С целью подбора коррозионностойких материалов для замены медного оборудования в уксуснокислотном производстве в производственных условиях были проведены испытания следующих металлов и нержавеющих сталей: медь М1, стали и сплавы 0Х17Т, 0Х21Н5Т, Х18Н10Т, П7ШЗМ2Т, 000Х17Н13М2, П7Н13МЗТ, 0Х23Н28ЩЦЗТ, 0Х170М27Ф, ЭП-9ЗД, титан ВТ1-1, ВТ1-00, 0Т4.0Т4-1, 4201. Так как содержание примесей, стимулирующих коррозию, и концентрация уксусной кислоты по ходу технологического процесса значительно изменяются, испытания металлов и сплавов на коррозионную стойкость проводили во всех основных аппаратах.
Испытания металлов проводили весовым методом на образцах размером 25x50 мм толщиной 2-6 мм.
Результаты испытаний показали, что медь М1 имеет пониженную стойкость почти во всех аппаратах уксуснокислотного производства. Наибольшему коррозионному разрушению она подвергается в кубе-подогревателе (2,250 мм/год) и в насадочной колонне (6,250 мм/год) установки для очистки уксусной кислоты-сырца от сернистого газа, в нижней части уксусноректификационной колонны (0,506-2,140 мм/год). Особенно сильному коррозионному разрушению медь подверглась в кубе-окислителе, эссенционном кубе и контактном аппарате по непрерывному окислению примесей, где она оказалась совершенно нестойкой. В остальных аппаратах коррозия меди не превышала 0,8-0,2 мм/год.
В некоторых аппаратах сильному коррозионному разрушению подверглись нержавеющие стали. Даже такие стали, как Х17Н13М(2-3)Т и 0Х23Б28МЗДЗТ, имеют весьма значительную коррозию в условиях работы перекидной трубы от РПД к холодильнику, в аппаратах очистки уксусной кислоты-сырца от SO2 (3,10-7,01 мм/год) и непрерывного окисления примесей (26,177-21,894 мм/год). Следует отметить, что сильная коррозия нержавеющих сталей в кубе-подогревателе контактного аппарата объясняется еще и нарушением технологического процесса, в результате которого в куб-подогреватель попадает серная кислота из контактного аппарата. При нормальном ведении технологического процесса по производству пищевой уксусной кислоты, коррозия стали Х17Н13М(2-3)Т в этом кубе значительно меньше и составляет 0,044-0,155 мм/год, коррозия стали Х18Н10Т - 0,485 мм/год.
Усиленная коррозия нержавеющих сталей в средах уксуснокислотного производства, содержащих сернистый ангидрид, обусловлена тремя факторами:
- процесс формирования пассивной окисной пленки на поверхности нержавеющих cталей в присутствии сернистого газа подменяется процессом образования пленки, содержащей сульфиды металлов. Вследствие растворения сульфидов эта пленка не обеспечивает надежной защиты поверхности металла от дальнейшего растворения;
- образующиеся включения сульфидов увеличивают катодный фон на поверхности металла, что приводит к увеличению анодной плотности тока, а, следовательно, к усилению растворения металла на анодных участках и к проявлению местной коррозии;
- сероводород, образующийся при взаимодействии SO2 с нержавеющими сталями в кислой среде, переводит нержавеющие стали в активное состояние, при этом хром в этих условиях может ускорить процесс ионизации сплавов Fe-Cr.
Более стойки стали 0Х23Н28МЗДЗТ и П7Н13М(2-3)Т в среде уксусной кислоты-сырца: мерниках (0,313-0,126 мм/год), в ректификационной колонне (0,416-0,072 мм/год) и в сборнике полуфабриката уксусной кислоты (0,097-0,1965 мм/год). Стали типа ОЗС17Т, 0Х21Н5Т и Х18Н10Т в этих аппаратах нестойки. В остальных аппаратах все нержавеющие стали, за исключением 0Х17Т, показали достаточную стойкость. Это относится прежде всего к кубам-окислителям и эссенционным, в которые для разрушения окисляемых примесей вводится КМПО4. Введение эффективного окислителя способствует переходу нержавеющих сталей в устойчивое пассивное состояние, что обеспечивает их высолю коррозионную стойкость.
