[原创] 盐水精制电解食盐水氯气氯化氢次氯酸次氯酸盐漂白粉氯乙烯电石碱浓缩(高温碱熔融碱)等氯碱工业领域的防腐

4.4 氯气干燥系统设备的防腐蚀措施

经冷却后的氯气，在干燥前须经除雾处理，不然氯气中夹带的盐雾会被带入干燥塔内与浓硫酸反应，产生硫酸钠结晶沉淀，堵塞干燥塔的塔板，造成阻力升高影响氯气流量。

（1）除雾器

管式纤维除雾器的PVC管外包扎含氟硅油玻璃棉，可除去氯气中夹带的盐雾，正常时除雾效率可达90%～99%。需定期拆换玻璃棉。

除雾器壳体为碳钢，但当氯气冷却除水不合格时会腐蚀壳体，故有的采用衬胶，亦有采用滚衬聚乙烯的衬里结构。

（2）干燥塔

①泡沫塔

强化型干燥塔，单台设备经数秒钟即可使用氯气中含水小于0.0005%～0.001%。塔内采用95%～98%的浓硫酸来除去已经冷却氯气中的残留水分。

泡沫干燥塔的塔体和塔内花板均采用硬PVC板制造，可连续使用12年以上，硬PVC塑料接触浓硫酸的界面仅表面呈灰色，打开断面检查，历经12年仅1mm～2mm被介质腐蚀渗透。

有报道，在寒冷季节由于负压操作的波动，塔体发生破裂，或在氯化氢含量偏高时，因硬PVC塑料的静电积累导致放电而产生爆裂事故。故应加强工艺管理。亦有改用滚衬聚乙烯的衬里结构。

②填料塔

引进干燥装置都为填料塔流程，有三塔串联和四塔串联两种，四塔型干燥后的含水量和硫酸单耗可更低些，但投资及动力费用较高。与泡沫塔相比，在填料塔内需用48s时间来完成干燥操作，故它的投资、动力消耗都比泡沫塔高，但它干燥后氯气的含水量可达更低水平，有利于减轻后工序的设备、管路系统的腐蚀。

填料塔采用玻璃钢增强硬PVC结构，最后一级采用钢结构，使用寿命可达15年。有的采用酚醛胶泥（里层）、水玻璃胶泥衬瓷砖，与四级填料塔干燥工艺配套的浓硫酸冷却系统，采用哈氏合金制造的板式冷却器。

（3）脱氯槽

该槽利用蒸汽加热，除去氯水中残留的氯气并将它回收，然后

含微量氯的废水去污水处理系统。加热温度达85℃～90℃。氯水来自氯气冷却系统的多余氯水。该槽系钢结构，衬胶后用酚醛胶泥衬瓷板或石墨板，使用寿命可达6～8年。

4.5 氯气压缩输送设备的防腐蚀措施

国内于1979年逐步采用透平压缩机输送干燥氯气，与液环泵相比，具有明显的经济效益，且避免了硫酸的环境污染与腐蚀问题。

所不同的是，采用液环泵压缩后的干燥氯气由于压力不高，出口温度不会超过80℃，对碳钢材质不会产生腐蚀。透平压缩机采用四级压缩－冷却工艺，即一级叶轮压缩后的氯气，在压力升高后其温度亦高于90℃，故必须经一级冷却器冷却，冷却后的氯气温度降至38℃时再经二级叶轮压缩，后再经二级冷却器冷却，这样经四级压缩后的干燥氯气压力可达0.38MPa，即每台透平压缩机配置了4台氯气冷却器。

透平压缩机因在压缩过程中氯气温度较高，具有四级叶轮的机械精度也较高，所以对氯气含水及其他杂质的要求亦相应提高，一般要求氯气含水在0.01%以下，还要求有高效除沫器等装置。含水量小于0.01%的氯气，在室温下对碳钢不存在腐蚀，它的腐蚀速率仅在0.05mm/a～0.5mm/a。温度在200℃以上对腐蚀速率才加快。

国内的透平压缩机都发生了使用1～3年后的氯气冷却器的腐蚀问题。它直接影响透平压缩机的正常运转，导致停车或压缩机械蚀，危害十分严重。

氯气冷却器系管程走冷却水，壳程通干燥氯气，经压缩后的氯气温度进冷却器时为90℃～95℃，出口被冷却至38℃。导致列管式氯气冷却器腐蚀的主要原因并不是氯气（当然这排除了前工序的氯气冷却干燥的非正常情况），经分析系冷却水的水质及其污垢对碳钢产生了腐蚀，造成了列管的穿孔。冷却水进入了气相，产生了湿氯腐蚀。

可采用专用于换热器的一种环氧氨基涂料，它具有耐高温、抗渗性好、涂膜坚韧、与碳钢粘结力好等优点，涂膜的水汽透过率比胺固化型环氧涂膜小1.5倍，但它必须加热固化，且耐酸性不及胺固化型环氧。已有报道，它的使用寿命可达8年，并已被广泛采用，使用情况良好。

有的氯气冷却器在很短的时间内，例如经数天至10余天即发生泄漏，这可能是换热管与管板的焊接区（或胀接区）的焊接质量存在问题，未经严格焊接质量检验或试压，即移交涂料涂装施工。尽管在涂料施工时会弥补存在的漏点，但涂膜一旦被冷却水或压力高的氯气冲破，即很快发生湿氯腐蚀。这是值得引起注意的。同时，用于涂料涂装的换热管提倡采用焊接结构，胀管结构易在使用过程中导致涂膜的开裂。

4.6 氯气冷却压缩、干燥、输送的设备、管道的腐蚀与防腐选材

氯非常活泼。氯气腐蚀是一个大的范围，包括高温湿氯气、干氯气、含氯浓硫酸、高温盐酸、浓盐酸以及有机氯等的腐蚀。

干态氯气在常温时对金属腐蚀不大，直接采用碳钢、铸铁即可；高温下对碳钢等钢材的腐蚀就会加剧，一般采用富含镍铬等不锈钢、哈氏合金等。注意高温干态氯气环境下，不可采用钛金属，因钛在干氯中会生成四氯化钛。

湿氯气具有强烈的氧化性，它的腐蚀实际上就是盐酸和次氯酸的腐蚀。湿氯气能腐蚀绝大多数金属和非金属材料，在输送、干燥、液化过程中，都需要特别措施和材料来对应，湿氯气的腐蚀控制是氯碱行业防腐工程的重中之重。

湿氯气对大多数金属材料都具有较为强烈的腐蚀作用。湿氯气对金属材料的腐蚀性与含水量、温度都密切相关。当金属处于湿氯气下限温度时，一般仅表现为电化学腐蚀；当高于上限温度时，电化学腐蚀和氧化腐蚀兼具，腐蚀速度大大加快。钛金属不耐干态高温氯气，但对于湿氯气表现出极好的耐受性。

湿氯气具有较强的氧化性，主要表现在氯气与水反应生成了腐蚀性极强的盐酸和强氧化性的次氯酸，如下式：

                       Cl₂ + H₂O → HCl + HClO

常规的碳钢、不锈钢、铜、铝、镍等都耐不了湿氯气。除去湿氯气中的水分，则其对金属的腐蚀性大大减弱。普遍认为150mg/kg的水分含量是一个临界值，碳钢在小于150mg/kg水分含量的氯气中腐蚀速度仅有0.04mm/a，一旦水分含量超过了150mg/kg，腐蚀速度大大增加，碳钢就不适合作为设备材料。氯气的除湿工作是氯碱工业中一个非常重要的环节，也是非常重要的防腐措施。

关于湿氯气设备的选材，树脂防腐范畴内按照温度范围可以如下：低温下（40℃左右）的湿氯气环境，可直接采用PVC材质的管道、设备、衬里；温度低于80℃的湿氯气可以采用双酚A型乙烯基酯树脂玻璃钢内衬或整体玻璃钢；温度接近100℃，乃至100℃，短时间（一般30min以内）达到120℃的湿氯气，则需要采用酚醛型乙烯基酯树脂玻璃钢内衬或整体玻璃钢；温度接近150℃的湿氯气，需采用耐强氧化性介质的高交联密度型乙烯基酯树脂为原料，选择耐温耐酸合适的纤维和填料，制成玻璃钢衬里或整体玻璃钢；湿氯气长期处于80℃以上，也可直接采用钛金属或合金，耐应力和温度骤变更好，但成本也更高，近些年来，很多厂家在高温关键部位越来越多地采用昂贵的钛合金了。热塑性的氟塑料以及涂层、氯桥酸型的不饱和树脂也可用于湿氯气环境，但受限于很多因素，所以目前在实际工程标书方案中出现并不多。

氯碱工业中氯气处理工序设备的腐蚀与防腐选材可参见表4.6。

5 氯化氢和盐酸生产中的腐蚀与防护

5.1 氯化氢和盐酸生产工艺简介

利用电解氯化钠水溶液得到的氢气和氯气，在燃烧喷嘴处混合，在反应生成的火焰中完成生成氯化氢的过程。火焰温度一般为700℃～900℃，出合成炉的气体温度在400℃左右

合成的氯化氢气体经冷却，由用尾气吸收后的稀酸吸收制得浓度为31%以上的盐酸。合成氯化氢还可经冷却、冰冻、干燥，不经过吸收工序，制得干燥氯化氢，可作为原料输送至生产部门使用。因此，在同一流程内，可按需要同时生产干燥氯化氢和盐酸，并调配各自的流量。

已有专门用于生产盐酸的整体式合成盐酸装置，即“三合一”式石墨合成炉，它集氯化氢合成、冷却、吸收于一体，直接制得浓度为31%以上的盐酸，且纯度高，无铁质，是可专用于食品工业的食品级盐酸。

（1）合成

为了避免输送氯气管路的腐蚀，大多采用干燥氯气。而对氢气仅作简单的水洗，除去碱雾、冷却后输送，不作干燥处理，故HCl合成炉内的水分主要来自氢气。工艺控制氢过量5%，当超过10%时会造成爆炸等不安全因素。

合成炉的炉底装置了氢气和氯气的燃烧喷嘴，采用石英玻璃制成，内管通氯气，外管通氢气，使氢气和氯气在套管内迅速均匀燃烧，火焰温度一般在700℃～900℃。经炉壁散热，HCI的出口温度在400℃以上。

（2）冷却

多采用预冷后再进入石墨冷却器冷却。经预冷后进石墨冷却器的HCl气体温度在300℃以下，经冷却进吸收器前的HCl气体温度应在200℃以下。

（3）吸收

早期采用绝热式填料吸收工艺，产量低，吸收效率不高，现都已采用降膜式吸收工艺。同时，以前采用的水吸收HCl已改变，由第一尾部塔吸收后的稀酸来吸收HCl气体，而第一尾部塔的尾气采用第二尾部塔吸收后的稀酸来吸收，进第二尾部的尾气才由水来吸收。这样不但提高了HCl气体的吸收效率，更重要的是从根本上解决了盐酸生产中的废水、废气的排放难题。进吸收塔的HCl气体温度一般在120℃以下。

（4）尾气处理

采用二级尾气处理的填料塔结构。在正常操作时，第一、二尾部塔的温度和酸浓度应该是不会高的，第一尾部塔一般在80℃以下，盐酸浓度在5%左右，第二尾部塔则更低。但当进入石墨吸收器的HCl气体温度偏高时，吸收效率会下降，造成进入尾部塔的尾气浓度和温度均偏高，有时超过120℃。

（5）贮存

用于盐酸的浓度配制、检验、中转、销售，故备有大、小不等的盐酸贮槽。

5.2 氯化氢和盐酸对系统设备的腐蚀

（1）氯化氢和盐酸对金属的腐蚀

干燥氯化氢在200℃以下对碳钢实际上并不腐蚀，它的腐蚀速率不大于0.1mm/a，在250℃上升为0.5mm/a。含水氯化氢气体的腐蚀，实质上就是盐酸的腐蚀，只要温度高于氯化氢的最高露点（80℃～200℃，随HCI含量及压力条件而不同）以上，但最好在250℃～300℃，即使是刚合成的含水氯化氢，碳钢的腐蚀速率仍保持在可容忍的范围内。故目前仍有不少单位采用碳钢制作的氯化氢合成炉。

盐酸是一种典型的非氧化性酸，铁在稀盐酸中生成氯化亚铁，在浓盐酸中生成三氯化铁，由于三氯化铁溶于水，所以铁在整个盐酸浓度的范围内完全处于阳极溶解的过程中。浓度为31%的工业盐酸，由于含有三价铁的氯化物，因此呈深黄色，而且它的腐蚀明显强于化学纯的发烟盐酸，尽管后者的浓度高达37%～38%。

在盐酸中，铸铁的腐蚀比碳钢严重，因为铸铁结构中的FeC和石墨的氢过电位很低，且表面很粗糙。

普通不锈钢即使在1%浓度的盐酸中，亦会发生孔蚀，它在盐酸中是不稳定的。

在盐酸介质中，只有含钼不锈钢、钽、钛、银可供选择，值得指出的是钽，这种金属即使在FeCl₂和Cl₂的存在下，在任何浓度和温度（直至沸腾）的盐酸中，也不会被腐蚀。因此，要求特别高的场合、贵重装置，可优先选用钽。

（2）氯化氢和盐酸对非金属的腐蚀

鉴于非合金铜和普通不锈钢在含水氯化氢和盐酸中不稳定，所以盐酸生产系统大量使用了非金属材料。

耐酸陶瓷和玻璃耐酸性能非常突出，在盐酸生产的早期，曾被大量使用。但由于它们的脆性（易碎），目前已为高分子材料逐步取代。

硬PVC的耐盐酸性能优于聚丙烯，可在任何浓度范围内使用，只要不超过它的允许使用温度。超过硬PVC允许使用温度的稀盐酸场合，例如高温尾气系统，可采用聚丙烯塑料，它在110℃以下可长期使用。聚乙烯塑料的刚性很差，尽管它的耐盐酸性能良好，无法作为结构材料使用，近期发展的滚衬法聚乙烯，作为碳钢装置、管路的衬里，80℃下使用良好。尽管PVC塑料耐盐酸性能很好，但要将软PVC板作为碳钢贮槽的衬里，需要慎重考虑，曾经有人在浓盐酸大槽内采用了软PVC板衬里，结果几个月内板材被腐蚀、起泡、泄漏，究其原因是填料不耐蚀、增塑剂溢出。

乙烯基酯树脂的耐盐酸性能优于双酚A聚酯、环氧树脂、酚醛树脂。乙烯基酯树脂制作玻璃钢贮槽或管路方面。由于缠绕技术的发展，乙烯基醋树脂获得了广泛应用。但酚醛树脂的优良耐酸性和耐温性，使得它在砖板衬里的盐酸装置中占有了重要地位。在浓度或温度稍低的场合，环氧树脂作为涂料或玻璃钢使用亦很普遍。

由于天然橡胶的优良耐盐酸性能，在80℃以下的盐酸生产系统，早已作为传统材料被广泛应用，尽管目前已出现不少新的耐蚀材料。

由于石墨有优良耐蚀性能、杰出导热性和可加工性能，它成为氯化氢和盐酸生产中的合成、冷却、吸收的首选材料。石墨设备的成功应用，使得氯化氢和盐酸生产的新工艺获得推广应用，生产系统的酸性废水、废气大大减少了。

5.3 氯化氢和盐酸生产系统设备的防腐蚀措施

（1）氯化氢合成炉

由H₂和CI₂直接燃烧合成的氯化氢气体温度，大致在800℃左右，国内的合成炉仍多用钢制结构，有的有夹套经水冷却回收部分合成热，钢结构的合成炉一次投资成本较低，操作要求相对较低，发生误操作时不易爆破。但是，由于合成氯化氢中的水分存在、碳钢炉体发生了腐蚀。因此，钢制合成炉的使用寿命一般在2～3年左右。同时由于HCI的出口温度高达400℃左右，在进入石墨冷却器冷却前，还需先经预冷却。

美国在1942年开始使用石墨HCl合成炉，在采用外水冷的前提下，石墨炉的内壁温度经测试只有100℃～200℃。国外的石墨HCl

合成炉的使用寿命普遍在15～20年。合成的HCl纯度高，不含铁离子，合成炉出口的HCl气体温度仅在300℃～400℃。它不像钢制炉那样，要求进入合成炉的原料氯气和氢气必须经脱水至规定含水量范围内。但是，石墨HCl合成炉的操作要求较高，不然会产生爆炉事故。

我国的石墨炉有喷淋式和水套式两种，现多用水套式。我国的SSL型水套式石墨合成炉，筒体系石墨制成，外系钢水套，采用冷却水冷却。

（2）氯化氢冷却器

合成炉出来的HCl气体经冷却水或空气预冷后，进入石墨冷却器再冷却，进口的HCL气体温度一般在300℃以下，但有时高达350℃，因而列管式的石墨冷却器会很快发生石墨管的爆裂、拉断事故，使用时间不会超过半年。因此，必须采用圆块式石墨冷却器，但这种冷却器顶部进口的石墨换热块也会被烧蚀而呈凹坑，这是由于在合成炉操作不正常，合成炉出口的HCl气体温度过高，或由于预冷器断水的缘故。好在圆块式石墨换热器可在现场方便地更换顶部受损坏的石墨换热块，继续投入使用。因此，圆块式的石墨冷却器的使用寿命可达5年以上。

（3）盐酸吸收器

HCI的进口温度一般在80℃～120℃，但工艺操作不正常时会高达170℃～200℃。以前采用填料塔的绝热吸收，塔体采用衬胶后再衬砖结构，但由于吸收时的大量放热无法移走，因而产品酸的浓度和产量均较低。

采用石墨制作的降膜式吸收塔，实现了先进的降膜吸收工艺。由于石墨的高导热率，吸收时放的热可方便地移走，因而酸的浓度和产量均获得了保证。石墨降膜式吸收塔有圆块式和列管式两种。

上管板上总保持了一层吸收液，可防止超温（不大于108℃），因此，国内的列管式石墨降膜吸收塔，即使采用了压型石墨管，使用寿命亦较长。列管的阻力降较小，不易结垢，价格较圆块式低。因此，这两种吸收塔在国内应用都很普遍。但圆块式的使用寿命可达5年以上，列管式则为3年。

降膜式吸收塔的生产能力除了与工艺操作条件有关，也与吸收塔内的石墨分液管的结构与现场调整有关，多在（3～6)t/m²/天，经一级尾气吸收、二级尾气吸收后的稀酸，再进入降膜式吸收塔吸收HCl气体，使得吸收效率提高了，同时亦使尾气吸收塔成为吸收系统的重要附属设备定吸收塔通常采用衬胶结构，由于工艺操作不正常时的高温，尾气系统设备经常损坏，故有的再予以衬砖，亦有采用滚衬聚乙烯的衬里结构。尾气吸收塔的使用寿命多在1～2年，衬砖结构的可高于两年。

（4）“三合一”盐酸合成炉

“三合一”炉主要由合成段和冷却吸收段两部分叠合组成，按点火位置可分为A型（上部点火，火焰向下喷烧）和B型（下部点火，火焰向上喷烧），目前多用A型。

合成段即为氯化氢合成部分，分燃烧器和燃烧室两部分，合成段的上部有循环分酸室，充满分酸室的稀酸吸收液，通过石墨炉筒内壁往下流，液膜被加热和汽化，这对石墨炉筒起到了冷却作用，使合成段的内壁温度小于108℃，该部分为燃烧室。燃烧器由装在内浸渍石墨炉筒内的两根同心石英玻璃套管组成，有长焰式、短焰式之分。为了保证氯气的充分燃烧，氢气灯头套在氯气灯头外面，氯气灯头在燃烧器下部长出40mm左右的长焰式燃烧器，可改变燃烧氯气方向，对延长炉壁寿命有利。

由于合成段位于燃烧部位，处于燃烧焰的高温辐射下，极易产生烧蚀，对它的使用寿命影响很大，损坏的可能性远大于其他部位。故此段一般制成独立构件，与炉身、炉盖法兰连接，以方便更换检修，同时在连接螺栓上配备弹簧，以利于自动补偿因温度而产生的伸缩形变。

石墨的氧化温度高达400℃。尽管氯气、氢气的燃烧火焰温度高达800℃，但结构设计确保了石墨炉筒内壁的温度不会高于200℃。因此，“三合一”石墨炉的使用寿命还是很长的。

与合成段相连的冷却吸收段，可采用圆块式、列管同心式或列管叠装式三种。由于圆块式吸收的有效长度比列管式短很多，合成段与吸收段串联为一体的结构非常紧凑，加上圆块式结构有耐温方面的优势，故国内外多采用圆块式作为“三合一”合成炉的吸收段。

未被吸收的HCl与成品酸在底部气液分离器分离，浓盐酸经缓冲罐流至酸槽，未被吸收的HCl气体进入尾气吸收塔吸收成稀酸（有的用二级尾气吸收），用于“三合一”炉的吸收液。故尾气吸收装置亦是“三合一”盐酸合炉的重要附属装置。它们采用钢衬胶、再衬砖或滚衬聚乙烯等措施。

“三合一”炉的石墨炉壁采用双面冷却，炉外壁由流过钢夹套的冷却水冷却，炉内壁由液膜冷却。沿内壁流下的液膜一方面保护炉壁不受火焰辐射热的烧蚀，另一方面与HCl气体接触生成吸收液的稀酸。由于是双面冷却的方式，故合成段的总传热系数远高于HCI石墨合成炉。这样合成段的设计只需考虑完全燃烧时所需的容积。这也就是“三合一”炉的容积可比一般HCI合成炉容积减少50%的原因。

集合成、冷却、吸收为一体的“三合一”炉，免除了原三台设备之间的必用管路，简化了盐酸生产的工艺流程，便于操作管理，减少了占地面积和维修工作量。国内已有使用寿命超过20年的“三合一”石墨合成炉。

“三合一”炉的制造、组装和现场安装均有较高要求，同时亦应认真遵守“三合一”炉的工艺操作规程，避免爆炸事故，这是十分重要的。

当工艺操作氯与氢的配比控制不当，氢过量或不足均会使氯化氢尾气中的氧含量大于5%，使氢与氧处于爆炸极限，一旦系统设备的静电积累放电，成为点火源，就产生了爆炸事故。因此，坚持到底看炉内火焰色泽变化，随时调整氯与氢的流量比例，是避免爆炸事故的重要措施。

国内“三合一”炉使用至今，发生的爆炸多在尾气处理系统，例如硬PVC或聚丙烯制的尾气管路、液封、放空管，或“三合一”炉的防爆膜。炉体与炉头未见爆炸发生。另外，保证“三合一”炉的夹套冷却水和吸收液的不断流，亦十分重要，不然会使石墨炉体的温度急剧上升，导致石墨烧蚀损坏。

（5）盐酸贮槽

盐酸贮槽用于盐酸的配制、中转或贮存、销售。对连续生产的氯碱工业来说，为了氯的平衡、更需要配置大型贮槽。与卧式的相比，立式结构具有占地面积少、造价低的优点。

天然橡胶衬里的盐酸贮槽，显示了优良的耐蚀性能，它的使用寿命可超过15年，但是硫化工艺限制了容积的扩大。尽管已有可在室温下硫化的氯丁橡胶衬里，以及预硫化的丁基胶板衬里，但与天然橡胶相比，它们的施工性能和耐蚀性能仍有不足。

缠绕成型的立式玻璃钢槽施工技术的成熟，以及富树脂层的短切纤维毡的应用，使得大型贮槽的强度与施工质量有了可靠保证。层间粘结夹层、气泡缺陷减少了，乙烯基酯树脂的改进与发展，保证了贮槽的耐盐酸性能。曾经普遍采用的钢衬玻璃钢的手糊工艺，已被逐步淘汰

①盐酸贮槽的选材原则

盐酸贮槽的选材原则，应以衬胶为主在受到硫化条件限制时，可选用缠绕结构的玻璃钢槽，国内已有此类100m³～400m³的31%盐酸贮槽，成功使用了8年以上。对于容积偏小或内受压的盐酸槽，可用外缠绕增强的硬PVC槽。

对某些使用条件恶劣，外部受盐酸酸雾，酸性地下水侵蚀的管路或卧式酸槽，可采用外玻璃钢增强的硬PVC结构，亦可采用内外滚衬聚乙烯的成型工艺，使用寿命均较长。滚塑成型工艺对部分无法衬胶或缠绕成型的异型设备和管件，十分适宜。

盐酸贮槽应避免采用涂料防腐，即使是耐蚀性很好的涂料，或者是玻璃鳞片涂料也不宜。

②地下或半地下酸槽管

国内仍有容积达400m³～800m³的地下或半地下的大型盐酸贮槽，采用钢筋混凝土结构，内衬玻璃钢使用效果也不是很理想，随着整体缠绕成型玻璃钢工艺和无焊缝挤出缠绕的全塑结构贮槽的问世，这种以钢筋混凝土为基体的地下或半地下结构贮槽的廉价优势，已不复存在，除非特殊需要。

③盐酸槽的爆炸事故

国内曾有不少单位发生了玻璃钢、硬PVC材质的盐酸槽的爆炸事故。分析事故的原因，不是施工质量、材质选材上的问题。

工艺规定盐酸尾气中的氯化氢含量应小于15mg/m²，氢气含量在20%～50%，氧含量小于5%，此时的氢气由于低于燃烧所必需

的最低氧含量，故不会发生爆炸。成品盐酸经滞酸管流入酸槽，部分盐酸尾气亦随成品盐酸流入。当尾气处理装置不能及时抽掉酸槽上部积存的尾气，或槽本身的放空管过小，或槽未与尾气处理装置相连时，盐酸尾气中氧含量都有可能大于5%，使酸槽处于爆炸极限。由于非金属材料的静电积累特性，一旦电荷积累至一定值，就会释放电火花而成为点火源，使爆炸成为现实。

目前，为有效防爆，除了严格遵守工艺操作，亦可对酸槽本身的结构作如下改进：放空管不准采用盲板封闭，且管径应适当放大对槽径较大的酸槽，应配备2根或2根以上放空管；②槽顶部安装防爆膜，例如可利用原有人孔盖改装。

6 次氯酸、次氯酸盐和漂白粉生产中的腐蚀与防护

18.10.6.1 次氯酸钠与次氯酸钙的生产工艺简介

（1）次氯酸钠的生产工艺简介

次氯酸钠通常采用15.5%的液体烧碱与氯气反应而制得，过程系放热反应。

图片:1.jpg

反应过程中必须采用冷却盘管冷却，控制反应温度低于40℃，以免温度过高使NaClO分解。反应期间必须注意通氯速度，氯过量时会发生过氯化反应，使全部次氯酸钠瞬间分解。因此，常控制氢氧化钠过量0.1%～1%，使反应终点为碱性

有效氯含量为10.5%的商品次氯酸钠，外观为淡黄色透明液体，在低温时能生成各种黄绿色水化物结晶，但极易潮解。

其生产工艺有间断法和连续法两种。

①间断法生产工艺

先将30%液碱用水配制成15.5%浓度，在反应池内用盘管通冷冻盐水冷却，然后通氯反应，温度保持低于55℃，待有效氯达10.5%，过碱量含NaOH约1%时停止反应，出料至贮槽。

②降膜法连续生产工艺

将30%液碱配制成15%浓度液碱，送至膜式反应器顶部，其上部为填料塔：然后进入膜式反应管壁，成液膜状向下流动，与由膜式反应器中部进入的氯气反应生成次氯酸钠。未反应完毕的氯气可在上部填料塔与碱液继续反应，氯吸收率可达90%。膜式反应器采用冷冻盐水进行冷却，反应温度亦保持在低于55℃。成品次氯酸钠浓度为10%。

（2）次氯酸钙的生产工艺简介

以商品形式提供的次氯酸钙，其主要品种为漂白粉和漂粉精。

①漂白粉的生产工艺简介

使消石灰与氯气进行氯化反应，生成漂白粉。

图片:2.jpg

反应主要在沸腾氯化塔内完成，为了强化反应，采用经过冷却的空气吹入消石灰床层，使之流化成沸腾床状态，随即通入氯气，并启动搅拌器，氯气由搅拌臂上小孔喷出被粉粒状的消石灰氯化吸收。反应过程中产生的热量由冷空气带出，保持反应温度小于85℃。生成的含氯量达28%～32%的漂白粉，从塔的下部连续卸出，氯化后的含氯尾气由塔的顶部排出，进入湍流吸收塔用石灰乳液循环吸收后，由尾气鼓风机排出。石灰乳液在循环吸收至有效氯达7%～8%时，即作为副产物漂白液出售。

亦有采用贝克曼塔进行氯化反应的老工艺，塔内分8层，采用立轴横臂带动刮板，使消石灰逐层与氯气进行氯化反应，然后至最底层出料。

②漂粉精的生产工艺简介

将消石灰与水配成30%～33%浓度的石灰乳，送入氯化桶内通氯反应，反应热由夹套冷却水带走，使反应温度保持在50℃～60℃，石灰乳吸收氯气后逐渐生成大针形破板状结晶的三次氯酸钙·二氢氧化钙（俗称漂粉精）后，停止反应。放料经脱水、干燥、粉碎即得有效氯为60%～65%的商品漂粉精。该生产工艺被称为钙法，主反应如下：

图片:3.jpg

反应温度若高于60℃，易产生氯酸盐等副反应。

亦有采用钠钙法经二次反应生产有效氯达65%～70%的商品漂粉精，其主反应如下：

图片:4.jpg

6.4 漂白粉生产系统的防腐蚀措施

生产漂白粉的主要设备是沸腾氯化塔或贝克曼型的漂粉塔。

（1）沸腾氯化塔

采用碳钢内衬橡胶防腐，可有3年以上使用寿命。塔内搅拌衬胶易磨蚀，约2年需更新。

（2）贝克曼漂粉塔

贝克曼漂粉塔系钢筋混凝土结构，共分8层，每层塔内衬花岗石，需每年检查修补，可用10年以上。塔内搅拌横臂与刮板以往采用铸铁，分别用桐油灰拌石棉绳包扎或酚醛胶泥防腐，部件笨重，防腐效果较差，约2～3个月即需检修，环境恶劣。后改用钛板、钛管制作，耐蚀性能大大提高，2年内无需检修，检查时仅高温层刮板有少量磨蚀。由于钛刮板制作的尺寸合适且比铸铁轻巧，塔内运转情况大为好转，积灰分解现象有了明显改善，保证了成品质量。

（3）尾气湍流吸收塔

无论是沸腾氯化塔或贝克曼漂粉塔，它们75℃～85℃的尾气氯均需经尾气鼓风机送至湍流吸收塔用石灰乳液吸收后排空。吸收液经循环吸收尾氯至合格浓度后作为漂白液商品出售。

吸收塔采用硬PVC板制作，可有5年以上使用寿命，附属尾气鼓风机、壳体衬胶叶轮亦有衬胶，但用3～4个月后即需修补，1年后更新。改用全钛结构，可连续运转16年不坏。

6.5 漂粉精生产系统的防腐蚀措施

（1）钙法工艺的主要设备防腐蚀措施

①氯化反应桶

氯化反应桶系钢夹套水冷却结构，以前采用钢内衬纱布玻璃钢、影响传热效果，且使用1～2年即需更新。现改用筒体衬3mm钛板，桶内搅拌器包2mm钛板，可安全使用10年以上，同时由于传热效果好，大大提高了反应桶的生产效率。

②氯化浆受槽

槽内贮存氯化反应后的温度为50℃～60℃的浆料，待离心脱水。采用钢内衬双酚A聚酯或乙烯基酯树脂玻璃钢，亦可采用滚塑成型聚乙烯衬里，可有3年以上使用寿命

③离心机

氯化浆料经外式离心机分离、固体结晶，经干燥即为商品漂粉精，其转鼓系铸钛，壳体系钢内衬6mm钛板，可连续使用10年以上，但焊缝及螺栓部位必须用钛焊丝填满，不然会产生缝隙腐蚀。

④尾气湍流吸收塔

采用硬PVC板制作，由于尾气氯温度低于50℃，故使用寿命可达10年。

（2）钠钙法工艺的主要设备防腐蚀措施

钠钙法工艺的主要设备均为进口装置。

①缓冲槽

槽内贮存氢氧化钠液、氢氧化钙液、洗涤液、二次滤饼和水，碳钢内衬玻璃钢衬里或橡胶衬里结构，已使用10年，仍在继续使用。

②一次反应器

一次反应器系管壳式热交换器结构，热交换器的列管排列在中心导管周围，工艺流体由导管向下再经换热列管向上进行循环，系半连续操作。采用钛材制作，已使用10年，仍在继续使用。

③氯化浆贮槽

槽内贮存一次氯化浆料，采用碳钢内衬乙烯基酯树脂玻璃钢衬里或橡胶衬里结构，已使用10年仍在继续使用。

④一次分离器

一次氯化浆料分离后的一次滤饼至混料、干燥、造粒的商品漂粉精。一次母液至二次反应器。采用钛材结构，已使用10年仍在继续使用。一次分离器的附属设备、一次分离器喂料槽，采用玻璃钢增强PVC结构，亦已用10年仍在继续使用。

⑤一次母液槽

采用碳钢内衬乙烯基酯树脂玻璃钢衬里或橡胶衬里结构，已用10年仍在继续使用。

⑥二次反应器

二次反应器系带搅拌贮槽的反应器，共两台，采用同步间歇方式操作。即前一台反应器再接受一次母液与石灰浆进行沉淀反应，后一台反应器则把已反应浆料送至二次分离器。

该设备系钢壳内衬氯丁橡胶，贮槽内搅拌器是碳钢内衬乙烯基酯树脂玻璃钢衬里或氯丁橡胶衬里结构，已使用10年仍在继续使用。

7 氯乙烯生产、电石工业中的腐蚀与防护

随着技术进步，聚氯乙烯树脂的生产工艺从以乙炔、氯化氢为原料来合成氯乙烯单体，向乙烯、氧、氯为基础原料的乙烯氧氯化法发展。不同的合成、裂解技术，给氯乙烯生产系统带来了不同的工况条件，它们的腐蚀及其防护技术各有不同。

7.1 氯乙烯生产地工艺流程简介

（1）电石乙炔法的工艺流程简介

乙炔与氧化氢在触媒HgCl₂的存在下，进行气相催化的加成反应：

图片:1.jpg

为了提高反应的转化率，工艺确定反应在HCl过量前提下进行。这是由于C₂H₂的过量会使触媒HgCl₂还原为HgCl或Hg，但是，HCl的过量给系统设备带来了腐蚀问题。

（2）乙烯氧氯化法的工艺流程简介

乙烯氧氯化法有5个主要单元，其余4个单元系附属单元。

100单元（S） 以乙烯与氯气在催化剂FeCl₃存在下，直接氯化反应生成二氯乙烷（EDC），反应温度小于70℃，压力0.015MPa。

200单元（S） 以乙烯、氧气和400单元来的氯化氢先在混合器内被加热混合均匀后再进入氧氯化（OC）反应器中，在催化剂CuCl₂存在下，发生氧氯化反应，生成二氯乙烷和水，然后在氧氯化（OC）急冷塔中急冷得二氯乙烷。其中氧氯化（OC）反应器是乙烯氧氯化法制氯乙烯装置的关键设备，如果OC反应器发生故障，氯乙烯的生产就只能靠100单元的直接氯化来维持简单生产，这就势必影响聚氯乙烯、烧碱和乙烯裂解三大装置的连续稳定运行。

300单元（S）系二氯乙烷的精制单元，即接收200单元来的含水二氯乙烷脱水，然后与100单元来的二氯乙烷经低沸塔、高沸塔除去二氯乙烷中的低沸物、高沸物杂质。

400单元（S） 将纯二氯乙烷在裂解炉中裂解，生成氯乙烯和氯化氢，其操作温度510℃，压力2.0MPa。

500单元（S）将400单元裂解气体经分离氯化氢气体、二氯乙烷液体后，经碱洗、干燥、精制的氯乙烯单体。

600单元（S） 将含二氯乙烷的氯化氢等酸洗尾气送至废气洗涤塔，利用氧氯化单元来的碱性溶液洗涤中和。尾气至焚烧炉处理，洗涤中和后的废碱液至混合槽与酸性废液中和。废水经絮凝沉降处理后排放。

700单元（S）系氯乙烯单体罐区。

800单元（S）系氯乙烯装置的蒸汽及其回收蒸汽，以及冷冻压缩空气系统。

900单元（S）系废物处理单元，即分离的低沸物、高沸物、废液在焚烧炉中高温分解、急冷吸收、回收氯化氢等。

7.2 电石乙炔法制氯乙烯系统的腐蚀

（1）混合脱水

在乙炔净化和氯化氢合成工艺中，均会带入水分，由于水的存在，流程中的设备会产生盐酸腐蚀。乙炔与氯化氢经充分混合进行冷冻脱水时，其冷凝水分以40%的盐酸雾形式析出。混合气的含水量取决于冷冻温度下的40%盐酸溶液上的蒸汽分压。温度越低水蒸气分压就越低，混合气的含水量亦越少，可大大减轻后工序设备例如预热器、转化器的腐蚀。但是，温度过低会形成水化物的结晶。通常采用列管式石墨换热器作为混合脱水的主要设备。为了避免水化物结晶影响石墨管的传热效率和堵塞管路，工艺上取脱水温度在-12℃～-16℃。混合气先在混合器中充分混合，混合温度为50℃，然后再进入列管式石墨换热器间接冷凝脱水。管程系0.06MPa的混合气，壳程为-35℃、0.3MPa的冷冻盐水。经冷凝至-12℃～-16℃，混合气会析出40%冷凝盐酸，沿石墨管内壁流至下封头汇集后流出。但该冷凝盐酸的大部分则会呈细微的“酸雾”（直径仅数个微米）悬浮于混合气中，带至下工序。

（2）酸雾过滤

经冷冻脱水后的混合气中含水量控制的关键，在于盐酸雾的去除。由于该盐酸雾极细微，必须采用专门的气液相分离设备捕集。在酸雾过滤器中采用了浸渍有憎水型的含氟有机硅树脂的玻璃棉，纤维直径控制在5μm～10μm，由于在其表面凝聚的酸滴易下流，因而不易被气流带走。通过酸雾过滤器的夹套冷冻盐水冷却，仍使混合气流保持-12℃～-16℃的低温，便于水分、酸雾的过滤。

（3）混合气预热

经酸雾过滤后的干燥混合气，在进入转化器前预先通过预热器预热至70℃～75℃，在工艺上有利于转化器转化率的提高。

预热器存在的腐蚀，主要还是混合气中存在水分，水分来自：①混合脱水的列管式石墨冷凝器存在渗漏，有冷却水进入混合气中；②酸雾过滤器的玻璃棉质量不合格，或已失效未及时更换，使细微酸雾被带至预热器；③预热器系列管式结构，由于本身制造质量，在焊缝或胀管部位有水蒸气渗入管内。

氯化氢气体在含水量小于0.06%时，不存在盐酸腐蚀，当排除了列管式石墨冷凝器以及预热器本身的制造质量问题后，被带入的水分，只能来自酸雾过滤器。前已述及，混合气脱水的大部分工作在酸雾过滤器内完成，由于浸渍玻璃棉的有机硅树脂的耐盐酸性能较差，在使用一段时间后，玻璃棉被侵蚀后成玻璃纤维屑，而随混合气流带至预热器而沉积在管板与列管的焊接口或胀管部位，都分还被带至管内，造成列管堵塞。这样，含水的盐酸雾就会积聚，使预热器受到了盐酸腐蚀。

（4）转化

乙炔和氯化氢的混合气体在HgCl₂触媒（活性炭为载体）存在下，进行气相催化加成反应，生成氯乙烯。反应在转化器内完成，是电石乙炔法生产氯乙烯的主要设备。系钢制列管式的换热器结构，铜管与管板采用胀管结构。

转化温度低于180℃，起始转化的热水预热温度为97℃～99℃，反应余热由热水带走。转化器的腐蚀亦源自混合气中的水分超标，它的腐蚀产物FeCl₃及其水解物Fe(OH)₃还会堵塞转化器的列管及其出口管路，导致气流阻力急剧上升，触媒翻换困难。具体表现在转化器上有如下腐蚀现象：①在转化器上盖顶部存在冷凝酸液，将上管板外环腐蚀成沟；②转化器上部气相分配盘被腐蚀，造成列管中触媒结块，系统阻力明显增加，最终导致列管腐蚀泄漏；③管板胀管部位腐蚀、混合气中带入酸雾过滤器中的玻璃纤维屑，造成列管堵塞、腐蚀穿孔。

同时由于转化初期和后期的温差（97℃～180℃，约有80℃温差）而产生的温度差应力，造成转化器列管胀管部位的松动泄漏，亦会使管外的热水进入触媒层，接触混合气后产生盐酸腐蚀。

（5）合成气的净化

合成气中的主要杂质为氯化氢气体，由水喷淋吸收，即水洗，然后由碱液吸收残留的氯化氢气体。水洗后的含二氯乙烷的20%～25%浓度的盐酸，对系统设备造成了严重腐蚀。水洗后的废盐酸至酸槽另用。碱洗后的循环碱液最后至污水处理池作中和处理。

①水洗系统

以定量水低温吸收90%粗氯乙烯中的氯化氢，采用筛板结构的永洗塔。由于系放热反应，塔内温度在10℃～80℃之间波动，当断水或氯化氢过量时，塔内温度会达到100℃或更高。工作压力为0.02MPa。因此，水洗系统承受了高温的含有机溶剂（二氯乙烷）的中等浓度盐酸腐蚀。

天然橡胶衬里不耐二氯乙烷和氯乙烯的溶胀腐蚀，使用1年后会因溶胀腐蚀、大面积堵塞管路而不得不全部更新。

酚醛树脂显示了优良的耐氯乙烯、二氯乙烷和盐酸性能。环氧树脂的耐二氯乙烷、氯乙烯的性能不如酚醛树脂，在低温中尚可使用。聚酯树脂和乙烯基酯树脂则不能使用。

②碱洗系统

采用15%浓度的氢氧化钠溶液，吸收氯乙烯气体中的残留氯化氢，操作温度在50℃，工作压力0.025MPa，但受水洗系统影响，非正常操作时，温度会高达80℃。碱洗系统的氯乙烯中的氯化氢与二氯乙烷含量已减少了很多，是稀盐酸、碱交替的有机溶剂腐蚀。

③水分离

经水洗、碱洗后的氯乙烯，经水分离后，再经精馏制得精制氯乙烯。当前工序处理不当时，可能还会有残留盐酸存在，造成水分离器的腐蚀。水分离器的工作温度为40℃，工作压力0.6MPa，由于是残留的盐酸腐蚀，故水分离器的腐蚀，在压力条件下，多发生在底部。

经水分离后的氯乙烯，在精馏工序经低沸塔、高沸塔中有机低沸物、高沸物杂质的去除，即获精氯乙烯，可供聚合。

7.3 电石乙炔法制氯乙烯系统的防腐蚀措施

电石水解得到乙炔，再经氯化氢加成生成氯乙烯，再聚合为PVC的工艺为电石乙炔法制备PVC工艺。电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣称为电石渣，电石泥就是含水量高过50%的电石渣，电石泥是制备电石乙炔气的副产品，腐蚀性非常强。电石泥相关设备常采用砖板衬里、金属及合金等防腐材料。

平衡氧氯化工艺制备PVC的生产装置多采用金属及合金、工业陶瓷、石墨材料、砖板衬里、氟塑料、PVC等材料来达到防腐目的。

乙烯基酯树脂在以上领域的应用主要集中在砖板衬里的VER-FPR隔离层和粘结用VER胶泥。

（1）混合脱水

混合脱水多采用列管式石墨冷凝器。立足于国内货源，以酚醛压型石墨管作为列管。因此，当系统开、停车次数多时，易造成石墨管与管板间胶结缝或石墨管本身的脱胶、断裂事故。因此，重视遵守列管式石墨冷凝器开、停车操作制度，有利于提高使用寿命，一般可用2～3年，定期更新。

曾经因原料氯化氢气体中含过量游离氯，与乙炔气混合后反应生成氯乙炔，氯乙炔极不稳定，而发生爆炸，并导致燃烧，其爆炸产物为氯化氢和碳。爆炸同时引起混合器的衬胶层燃烧，强烈的爆炸冲击波震断了石墨管，爆炸的产物碳粉堵塞了石墨管的内腔。上海某厂的F=100m²的列管式石墨换热器，曾在一次爆炸中有数十根石墨管堵塞，管内全部是碳粉。

（2）酸雾过滤

采用钢夹套的酸雾过滤器，内壁衬胶，夹套以-15℃～-35℃的冷冻盐水冷却，一般可用4年以上。搁置玻璃棉的花板、滤筒都用硬PVC板、管制作，花板与滤筒只要不变形，可继续使用，但该设备的连续运转受到了如下因素限制。

①外购的玻璃棉未经氟硅油的浸渍处理，或氟硅油的浸渍浓度偏低、浸渍时间过短，都使凝聚于玻璃纤维表面的细微酸雾不易下流，降低了酸雾过滤器的除雾能力，同时盐酸会很快直接腐蚀玻璃纤维，使大量酸雾和玻纤屑带至下工序设备。

②由于盐酸会缓慢腐蚀氟硅油涂层，因此必须定期更换酸雾过滤器滤筒上的玻璃棉。外购玻璃棉的纤维直径若较粗，就会降低酸雾的分离效率。粗纤维的玻璃棉成本较低。

（3）混合气预热

采用钢制列管式换热器结构，管外蒸汽加热。由于上工序的盐酸雾的带入，未采取防腐措施的碳钢预热器只能使用3～6个月，可供选择用于换热器的涂料有多种，但要考虑到耐浓盐酸腐蚀，且管外有

0.2MPa～0.3MPa的蒸汽加热，选择涂料是有一定难度的。环氧氨基类换热器涂料不能耐强酸腐蚀。曾有单位选用了漆酚钛涂料（国内目前的钛纳米聚合物涂料就是，如哈尔滨鑫科纳米公司的产品），该涂料采用漆酚树脂与钛化合物经反应后制得漆酚钛螯合聚合物，再加助剂配制成，与未经螯合的漆酚涂料相比，热稳定性和耐蚀性能均有较大提高，耐强酸、强碱和有机溶剂腐蚀，且提高了耐磨性，使用温度可达-30℃～190℃；采用灌涂工艺，漆膜厚度可达130μm～150μm涂膜需经100℃～120℃热处理，经涂装后的预热器使用寿命可延长至1.5年。它的损坏是由于列管与上管板的管端部位的针孔蚀穿，检查时发现上管板积附了较多的饱含盐酸酸雾的棕黑色玻纤碎屑，含固体碎屑的气流冲刷，使管端部位的涂层受到了侵蚀。检查中发现预热器的列管中、下部均良好。

（4）转化

碳钢列管结构的转化器的下封头采用水玻璃胶泥衬瓷砖两层，以抵御残留的盐酸腐蚀。混合气由转化器的上部进入，通过列管中填装的吸附于活性炭上的HgCl₂触媒，转化为粗氯乙烯，反应生成热通过管外热水移出。

合理地控制混合气中的含水量小于0.06%，转化器就能正常运转，反之，即产生严重腐蚀。

为了防止转化器的列管与管板胀接部位因温差而产生泄漏，应在工艺方面采取如下措施：①开车前应该用97℃～99℃的热水先预热转化器，然后再进混合气进行加成反应。反应期间要保持热水的温度，不能利用反应生成热来提高管外的热水温度；②尽量避免频繁开、停车；③短时间停车期间，仍应保持97℃～99℃的热水温度；④刚换新触媒时，流量应缓升，避免反应温度过高。只有这样才能尽量地避免因温差而引起的应力破坏。正常运转的转化器使用寿命应在3年或3年以上。

（5）水洗

转化器出来的粗氯乙烯经汞吸附、石墨冷却器冷却至15℃后，

进入水洗塔水洗。水洗塔系泡沫塔结构，塔内衬胶后再衬石墨板两层，采用酚醛胶泥，可连续使用8年以上。塔内的六层花板采用酚醛层压板，使用1年后，层压板分层，部分断裂或弯曲变形，故水洗塔的每年大修主要工作在于花板的更换。经检查，由于花板上的小孔断面无法用涂料封闭，有介质渗入腐蚀而损坏。水洗塔的管路系统采用酚醛玻璃钢或复合衬里，都可有2～3年的使用寿命，使用效果主要取决于施工质量。

有报道认为，使用滚塑衬里聚乙烯的水洗塔及管路，亦有较长的使用寿命。

（6）碱洗

碱洗泡沫塔亦采用衬胶后再衬环氧玻璃钢的复合结构，其表面须有富树脂层，可使用玻璃纤维。正常情况下可用3年以上。但当工艺操作不当，氯乙烯内含氯化氢过量且温度过高时，玻璃钢衬里层会起泡开裂。故每年需停电检查后修复，这样可有5年使用寿命。

碱洗塔内花板以前曾用环氧层压板或增强聚丙烯板，同样由于花板上的φ2～φ3小孔，无法封闭钻孔后的断面，使用1年不到，即发生分层、断裂等损坏事故，影响塔的正常运转。一种钛镍钼（Ti0.8Ni0.3Mo）合金花板获得了4年以上的使用寿命。但在使用3年后发现花板的孔径有增大迹象，说明仍有腐蚀。由于花板上的溢流管附件系PVC材质，故仍需每年更换已发生形变的PVC部件。

（7）水分离

三氟氯乙烯对氯乙烯有良好耐蚀性能，可以在制作水分离器时，对易受腐蚀的容器底部钢板先涂覆三氟氯乙烯涂料，涂覆时钢板周边预留焊接缝，在涂覆烧结后再焊成整体。这样可避免因缺少整体涂覆大型电加热烧结炉而形成的困难。亦可用聚偏二氟乙烯涂料。

7.4 乙烯氧氯化法制氟乙烯的腐蚀

（1） 100单元

100单元中的主要设备是直接氯化反应器（M-DC101），腐蚀介质主要是乙烯、氯气以及反应生成物二氯乙烷。由于氯气中有水分带入，所以它还存在次氯酸的氧化腐蚀。因此直接氯化反应器的流线型分布器经常遭受腐蚀损坏。

二氯乙烷是一种溶解性很强的有机介质，由于它在直接氯化反应器中是主要腐蚀介质，所以需按介质选材时应重视它对高分子材料的溶胀特性。在电石乙炔法制氯乙烯中可使用的材质，它不一定可用，例如聚乙烯，但可改用ECTFE的滚塑衬里。

（2） 200单元

200单元中的主要设备是氧氯化反应器。它是一种流化床结构的反应器，其顶部反应温度210℃，压力0.2MPa；底部反应温度230℃，压力0.23MPa。反应器的下部为反应段。其主要结构分如下三个部分。

①氧氯化反应器（M-DC201）

下部为三层孔板式气体分布板，中下部有嵌在反应器内的33层水平挡板，均对进入反应器的混合气体分布和催化剂的流化起到要作用。

中部有为了除去反应热的688根冷却盘管，按垂直方向设置，并穿过33层挡板，管内充以沸水作为冷却剂移走反应热。

顶部系旋风分离器系统，共有4组，用以分离和收集反应生成气中夹带的催化剂，并送回反应器下部。净化后的二氯乙烷出口。

该反应器采用304L不锈钢制作，冷却盘管材质选用304LTP 9C不锈钢。国内引进日本三井东亚公司技术的数套乙烯氧氯化装置，都遇到了冷却盘管的局部腐蚀穿孔事故。产生腐蚀的原因分析如下。

在氧氯化反应器内的反应物料乙烯、氯化氢、氧气带动固体催化剂CuCl在反应器中充分流化，达到均匀催化反应目的，同时反应生成热由冷却盘管中的热水移走。由于反应器的本身结构容易使流化中的催化剂在反应器内产生局部死区，这样在该死区内的物料反应后所生成的水分难以充分扩散逸走，而使死区内的水分含量增高，一旦反应器内温度低于氯化氢的露点时，即产生盐酸腐蚀。它的腐蚀特征是局部的成片均匀腐蚀、呈凹陷状。频繁地开、停车以及反应器负荷的频繁波动，都会使死区部位产生局部的氯化氢露点腐蚀。

日本三井东亚技术的氧氯化反应器易产生死区的部位多在最下面一层水平挡板与冷却盘管下弯头固定环下部的50mm～60mm部位。而反应物料的配比失控，例如乙烯过量时，会使催化剂发粘，影响流化状态，亦会诱发局部死区。

②氧氯化急冷塔（M-DA2O1）

该塔的作用是采用水或来自氧氯化急冷塔冷却器的冷却循介质，喷淋冷却来自氧氯化反应器的反应产物，即二氯乙烷、乙烯和氯化氢气体。塔内主要腐蚀介质为二氯乙烷、氯化氢气体、水和盐酸，底部温度210℃，塔顶温度95℃，操作压力为0.2MPa。上部系填料塔结构。

该塔系发生高温强酸性的有机溶剂腐蚀。采用砖板衬里是解决高温强酸性腐蚀的有效手段，但关键是要有可靠的砖板衬里设备，必须设置有效的抗渗层。二氯乙烷的强溶剂性能，对抗渗层的材质选择带来了一定难度。

③氧氯化急冷塔冷却器（M-EA201）

氧氯化急冷塔冷却器系冷却氧氯化急冷塔出来的含二氯乙烷的氯化氢尾气，经冷却后再回到氧氯化急冷塔，用来喷淋冷却来自氧氯化反应器的反应物料，即二氯乙烷、乙烯和氯化氢气体。与氧氯化急冷塔组成循环系统。

该冷却器的进口介质温度在85℃或稍高，经冷却至60℃出口，腐蚀介质系强有机溶剂的盐酸腐蚀，且要求冷却器具备良好传热效果。

该冷却器为卧式设置，介质的流动采用耐酸陶泵输送。

④二氯乙烷受槽分离器（M-FA202）

二氯乙烷受槽分离器系二氯乙烷中的水分分离装置，常温下工作。容器受到强有机溶剂的酸性介质腐蚀。

（3） 300单元

300单元腐蚀集中于二氯乙烷精制后的尾气回收系统，其中的含二氯乙烷的氯化氢尾气，进口时为60℃，经冷却后出口时为35℃，属强有机溶剂的稀盐酸腐蚀。

（4） 400单元

400单元主要是将纯二氯乙烷经热裂解生成氯乙烯和氯化氢气体。主要设备为二氯乙烷裂解炉（M-BA401）。

以2.94MPa压力将液态二氯乙烷送至裂解炉，该裂解炉系双面辐射管式炉，管材以横向水平排列于炉膛中部，二氯乙烷在此经550℃的高温加热、蒸发、过热和裂解，炉内压力在1.96MPa左右，然后生成氯乙烯和氯化氢气体。该裂解炉受到高温的二氯乙烷、氯乙烯和氯化氢腐蚀，在系统装置开停车频繁时易遭受酸性溶剂腐蚀。

（5） 600单元

本过程系酸、碱中和的废水处理单元。

尾气洗涤塔（M-DA601）内含二氯乙烷、氯乙烯的氯化氢尾气，采用200单元来的碱性溶液中和，温度约36℃，属含有机溶剂的酸、碱交替腐蚀事故洗涤塔（M-DA604） 一旦系统有故障，各单元安全阀排放废气大量流进事故洗涤塔内，用水洗涤后放空，废酸则至地坑中和。塔内温度约80℃。

（6） 900单元

900单元系废物焚烧处理单元。

氯化氢吸收塔（M-DA901）由内衬耐火泥或耐火砖的焚烧炉经1200℃高温处理后获得的氯化氢气体，经冷却至约100℃进入氯化氢吸收塔，用水或稀酸吸收，得20%副产盐酸供出售。塔内操作温度97℃，压力0.015MPa，发生含有机溶剂的盐酸腐蚀。

急冷罐（M-FA902） 由焚烧炉经1200℃高温处理后，有机高沸物、低沸物残液被燃烧分解为氯化氢气体和二氧化碳，经急冷罐急冷至约100℃再进入吸收塔吸收。该罐经受温度剧变、高温急冷以及强有机溶剂的酸性介质腐蚀。