀性能。温度>;100℃In800和304L的腐蚀速度显著增加,316L的腐蚀速度也略有增加。只有317升温度高达130°C,腐蚀速度保持不变..317L在四种不锈钢中具有最佳的耐蚀性。

  因此,316L醋酸在沸点以下100℃~130℃可用于317L。温度>;130°C..必须选择高合金不锈钢,如ALL-6XN254SMO和C-4C-22C-276.

  许多文献介绍了氯离子(Cl)和溴离子(Br-醋酸).醋酸和相关产品通常使用纳克尔MnCL2和纳布尔作为催化剂。仪征化纤厂以醋酸、钴、醋酸、锰为催化剂,氢溴酸(Hbr)为促进剂,反应温度高达200℃。生产设备严重腐蚀..

  不锈钢和镍合金在溴离子醋酸中的腐蚀如表2所示。温度40℃304316L不锈钢迷你-400镍铜合金Ni-200纯镍无法再次使用。高合金不锈钢904L腐蚀速率为0.25mm/a,高钼含氮高合金OSE不锈钢AL6XN4565接近耐蚀性水平。只有镍基合金C≤276仍处于侵蚀水平.温度80°C904LAL-6XN254SMO属于可用水平4565产生点蚀C≤276腐蚀速度已达0.16mm/a..溴离子(Br)强烈促进乙酸腐蚀,导致许多不锈钢和合金腐蚀。据文献报道,苯二甲酸生产中溴离子醋酸钛是一种优良的合金材料。

  各种金属材料在含氯化钠稀醋酸中的腐蚀率如表3所示。图4显示了高温高浓度醋酸中氯离子(Cl)对316L和904L不锈钢腐蚀的影响。分析表3和图4数据可以得出以下结论。

  B/氯离子主要促进不锈钢点蚀(PIT)和应力腐蚀(SC)。904L在含氯离子醋酸中具有良好的耐蚀性,但由于点蚀和应力腐蚀而无法使用。因此,合金化低于904L的不锈钢,如304L316L317L,不适用于含氯离子的醋酸溶液。

  C.高钼含氮高合金OSMO654SMOAL-6XN904HMO等高合金双相不锈钢(如2507)。具有良好的耐腐蚀性能可根据具体情况选择..为了降低成本,普通双相不锈钢23042205也可供选择,但应根据具体情况仔细选择。

  甲酸是最具侵蚀性的有机酸。含有甲酸的醋酸可以改变醋酸的腐蚀性质。乙酸含有甲酸,甲酸含量低时氧化明显;随着甲酸含量的增加,混合酸的氧化程度逐渐减弱;当甲酸达到一定含量时。混合酸是强烈的恢复。氧化性酸和还原性酸对金属材料的腐蚀和合金化是不同的。

  乙酸的腐蚀性显著增加。表4表5是甲酸对沸腾高温醋酸中不锈钢腐蚀速度的影响。图5显示了904L不锈钢在沸腾50%醋酸中的腐蚀速度。对图表中的数据进行了分析,并对醋酸甲酸溶液的选择提出了一些建议。

  A≤甲酸显着地增强了醋酸的腐蚀性。例如,在沸腾(10%≤50%)醋酸10%甲酸溶液中,316L不属于耐蚀性水平,904L仍保持耐蚀性(表4)。这是一种可供选择的材料。

  904L在50%醋酸中的腐蚀率随甲酸含量的增加而增加。当甲酸浓度达到20%时,腐蚀速度基本保持不变(图5)904L为可用水平。

  C)在沸腾的50%醋酸(5%≤50%甲酸溶液中。不锈钢具有较好的耐腐蚀性,是一种高钼、含氮、254SMO和654SMO等高合金双相不锈钢。当甲酸浓度为20%时,2205双相不锈钢也可酌情选择(表5)..

  醋酸通常添加到醋酸甲酸沸腾溶液中作为催化剂。图6显示了Fecl3CuCuCl2NaCl和MnCL2对镍基合金A625和C-4的腐蚀速率,以及双相不锈钢2507的腐蚀速度。

  氧化盐对腐蚀的影响实际上是FE3CU2和MN2离子的影响。图6显示,镍基合金A625C-4和双相不锈钢2507具有良好的耐腐蚀性能,在50%醋酸25%甲酸溶液..含有少量的FE3或CU2离子后,腐蚀速度显著提高,甚至不能应用。MN2对醋酸甲酸溶液腐蚀影响最小,但只有C≤4合金可供选择。可以看出,只要含有微量氧化的FE3或CU2离子在醋酸甲酸溶液中的腐蚀将大大增强高合金不锈钢甚至镍基合金的强烈腐蚀。

  醋酸有许多常见的成分。有不锈钢基合金,钛,锆材料,铝和非金属材料..3,4,5,铜基合金基合金,9,9,1,1,2,1,1,1,1,1,1,1,4,1,1,1,1本文仅讨论不锈钢镍基合金和钛的选择。

  普通OSE不锈钢为18-8不锈钢,如304L316L和317L。图7显示了304L和316L不锈钢在醋酸中的腐蚀。

  18-8Orth不锈钢可用于沸点以下的纯醋酸。其中316L是最广泛使用的不锈钢。但这种不锈钢不适用于以下醋酸介质:含有CLBR离子醋酸,含有Fe3CU2离子醋酸,含有甲酸醋酸。高温高压醋酸。

  高合金不锈钢是指含有高铬和镍的不锈钢,以及钼、铜、氮和钛和Nibian。如Alloy20904LSanicro28和其他高合金OSE不锈钢和AL-6XN904hMo(926x254SMO)。这些不锈钢在高温高压醋酸和甲酸醋酸中具有较高的耐腐蚀性。

  在沸点以上热醋酸中,当氯化物被污染时,HCL或生产过程变为无氧和还原醋酸。此时,普通的OSE不锈钢316L不再能够满足要求。Alloy20904LAL-6XN904HMO(926)254SMO654SMO)和其他高合金Action不锈钢。取代316L制造塔和设备已成为世界酸酸行业选择合金的主要趋势。

  镍基合金,如C-276,是国外醋酸行业常用的原料.然而,从耐蚀性和经济性的角度来看,高合金欧氏体不锈钢,特别是高钼含氮奥氏体不锈钢,被C≤276等镍基合金所取代。这是外国醋酸行业选材的又一趋势。作者认为,高合金Oser不锈钢,特别是高钼含氮Oser不锈钢是醋酸行业的一种有希望的材料,应予以推广和应用。

  双相不锈钢由α伽马组织.20世纪70年代,由于不锈钢冶炼技术的改进,第二代双相不锈钢被添加到合金中。除镍的经济性外,双相不锈钢具有良好的机械性能和耐腐蚀性能.双相不锈钢耐蚀性强,特别是2507不锈钢(表3)。

  当甲酸含量低于20%时,双相不锈钢含量为2205。当甲酸含量达到50%时,2507仍保持耐蚀性(表5).图8显示了2205316L和317L在50%醋酸中的腐蚀。结果表明,双相不锈钢2205的耐腐蚀性能明显优于OSE不锈钢316L和317L。甲酸含量为20%,双相不锈钢含量为2205。当甲酸含量>;20%时,应选择高合金的2507双相不锈钢(表5)。

  作者认为,第二代双相不锈钢也是一种很好的合金材料,特别是对于纳克尔和HCOOH的高温醋酸。一般情况下,双相不锈钢2304可用于取代304LOI不锈钢双相不锈钢2205,而不是316L和317LOI不锈钢。应选择2507Zeron100和UR52N等高合金双相不锈钢。

  图9是哈斯特洛伊C系列合金在氧化和恢复性酸的适用范围。50%≤60%稀硫酸的浓度恢复。添加三价铁离子3后,溶液变成氧化剂.图9显示C/276适用于恢复性酸。C/22不仅适用于恢复性酸,而且适用于氧化性酸,但更适合氧化性酸。C-2000合金在减少性酸和氧化性酸方面具有良好的耐蚀性.受第二组元素(如氧化剂甲酸)的影响,醋酸也可以被氧化或恢复。醋酸的选择也适用于上述原则。

  哈斯特洛伊C系列合金和不锈钢。沸腾50%醋酸甲酸和50%沸腾醋酸+25%甲酸+0.2%氯离子溶液的腐蚀速率分别如图10图11所示..316L和317L的耐蚀性在沸腾的醋酸甲酸溶液中是不好的。254SMO和2507,尤其是HastelloyC系列合金(C/4C/22C/276),具有良好的耐腐蚀性能(图10)。

  氯离子对醋酸甲酸溶液的腐蚀效果很大。在沸腾的50%醋酸中,25%甲酸和0.2%氯离子溶液中,只有Hase合金C具有耐腐蚀性(图1)。在醋酸中使用的另一种镍基耐蚀合金是哈斯特洛伊B系列(B/2)和B/3)合金。沸腾醋酸的腐蚀率如表6所示。B/2和B/3是先进的ni-Mo系统合金.金属乳具有较高的耐腐蚀性和耐钝化性,保证了合金在沸腾醋酸中的耐腐蚀性。

  钛和钛合金具有强度高、比图10合金高、腐蚀速度高的优点。钛是一种易钝化的金属,在含氧环境中钝化膜的破坏可以迅速愈合。钛在许多工业腐蚀媒体中是稳定的。因此,钛和钛合金也是一种优良的化学耐腐蚀材料.耐腐蚀钛材料可分为以下三类.

  钛-钼酸盐合金,其中TI-15MO是一种稳定的β-钛合金Ti-32MO.在恢复介质中,即使在强恢复盐酸中,也具有良好的耐腐蚀性。

  目前醋酸行业使用的耐蚀钛材料主要用于工业纯钛TI-0.8ni-0.3MO合金..工业纯钛和钛合金在醋酸中的腐蚀率如表7所示。醋酸中含有氧化剂(空气O2或H2O),当表面产生密集的TiO2氧化膜时,钛具有较高的耐腐蚀性能(表378)。醋酸含有较高的还原离子(如Cl-Br)或浓度在98%以上的浓醋酸中含有甲酸或醋,以及在无水少氧沸腾的条件下。钛不易钝化和腐蚀。钛在高温醋酸中易产生一些蚀刻.钛具有耐蚀性,因为表面形成了TiO2氧化膜。钛产生氧化膜的能力很强,能够在氧化和弱还原醋酸中迅速钝化。钛是适宜的氧化和弱恢复醋酸。

  乙酸是一种重要的石化产品和重要的化学原料。醋酸是一种具有较强腐蚀性的有机酸,其影响因素非常复杂,难以选择材料。同时,许多适用于醋酸的金属材料的选择空间往往与材料的选择无关。本文讨论了醋酸腐蚀的影响因素及适合合金材料及不同合金材料的醋酸介质。笔者认为,双方的补充和认证更有可能讨论复杂的问题,有利于醋酸材料的选择。它将更有利于醋酸生产者和用户,设备制造商和材料开发商。