专利名称：固体氢氧化钠生产中减少腐蚀的方法
技术领域：
本发明一般涉及一种降低对通过浓缩氢氧化钠水溶液来制造固体氢氧化钠所用设备的腐蚀的方法。
背景技术：
高浓度的氢氧化钠(苛性钠)水溶液在商业上是通过电解食盐水并在蒸发器中浓缩以制备高浓度的(45-50％)氢氧化钠水溶液来制造。美国专利第4585579揭示了一种通过加入硼氢化钠降低蒸发器腐蚀的方法。固体氢氧化钠通常通过从苛性钠中进一步蒸发除去水来制备，纯度约98％，该方法通常经过两个阶段，首先蒸发到约75％，然后在设计成可处理固体的蒸发器中进一步浓缩。用来生产固体物料的蒸发器比其它的蒸发器接触的氢氧化钠水溶液浓度更高，还接触固体氢氧化钠。而且，若液体氢氧化钠产物在操作温度为100-165℃的蒸发器中生产，则在生产氢氧化钠固体的蒸发器中需使用高得多的温度。固体氢氧化钠的生产还伴有更高的紊流度。用于生产固体产物的蒸发器中镍或含镍合金的腐蚀会造成对固体氢氧化钠的不良镍污染。维护和更新受腐蚀的设备成本太高，并且会对产量造成不利的影响。
本发明解决的就是在生产固体氢氧化钠的极端条件下，蒸发器设备的腐蚀问题。
发明内容
本发明涉及一种降低用来生产固体氢氧化钠的蒸发器的腐蚀的方法。该方法包括向氢氧化钠水溶液中加入硼氢化钠、在一温度为300℃至450℃的接触面上将水从氢氧化钠水溶液中蒸发。
具体实施例方式
除非相反指示，本文中所有的百分比均表示重量百分比，温度为℃。
硼氢化钠可以任何形式加入到浓缩的氢氧化钠(苛性钠)水溶液中。例如，可使用固体硼氢化钠，也可使用稳定化的含有氢氧化钠的硼氢化钠水溶液。较佳地，稳定化的硼氢化钠水溶液含有1-25％硼氢化钠和15-50％氢氧化钠。更优选的是，稳定化的硼氢化钠溶液含有10-25％硼氢化钠和15-45％氢氧化钠。稳定化的硼氢化钠溶液的一个实例为含有约12％硼氢化钠和40％氢氧化钠的溶液。其它合适的稳定化的硼氢化钠溶液可包括约20％硼氢化钠和20％氢氧化钠。以上述任何形式提供的硼氢化钠可在加入苛性钠产品流之前或之中用氢氧化钠水溶液稀释。
本发明方法中，苛性钠中加入硼氢化钠的量应足以使硼氢化钠在苛性钠中的浓度至少为10ppm，但不超过500ppm。所加入硼氢化钠的浓度取决于蒸发器的实际操作条件在该定范围内变化。较佳地，所加入的硼氢化钠的浓度至少为15ppm，20ppm更佳。较佳地，所加入的硼氢化钠的浓度不超过200ppm，不超过100ppm最佳。硼氢化钠在苛性碱中的实际浓度在加入之后有可能低于前述的数值，甚至有可能为零，这是因为有消耗硼氢化钠的反应。通常，液体硼氢化钠使用耐苛性钠的计量泵加入。用氢氧化钠水溶液，例如20-40％氢氧化钠水溶液来稀释液体硼氢化钠，可通过改善硼氢化钠的质量传递来提高效率。含硼氢化钠的溶液可在设备允许引入添加剂的任一点上注入到苛性钠工艺流中。一个优选的加入点是在物流热交换器之前。较优的是在苛性钠的初步浓缩到约75％之后加入。
本发明的方法适用于任何具有遭受氢氧化钠腐蚀的接触表面-即接触液体氢氧化钠、且温度在300℃至450℃表面-的蒸发器。蒸发器接触面的构建材料包括，例如，低碳镍之类的镍合金、镍和E-BritTM之类的不锈钢。在本发明的优选实施例中，接触面用低碳镍构建。通常用于生产氢氧化钠的蒸发器是强制通风蒸发器。
本发明的方法适用于接触面操作温度在300℃至450℃之间的蒸发器。较佳地，温度至少为350℃。温度最好不超过400℃。
实施例将浓苛性钠(75％NaOH)用含12％硼氢化钠和40％氢氧化钠的溶液、含20％硼氢化钠和20％氢氧化钠的溶液、以及蚁酸(已知的降低氢氧化钠水溶液制造设备腐蚀的化合物)处理。处理过的苛性钠在接触面温度为380℃的强制通风蒸发器中蒸发。对于未经任何处理的苛性钠、用蚁酸处理的苛性钠、和用硼氢化钠处理的苛性钠所生产的固体氢氧化钠产物进行镍含量分析，采用的方法是电感偶合等离子体原子发射光谱法(ICP)，得到在处理之前(初始Ni水平)和处理之后(最终Ni水平)镍的水平结果列于下表。
表
附注产物中初始Ni水平有所不同，这可能至少部分地是因为存在于75％苛性碱中的Ni水平不同。所列的最终Ni水平是在加入NaBH4后达到的近似稳定状态的水平的平均值，通常是在几天之后。通过对反算得到的体苛性钠中硼水平的分析，表明部分硼在与蒸发器表面的反应中消耗了。例如，如果所有的硼浓缩进并且保留在固体NaOH中，则以75％苛性钠计处理率为23ppm的NaBH4预期在最终固体NaOH产物中将产生31ppm的硼。相反，以固体NaOH产物中硼的总量计，NaBH4的浓度为14ppm。同样地，液体苛性钠中30ppm的处理率预期会在固体NaOH中产生40ppm；然而，实际的硼含量以NaBH4计仅为24ppm。
权利要求
1.一种降低对生产固体氢氧化钠所用蒸发器的腐蚀的方法，所述方法包括向氢氧化钠水溶液中加入硼氢化钠以及在一温度为300℃至450℃的接触面上将水从所述氢氧化钠水溶液中蒸发。
2.如权利要求1所述的方法，其中硼氢化钠以在所述氢氧化钠水溶液中占至少10ppm而不超过500ppm的浓度加入到所述氢氧化钠水溶液中。
3.如权利要求2所述的方法，其中硼氢化钠以稳定化的水溶液提供。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述温度在350℃至400℃之间。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述蒸发器的接触面由镍合金制成。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述稳定化的水溶液含有1-25％硼氢化钠和15-50％氢氧化钠。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述氢氧化钠水溶液初始浓度为75％。
全文摘要
一种降低对用来生产固体氢氧化钠的蒸发器的腐蚀的方法。该方法包括向氢氧化钠水溶液中加入硼氢化钠和在一温度为300℃至450℃的接触面上将水从氢氧化钠水溶液中蒸发。
文档编号C09K15/00GK1778678SQ20051011377
公开日2006年5月31日 申请日期2005年10月8日 优先权日2004年10月18日
发明者G·F·E·温迪 申请人:罗门哈斯公司