醋酸的腐蚀作用与防护学习教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPTX 页数:96 大小:2.7MB 金币:10 举报 版权申诉
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会计学当代化工产品生产统计表提供的数据表明,醋酸的消费数量名列有机酸类之首。在化工、纺织、轻工、医药、食品等领域的工业生产中,醋酸常是重要的化工原料。在金属加工工业的金属材料酸浸、金属设备的化学清洗及油气井的酸化采油工艺等过程,醋酸起到重要的作用。然而,应当指出(zhǐchū),在脂肪酸中,醋酸属于仅次于蚁酸(甲酸)的强酸之一。在醋酸的工业生产及在各个领域应用过程,依其本身的纯度、浓度及温度等工艺条件的差异,对金属呈现不同程度的腐蚀作用,对安全生产及应用均可能构成不同程度的破坏作用。因之,熟悉醋酸对金属的腐蚀特征,是十分必要的。醋酸的腐蚀性是相当强的,尤其在高温条件下,金属在醋酸中发生电化学腐蚀反应,其腐蚀速率和形态与醋酸的浓度、温度、以及杂质的性质、数量有密切的关系,而所有杂质中以氧的作用最为明显。1.无氧醋酸在无氧或少氧条件下,醋酸呈还原性,金属发生阴极反应为析氢反应的电化学腐蚀。1)贵金属如金、银和铜,在非氧化性酸中具有(jùyǒu)较高的耐蚀能力;2)铁、铝、锌和钛等,在非氧化性酸中会发生明显的析氢反应,造成金属的阳极溶解。对于表面能形成致密氧化膜的金属,在空气中放置一段时间后,再放入非氧化性介质中,不会马上发生剧烈的腐蚀反应,会出现诱导期,在诱导期间,金属表面钝化膜缓慢溶解。2.含氧醋酸在充分曝气条件下,醋酸腐蚀特性与一般氧化性酸相似。1)电位较负,又不能形成钝化膜如锌、镁等,腐蚀速度由腐蚀电位、析氧和析氢反应共同确定。2)电位较正,但无法形成钝化膜,如铜,在介质中形成的氧化膜呈疏松态,耐蚀性较差,其腐蚀速度主要取决于吸氧反应和表面膜性能。生成的腐蚀产物为一价或二价铜盐,易溶解不具有保护作用,腐蚀速度较快。3)形成钝化膜,如钛、铝、不锈钢。腐蚀速度决定(juédìng)于金属特性,即形成钝化膜的能力,钝化膜的结构,性能以及进入钝化膜的阴离子性质。1.对铁及碳钢的腐蚀醋酸对铁及碳钢具有腐蚀作用,在较高的温度条件下,任何浓度的醋酸溶液,均对铸铁及碳钢产生剧烈的腐蚀作用,在高温时尤为剧烈。故在工业生产时,多不选用铁及碳钢作为醋酸的生产及储存设备的材质。2.对不锈钢的腐蚀醋酸的浓度、温度、杂质、汽液相变、流动冲刷、加热面及冷凝液膜等因素对不锈钢的腐蚀均有不同程度的影响。其中,高温醋酸、特别是含有一些特定(tèdìng)杂质的高温醋酸,对设备和管道的腐蚀十分严重。影响因素:1)醋酸浓度的影响一般地说,随着醋酸浓度的升高,不锈钢的耐蚀性能降低。因为醋酸浓度增加使pH值下降,即氢离子浓度增加。这样,氢的去极化和氧的去极化过程将变得更容易,从而使腐蚀速度加快。实验证明,醋酸浓度在48%~93%(质量分数)时,对含钼不锈钢产生(chǎnshēng)严重腐蚀,其中尤以浓度为78%时最为严重。醋酸对不锈钢的腐蚀属于电化学腐蚀,随着(suízhe)温度的升高,其腐蚀速度增大。因为温度的升高,增大了不锈钢钝化膜的溶解速度。生产实践证明,由于设备的加热面温度往往比介质的温度高得多,因此(yīncǐ),许多再沸器、蒸发器的不锈钢加热管在沸腾醋酸的作用下,首先遭到腐蚀。含2%Mo的316SS比不含Mo的304SS在高温(gāowēn)醋酸介质中有更好的耐蚀能力。304SS只适用于室温浓醋酸或浓度低于50%的高温(gāowēn)醋酸中。而316型不锈钢可适用于温度低于沸点的任何浓度的含氧醋酸中。316型不锈钢可用作温度低于沸点(<110℃),且含Cl-,Br-、甲酸较少的有溶解氧的任何浓度醋酸中。随温度升高,沸腾少氧,以及Cl-,Br-、甲酸等杂质(zázhì)含量增加,将发生严重均匀腐蚀与局部腐蚀,尤其焊缝腐蚀。这时应选用904L,254SMo(00Cr20Ni18Mo6CuN)等不锈钢。现象:一部分高钼不锈钢制造的塔器均有较大程度腐蚀,原因:在醋酸精馏塔与回收塔工艺环境下,由于强烈的气液混合性流动冲刷、对流与扩散,MoO42-来不及沉积,铬钝化膜无法修复,从而露出新鲜表面加速腐蚀。不锈钢在醋酸中的腐蚀行为除决定于氧气外,很大程度上决定所含的还原性杂质与重金属变价阳离子。如果醋酸的纯度很高,则不论在热醋酸或醋酸蒸气(zhēnɡqì)中,1Cr18Ni9Ti和1Cr18Ni12Mo2Ti都具有优良的耐蚀性,而杂质的存在显著降低了不锈钢的耐蚀性。多种有机酸的混合物比单一有机酸具有更大的腐蚀性,这些杂质有Cl-、丁烯醛、SO42-、醋酐、甲酸、Fe2+、Hg和S等吉化研究院对北京有机化工厂等醋酸设备腐蚀原因分析表明:醋酐、Fe3+、Cu2+及还原性有机杂质如醛、酯等均会加速不锈钢在醋酸中腐蚀。影响能力:Fe3++Cu2++醋酐>醋酐>Fe3+醋酐+还原性有机物。(1)Cl-的影响(yǐngxiǎng