專利名稱：固體氫氧化鈉生產(chǎn)中減少腐蝕的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種降低對通過濃縮氫氧化鈉水溶液來制造固體氫氧化鈉所用設(shè)備的腐蝕的方法。
背景技術(shù)：
高濃度的氫氧化鈉(苛性鈉)水溶液在商業(yè)上是通過電解食鹽水并在蒸發(fā)器中濃縮以制備高濃度的(45-50％)氫氧化鈉水溶液來制造。美國專利第4585579揭示了一種通過加入硼氫化鈉降低蒸發(fā)器腐蝕的方法。固體氫氧化鈉通常通過從苛性鈉中進一步蒸發(fā)除去水來制備，純度約98％，該方法通常經(jīng)過兩個階段，首先蒸發(fā)到約75％，然后在設(shè)計成可處理固體的蒸發(fā)器中進一步濃縮。用來生產(chǎn)固體物料的蒸發(fā)器比其它的蒸發(fā)器接觸的氫氧化鈉水溶液濃度更高，還接觸固體氫氧化鈉。而且，若液體氫氧化鈉產(chǎn)物在操作溫度為100-165℃的蒸發(fā)器中生產(chǎn)，則在生產(chǎn)氫氧化鈉固體的蒸發(fā)器中需使用高得多的溫度。固體氫氧化鈉的生產(chǎn)還伴有更高的紊流度。用于生產(chǎn)固體產(chǎn)物的蒸發(fā)器中鎳或含鎳合金的腐蝕會造成對固體氫氧化鈉的不良鎳污染。維護和更新受腐蝕的設(shè)備成本太高，并且會對產(chǎn)量造成不利的影響。
本發(fā)明解決的就是在生產(chǎn)固體氫氧化鈉的極端條件下，蒸發(fā)器設(shè)備的腐蝕問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種降低用來生產(chǎn)固體氫氧化鈉的蒸發(fā)器的腐蝕的方法。該方法包括向氫氧化鈉水溶液中加入硼氫化鈉、在一溫度為300℃至450℃的接觸面上將水從氫氧化鈉水溶液中蒸發(fā)。
具體實施例方式
除非相反指示，本文中所有的百分比均表示重量百分比，溫度為℃。
硼氫化鈉可以任何形式加入到濃縮的氫氧化鈉(苛性鈉)水溶液中。例如，可使用固體硼氫化鈉，也可使用穩(wěn)定化的含有氫氧化鈉的硼氫化鈉水溶液。較佳地，穩(wěn)定化的硼氫化鈉水溶液含有1-25％硼氫化鈉和15-50％氫氧化鈉。更優(yōu)選的是，穩(wěn)定化的硼氫化鈉溶液含有10-25％硼氫化鈉和15-45％氫氧化鈉。穩(wěn)定化的硼氫化鈉溶液的一個實例為含有約12％硼氫化鈉和40％氫氧化鈉的溶液。其它合適的穩(wěn)定化的硼氫化鈉溶液可包括約20％硼氫化鈉和20％氫氧化鈉。以上述任何形式提供的硼氫化鈉可在加入苛性鈉產(chǎn)品流之前或之中用氫氧化鈉水溶液稀釋。
本發(fā)明方法中，苛性鈉中加入硼氫化鈉的量應(yīng)足以使硼氫化鈉在苛性鈉中的濃度至少為10ppm，但不超過500ppm。所加入硼氫化鈉的濃度取決于蒸發(fā)器的實際操作條件在該定范圍內(nèi)變化。較佳地，所加入的硼氫化鈉的濃度至少為15ppm，20ppm更佳。較佳地，所加入的硼氫化鈉的濃度不超過200ppm，不超過100ppm最佳。硼氫化鈉在苛性堿中的實際濃度在加入之后有可能低于前述的數(shù)值，甚至有可能為零，這是因為有消耗硼氫化鈉的反應(yīng)。通常，液體硼氫化鈉使用耐苛性鈉的計量泵加入。用氫氧化鈉水溶液，例如20-40％氫氧化鈉水溶液來稀釋液體硼氫化鈉，可通過改善硼氫化鈉的質(zhì)量傳遞來提高效率。含硼氫化鈉的溶液可在設(shè)備允許引入添加劑的任一點上注入到苛性鈉工藝流中。一個優(yōu)選的加入點是在物流熱交換器之前。較優(yōu)的是在苛性鈉的初步濃縮到約75％之后加入。
本發(fā)明的方法適用于任何具有遭受氫氧化鈉腐蝕的接觸表面-即接觸液體氫氧化鈉、且溫度在300℃至450℃表面-的蒸發(fā)器。蒸發(fā)器接觸面的構(gòu)建材料包括，例如，低碳鎳之類的鎳合金、鎳和E-BritTM之類的不銹鋼。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，接觸面用低碳鎳構(gòu)建。通常用于生產(chǎn)氫氧化鈉的蒸發(fā)器是強制通風(fēng)蒸發(fā)器。
本發(fā)明的方法適用于接觸面操作溫度在300℃至450℃之間的蒸發(fā)器。較佳地，溫度至少為350℃。溫度最好不超過400℃。
實施例將濃苛性鈉(75％NaOH)用含12％硼氫化鈉和40％氫氧化鈉的溶液、含20％硼氫化鈉和20％氫氧化鈉的溶液、以及蟻酸(已知的降低氫氧化鈉水溶液制造設(shè)備腐蝕的化合物)處理。處理過的苛性鈉在接觸面溫度為380℃的強制通風(fēng)蒸發(fā)器中蒸發(fā)。對于未經(jīng)任何處理的苛性鈉、用蟻酸處理的苛性鈉、和用硼氫化鈉處理的苛性鈉所生產(chǎn)的固體氫氧化鈉產(chǎn)物進行鎳含量分析，采用的方法是電感偶合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP)，得到在處理之前(初始Ni水平)和處理之后(最終Ni水平)鎳的水平結(jié)果列于下表。
表

附注產(chǎn)物中初始Ni水平有所不同，這可能至少部分地是因為存在于75％苛性堿中的Ni水平不同。所列的最終Ni水平是在加入NaBH4后達到的近似穩(wěn)定狀態(tài)的水平的平均值，通常是在幾天之后。通過對反算得到的體苛性鈉中硼水平的分析，表明部分硼在與蒸發(fā)器表面的反應(yīng)中消耗了。例如，如果所有的硼濃縮進并且保留在固體NaOH中，則以75％苛性鈉計處理率為23ppm的NaBH4預(yù)期在最終固體NaOH產(chǎn)物中將產(chǎn)生31ppm的硼。相反，以固體NaOH產(chǎn)物中硼的總量計，NaBH4的濃度為14ppm。同樣地，液體苛性鈉中30ppm的處理率預(yù)期會在固體NaOH中產(chǎn)生40ppm；然而，實際的硼含量以NaBH4計僅為24ppm。
權(quán)利要求
1.一種降低對生產(chǎn)固體氫氧化鈉所用蒸發(fā)器的腐蝕的方法，所述方法包括向氫氧化鈉水溶液中加入硼氫化鈉以及在一溫度為300℃至450℃的接觸面上將水從所述氫氧化鈉水溶液中蒸發(fā)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中硼氫化鈉以在所述氫氧化鈉水溶液中占至少10ppm而不超過500ppm的濃度加入到所述氫氧化鈉水溶液中。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中硼氫化鈉以穩(wěn)定化的水溶液提供。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述溫度在350℃至400℃之間。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述蒸發(fā)器的接觸面由鎳合金制成。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述穩(wěn)定化的水溶液含有1-25％硼氫化鈉和15-50％氫氧化鈉。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述氫氧化鈉水溶液初始濃度為75％。
全文摘要
一種降低對用來生產(chǎn)固體氫氧化鈉的蒸發(fā)器的腐蝕的方法。該方法包括向氫氧化鈉水溶液中加入硼氫化鈉和在一溫度為300℃至450℃的接觸面上將水從氫氧化鈉水溶液中蒸發(fā)。
文檔編號C09K15/00GK1778678SQ20051011377
公開日2006年5月31日 申請日期2005年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月18日
發(fā)明者G·F·E·溫迪 申請人:羅門哈斯公司