硫酸装置熔盐的研究与应用

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1、硫酸装置熔盐的研究与应用摘要：本文对硫酸装置融盐的性能及配方进行了研究，研究结果表明产品的熔点、热稳尢性、腐蚀性等性能与进口产品基本i致，能满足生产要求，可以取代进口。关键词：硫酸装置熔盐熔点热稳定性中石化长岭分公司60kt/a硫酸装置采用丹麦托普索WSA匸艺技术将炼厂酸性气（H2S）转化为硫酸。冷却设备内使用的熔盐是徳国LeyblodDurferritASD公司的产品，系统长时间使用后需要补充和更换熔盐，而进口产品存在进口周期长、价格昂贵等问题，为此我们对熔盐的性质和组成进行了试验，研制样品的性能与进口产品基本一致，其流动性、热稳处性、腐蚀性均能满足半产要求。1熔盐基本情况介绍熔盐是指熔融

2、的单一或混合无机盐。在温度较高不宜直接使用其他介质取热的环境中通常使用熔盐作为换热介质，根据装置的工艺条件，所使用的熔盐应对设备无腐蚀，同时具有较好的流动性和热稳定性。硫酸装置屮熔盐的运行工艺状况为：温度:240〜400°C,压力：常压，设备材质：碳钢、不锈钢。考虑开停工及操作异常等因素，要求熔盐熔融温度低于160°C,分解温度高于500°C,对设备无腐蚀。LeyblodDurferritASD公司的熔盐为硝酸钾/硝酸钠/亚硝酸钾/亚硝酸钠的混合物⑴，性质如h■:表1熔盐的主要技术参数项目指标化学特性碱金属硝酸盐和亚硝酸盐的熔盐混合物熔点厂C142〜160（取决于使用年限）密度(200°C)

3、,g/cm31.94(熔融)堆密度/kg.m'3约1150水中溶解度/g.L」约1000(20°C)；约3000(50°C)PH值(10g/L水溶7〜9液）2实验2.1各组分性质熔盐各组分的特性如表2所示。表2各组分的物理性质名称kno3NaNCbNaNO3kno2外观无色三（斜）方晶体淡黄色斜方晶体无色三方晶体白色或微黄色晶体密度/•32.112」72.261.915g・cm熔点/°c334271307441分解温度/°C400320380350水中溶解316(20°C)829(20876(20度/g.L"824(50°C)°C)°C)易溶1013(501141(50于水°C)°C)从上

4、表中可以看出：KNO3、NaNO2sNaNO3>KNOo的熔点在271-44PC,分解温度为320〜400°C,与生产装置的要求及熔盐的技术性能相差较大，必须利用不同组分物质的品体共熔作用降低混合熔盐的熔点⑵，同时利用不同晶体混熔后形成共晶增加其热稳定性，提高分解温度，需要通过实验确定各组分的纯度和含量。2.2混合熔盐物理性能试验分别取不同纯度的硝酸钾、硝酸钠、亚硝酸钠、亚硝酸钾按照不同比例和不同的混合方式配制9种混介盐，分别测定熔点、热稳定性（加热到500°C）,测定结果如表3。表3混合熔盐物理性能实验结果样品序号首次熔点范围/°C加热到5009恒温4h的现象-加热到5（）0°C恒温4h后

5、冷却到室温外观熔点/°c1〜28()产生气体变淡黄色〜24()2220〜280产生气体变淡黄色〜2273〜140不产生气体无变化〜1404〜280产生气体变淡黄色〜2205220〜280产生气体变黄淡黄色〜2306〜140不产生气体无变化〜1407〜280产生气体变淡黄色〜2408220〜280产生气体变淡黄色〜2309〜140不产生气体无变化〜140从上表中可以看出：3#、6#、9#样品的初始熔点〜140°C加热到500°C4h不产生气体（不分解）、加热到500°C4h冷却后外观无变化，能满足牛产装置对于熔点、热稳定性的要求。2.3熔盐对设备腐蚀在200〜400°C的高温下，熔盐中的朵质离

6、子容易对设备造成的腐蚀，特別是氯离子容易产生点蚀。所以我们分别対熔盐样品在300°C油浴中对碳钢和不锈钢材质的腐蚀性进行测定，测定结果如表4o表4熔盐腐蚀实验结果试片材质碳钢样品名称123456789现场样品腐蚀率mrMi01.213.7000.640000.910试片材质不锈钢样品名称123456789现场样品腐蚀率mnvh00.060」20000000实验条件：实验温度：300°C汕浴；弊态不搅拌；实验时间：81u从实验结果可以看出：1#、4#、6#、7#、8#样品和现场取得的样品对碳钢和不锈钢试片无腐蚀。从表3和表4的结來可以看出：6#样品的熔点、热稳定性较好，对碳钢和不锈钢试片无腐蚀

7、，选择6#样晶与现场样品1:1混合后测过熔点、热稳尬性及腐蚀率，测试结果与纯的6#样品或现场样品一致。这说明两种样品性质棊木相同。3现场应用2003年4月和9月，由于泄漏和检修等原因，硫酸装置熔盐罐液面降低，分别补加研制的熔盐，补加前后分别记录工艺条件并挂片监测腐蚀率，结果于表5所示。试片外表平整光亮，无点蚀，碳钢呈淡淡的兰色（主要是因为亚硝酸钠对碳钢表而产生饨化膜）。从表5可以看出：补加前后熔盐的性质及使用