Một lò phản ứng axit là gì?

Một lò phản ứng axit là gì?

Trả lời câu hỏi chính:Một lò phản ứng axit là gì và cách chọn vật liệu đảm bảo hoạt động an toàn với axit khoáng chất ăn mòn như thế nào?Một lò phản ứng axit là một bình áp suất được thiết kế đặc biệt để chứa và xử lý các axit khoáng chất an toàn, bao gồm axit lưu huỳnh (H2SO4), hydrochloric (HCl), nitric (HNO3), phosphoric (H3PO4),và axit hỗn hợp ở nồng độ từ loãng đến 100% và nhiệt độ từ môi trường xung quanh đến 300 độ CChọn vật liệu là động lực thiết kế quan trọng: bề mặt ướt của lò phản ứng phải duy trì tỷ lệ ăn mòn dưới 0,1 mm / năm để đạt được tuổi thọ thiết kế 20 năm,thường yêu cầu thép lót thủy tinh để chống axit phổ biến, Hastelloy C-276 cho axit nồng độ nóng, hoặc thép lót PTFE cho axit hydrofluoric.và esterification axit xúc tác qua hóa chất, dược phẩm, và ngành công nghiệp luyện kim.

1Nguyên tắc lựa chọn vật liệu cho dịch vụ axit

• ** Phân tích đường cong Isocorrosion:**Việc lựa chọn vật liệu cho dịch vụ axit dựa trên đường cong hư hỏng mảng tốc độ hư hỏng (mm/năm) như một hàm tính của nồng độ axit và nhiệt độ;vật liệu chấp nhận được phải giữ độ ăn mòn dưới 0.1 mm/năm trên toàn bộ bao bì hoạt động bao gồm các điều kiện khởi động, ngừng hoạt động và rối loạn, với dữ liệu hư hỏng được lấy từ Bảng dữ liệu hư hỏng NACE và nhà sản xuất (Haynes, Krupp,Avesta) hướng dẫn ăn mòn.
• ** Phân loại axit hydrofluoric (không tương thích HF):Hydrofluoric acid là một axit khoáng chất tấn công lớp lót thủy tinh, tạo thành SiF4 và phá hủy lớp borosilicate; Dịch vụ HF đòi hỏi Monel (Ni-Cu hợp kim), thép lót PTFE,hoặc xây dựng bằng tantale, với sự loại trừ nghiêm ngặt tất cả các vật liệu và gốm có chứa silic bao phủ bằng thủy tinh từ các hệ thống lò phản ứng HF.
• ** Xử lý oxy hóa so với giảm axit: **Axit nitric là một chất oxy hóa mạnh làm thụ động thép không gỉ (hình thành một lớp bảo vệ Cr2O3), cho phép sử dụng 304/316 SS ở nồng độ vừa phải,trong khi axit hydrochloric là một axit làm giảm tích cực hòa tan lớp thụ động, đòi hỏi lớp lót thủy tinh, Hastelloy hoặc titan; trộn axit với clorua (ví dụ, HNO3 + HCl trong aqua regia) tạo ra môi trường hố đánh bại ngay cả các vật liệu hợp kim cao.

2Các loại phản ứng axit chính

• ** Phối hợp chất axit kính:**Giải pháp phổ quát để chế biến axit lưu huỳnh, hydrochloric, nitric và phosphoric ở nồng độ lên đến 100% và nhiệt độ lên đến 200 độ C;thủy tinh borosilicate nóng chảy (820-930 độ C) cung cấp tỷ lệ ăn mòn hiệu quả bằng không, với vỏ thép cacbon cung cấp sức mạnh cấu trúc ở 40-60% chi phí xây dựng Hastelloy rắn cho khối lượng tương đương.
• ** Chất phản ứng axit Hastelloy C-276:**Xây dựng hợp kim niken-molybden-chrom rắn cho các kết hợp axit hung hăng nhất và nhiệt độ cao khi giới hạn 200 độ C của lớp lót thủy tinh là không đủ;duy trì tỷ lệ ăn mòn dưới 0.1 mm/năm trong nước sôi 10% HCl, 50% H2SO4 ở 120 độ C, và khí clo ướt, làm cho nó rất cần thiết cho rửa khí axit ở nhiệt độ cao và phản ứng axit xúc tác.
• **PTFE-Lined Acid Reactor:**Chất chứa thép carbon được lót bên trong với 3-6 mm PTFE (Teflon) cho axit hydrofluoric, aqua regia và hỗn hợp axit khi thủy tinh và kim loại đều thất bại;lớp lót PTFE cung cấp độ trơ hóa học phổ biến lên đến 180 độ C, mặc dù độ thấm của lớp lót và mở rộng nhiệt không phù hợp với dịch vụ chân không giới hạn thép và chu kỳ nhiệt.

Máy phản ứng axit vật liệu so sánh ma trận

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Hỏi: Chức năng chính của lò phản ứng axit là gì?

A: Một lò phản ứng axit chứa và xử lý các axit khoáng chất an toàn (sulfuric, hydrochloric, nitric, phosphoric) ở nồng độ lên đến 100% và nhiệt độ lên đến 200-300 độ C,sử dụng vật liệu chống ăn mòn giữ tỷ lệ ăn mòn dưới 0.1 mm/năm trong vòng 20 năm thiết kế.

Q: Tại sao không thể sử dụng thép không gỉ cho các lò phản ứng axit hydrochloric?

A: Axit clorua hydro là một axit làm giảm hoạt động hòa tan lớp thụ động chromium oxide trên thép không gỉ, gây ra tỷ lệ ăn mòn đồng nhất vượt quá 10 mm / năm; lớp lót thủy tinh,Hastelloy C-276, hoặc lớp lót PTFE là cần thiết cho dịch vụ HCl, với thép không gỉ giới hạn axit nitric (một axit oxy hóa duy trì lớp thụ động).

Hỏi: Một axit nào tấn công các lò phản ứng kính?

A: Hydrofluoric acid (HF) là một axit khoáng chất tấn công thủy tinh borosilicate, tạo thành SiF4 dễ bay hơi và phá hủy liên kết thủy tinh với thép; Dịch vụ HF đòi hỏi PTFE lót, lót tantalum,hoặc xây dựng Monel, với sự loại trừ tuyệt đối tất cả các vật liệu có chứa thủy tinh từ các hệ thống lò phản ứng HF.

Q: Làm thế nào để xác định mức độ ăn mòn cho các lò phản ứng axit?

A: Giảm độ ăn mòn là độ dày tường bổ sung ngoài độ dày áp suất được tính toán, dựa trên tỷ lệ ăn mòn dự kiến (mm / năm) nhân với tuổi thọ thiết kế (thường là 20 năm);cho xây dựng kính lót, mức độ phân bổ là bằng không (tỷ lệ ăn mòn thủy tinh là bằng không), trong khi cho các cấu trúc hợp kim, mức phân bổ 1,5-3,0 mm là điển hình cho dịch vụ axit ăn mòn vừa phải.