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1 引言

    bat365在线平台反应炉是生产HF的主要设备，是氟化工生产的基础。设备由炉体、夹套、加料装置、出料装置、传动机构和炉头炉尾密封装置6部分构成。bat365在线平台反应炉的炉体采用无内衬结构，材质多为碳钢，生产用的原材料有腐蚀性极强的98%硫酸和发烟硫酸，生产过程又会有HF气体和水等产生，由于温度作用和操作差异，造成反应炉腐蚀，这已经成为很多氟化工企业的难题，成为制约企业平稳生产的瓶颈。

   结合多年的生产实践经验，对bat365在线平台反应炉腐蚀的原因进行分析，并且提出防护对策。

   2 生产工艺分析

    bat365在线平台生产过程是吸热反映，将干萤石粉和加热硫酸按一定配比，在相应的温度下进行预反应，最终在反应炉中生成粗HF，因萤石原料中含有各种杂志，伴随着四氟化硅、二氧化碳、硫的生成以及萤石粉、硫酸、水的夹带，利用洗涤、净化的方法制取纯度较高的无水bat365在线平台。

    bat365在线平台的反应过程看起来简单，实际却是一个非常复杂的过程，其整个过程可以分为若干阶段，并伴有许多副反应，平时生产中我们看到的结果是整个反应过程中各个阶段及各种影响因素的综合反映。

    主反应为：

    CaF2+H2SO4—2HF+CaSO4+HF

    其中第一阶段的方程式：

    CaF2+2H2SO4—2HF+Ca（HSO4）2+6HF

    第二阶段的反应方程式

    CaF2+Ca（HSO4）—2HF+Ca2SO4

    副反应（原料中的杂志的影响）：

   （1）SiO2+4HF=SiF4+2H20
   （2）SiF4+2HF=H2SiF6
   （3）CaCO3+H2SO4=CaSO4+CO2+H2O
   （4）CaS+H2SO4=CaSO4+H2S
   （5）H2S+H2SO4=CaSO4+S+2H2O
   （6）2H2S+3SO2=3S+2H2O
   （7）Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
   （8）FeS+H2SO4=FeSO4+H2S

    生产过程：

    H2SO4+HF=HSO3F+H2O
    SO3+HF=HSO3F
    HSO3F=2HF+2SO2+O2

    有腐蚀介质存在时：

    浓硫酸 Fe+2H2SO4=FeSO4+SO2+2H2O
    稀硫酸 Fe+2H2SO4=FeSO4+H2

    反应炉中存在的介质H2SO4、HF、SiF4、H2SiF6、H2S、SO2

    3 腐蚀原因分析

    bat365在线平台工艺在反应炉前有预反应器，即把腐蚀磨损最严重的阶段尽量在预反应器中完成，从而减轻对反应炉的腐蚀，减少炉体长度。但由于bat365在线平台反应炉发生的反应复杂，又有温度，操作经验等方面的影响，因此反应炉腐蚀的原因也相对复杂。

   3.1 仅从炉渣分析确定反映好坏

   由于反应转炉容量大，物料在炉内停留的时间长，故仅从炉渣（氟石膏）的分析结果去判断反应过程的好坏是不妥的。炉渣分析结果的好坏仅能说明在宏观范围内反应过程的好坏，原料配比是否正确，并不能代表反应的各个阶段的各种条件都是正确或错位的。由于排渣情况较好，而忽视对反应炉其他环节的关注，将造成反应炉腐蚀。

    3.2 萤石的干燥程度

    萤石粉不论是湿粉还是所谓的干粉，其中所含水分是波动的。水分在反应炉中的酸性条件下对腐蚀是致命的，尤其对于采用预反应器的流程，由于物料在预反应器中的停留时间很短，水分瞬间波动均可能直接影响该反应过程的稳定性。

    另外，萤石粉中的水分波动会影响萤石粉的流动性，造成流动性改变，这势必对萤石粉的计量精度带来影响，造成配比不准确，给料硫酸量相对忽大忽小，造成反应炉腐蚀。

    3.3 萤石计量

    由于物料在预反应器内的停留时间很短，故对于采用预反应器的工艺流程，萤石粉的给料计量必须采用二级计量，以确保瞬间范围内的进料及配比精度。从工艺上讲，预反应器中的过程理论上又可分为混料段和预反应段。配料精度应该保证在混料段内物料配比是正确的，否则部分物料第一阶段的反应过程只有后移到反应转炉内完成了，这会加重炉体的腐蚀。

     3.4  炉内螺旋的影响

    为了提高反应效率，目前采用bat365在线平台工艺的企业都在反应炉内安装了炉内螺旋，炉内螺旋在反应过程中基本上是随着转炉转动而近似地做半周往复滚动，由于自重，在运动过程中，就会产生一定的振动和撞击，这种振动和撞击能起三种破坏作用：（1）破坏反应物与金属表面的钝化膜，使介质与转炉内表面长期接触造成腐蚀。（2）振动敲击转炉内壁，加速电子运动，即增强腐蚀电流强度，加快腐蚀。
（3）如果炉内螺旋重量够但导程过小，在其滚动过程中，对附着在炉体表面的物料的传热，也可能事造成炉体后部严重腐蚀的原因之一。

    3.5 反应炉转速与停留时间

    转炉炉体转速过快，物料与炉体的接触时间过少，造成反应区后移，从而腐蚀炉体中部。从其他装置的实验经验来看，炉体的线速度为0.15m/s最好。

     3.6 反应炉的热量分配

    对于带预反应器及反应炉前段夹套的工艺，炉内的主要反应区即主要腐蚀段应在炉前部6-8m范围内，即在厚壁80mm的炉段内。由于热量分配不合理，造成了主要反应区后移，即造成主要腐蚀段后移，反应炉通体腐蚀。

    3.7 温度的影响

    预反应器的加热温度必须达到原设计的规定要求，否则第一阶段反应在预反应器内无法完成，进而造成反应转炉的主反应区后移，造成转炉后部的严重腐蚀。

    给料酸温度偏低，会使预反应器的前半部分只起酸和萤石的捏合作用，反应段后移，在预反应器的物料达不到预期的沙粒状，加大了反应炉前段的腐蚀。

     由于第二阶段，的反应温度范围为120-240℃，故排渣的真实温度应该控制在250-260℃。排渣温度低，会造成反应炉内通体腐蚀。

    由于bat365在线平台主反应是吸热反应，反应炉内温度过低，造成物料反应不完全，物料中的硫酸会腐蚀炉体。

    一般碳钢设备的腐蚀是随着温度的升高而家具的，因为温度升高使电极反应速度加快，加速溶液中离子的迁移速度，使溶液电阻降低，同时也增加了氢离子的扩散速度，另外，碳钢内部外层电子的活动状态与温度更是紧密相关，由于温度升高到280-300℃，电子的移动能力将成倍增长，加速转炉的腐蚀，温度过高超过300℃时，会使硫酸分解，减少和萤石的反应，造成反应炉体腐蚀，可以认为，温度是转炉腐蚀最重要的外界条件。

    3.8 发烟硫酸的加入
 
    给料酸的配算系统应设混酸槽，发烟硫酸的加入位置是十分重要的，否则，给料酸中的氟磺酸不能及时的分解，造成反应效率下降，进而造成反应炉腐蚀。

    3.9 进料酸的十分控制

    在给料酸配比上，水分多少是十分重要的，水多会影响反应的进行，造成预反应器和反应炉体的腐蚀；反之水少会影响到氢磺酸的分解，也会造成预反应器和反应炉体前部的严重腐蚀。

    3.10 反应炉系统漏气

    bat365在线平台生产是在密闭的负压系统中进行的，反应炉系统炉头炉尾密封及加料排料装置泄露，会使大量的空气进入反应炉体，造成水分吸入腐蚀炉体；进入的空气降低炉温腐蚀炉体；进入的空气稀释HF气体腐蚀炉体。

    3.11 应力的影响

    反应炉应力的产生一方面是在加工过程中形成，如冷加工的形变应力；另一方面，在运转中承受压力或旋转的部件也会产生应力。这种应力一般是前后托辊支撑处产生的，靠转炉中间来平衡；另外，反应炉本身自重也简化成转炉中间的集中载荷。这两种力都作用在转炉中间的集中载荷。这两种力都是作用在转炉中间，引起金属内部品格的扭曲，从而降低了这些部位的电极电位，所以当反应炉和电解质接触反应时，就会成为腐蚀微电池的阳极而造成局部腐蚀，使金属形成裂纹，随着腐蚀的进行，裂纹也很快地扩展以致产生断裂，因此，转炉破坏是温度，应力，振动综合作用的结果。

    3.12 开停车频繁的影响

    开停车一次，炉体温度经历一个从高温一般500-550℃左右到常温的变化过程，炉内气体由HF气体变为空气，水和气体，残留在炉壁上的硫酸，氟化氢会很快吸水造成露点腐蚀和电化学腐蚀。

    4 防护对策

    根据对反应炉腐蚀原因的分析，保证反应炉长周期平稳运行，提出以下防护措施：

    4.1 控制好预反应器的使用

    使用预反应器就是根据bat365在线平台的反应原理，将反应的两个阶段分别在不同的设备中进行。第一阶段反应叫做快速反应，他根据料温条件能在短时间内反应，并转化出30%-40%的HF气体，由于副反应水分也在前期反应也叫作慢速反应，需在2-3h内反应完毕，因腐蚀高峰已过，对炉子腐蚀已经大为减少。

    第一阶段反应在预反应器内进行，镍基合金材料的预反应器承担腐蚀高峰，炉子只承担后期反应，从而得到了有效的保护，延长了使用寿命，炉内也不必设衬板。从他的反应性质看，bat365在线平台工艺是当前最先进的，最合理的AHF生产手段，使用好预反应器是解决反应炉腐蚀和稳定产生的最有效途径。

    4.2  控制水分

    在bat365在线平台生产的反应系统内，水的存在是不可避免的，但水分对腐蚀又是致命的。这部分水主要源于三个方面：即原料带进来的税，反应过程中生成的水，装置密封不严由空气带进来的水。水的多少对反应转炉的腐蚀有着极其重要的影响。反应系统内水少，则会利于生成大量氟磺酸，造成氟磺酸腐蚀。因此，有必要把反应系统内的水控制在一定范围内，从我公司的控制情况看，反应物料对反应炉的腐蚀情况明显减轻。

    4.3  减小压力，降低腐蚀

    在加工安装过程中尽量降低加工、焊接过程中的应力，同时针对中部产生的应力腐蚀，可以采取中部炉体内复合或堆焊耐蚀合金（耐应力腐蚀材料），使得内部耐腐蚀性加强，降低减薄量，外部通过该加强筋条提高其中部刚性，降低中部在运转过程中产生的交变能力，使其易于形成保护膜，笔者认为，转炉中部的应力腐蚀大于化学腐蚀，由于应力的不断变化，使转炉中部的氧化保护层始终无法保持，解决好中部应力变化对转炉寿命起到至关重要的作用。

    4.4 维修措施

    一旦反应炉出现腐蚀，应尽早解决，堆焊是最好的办法，采用堆焊的方法能适当的延长转炉的使用寿命，效果较好。堆焊焊条最好采用哈氏合金焊条，牌号Ni817Cu焊条直径先用直径32mm后用直径40mm。首先清理转炉内部要堆焊部位，用铜刷刷净，腐蚀部位用角磨机打磨，焊接方向按炉体圆周方向焊接，第一层与母材接触焊缝厚度要保证4mm，焊角不能咬边，第二层必须要把第一层焊接缝搭接部位盖住，焊接方向同第一层，必须保证前后焊缝的紧密性。由于哈氏合金价格昂贵，堆焊也可采用J506焊条，用埋弧焊方式，清干净表面后，圆周方向堆焊，堆焊要注意：（1）正确的选择焊条；（2）操作时注意焊接的方向和次序，防止堆焊屠和热影响区裂纹；（3）防止转炉壳体变形。

     5 结语

    通过对bat365在线平台反应腐蚀原因的分析，提出在生产操作，生产管理和维修措施方面进行有效防护是保证bat365在线平台反应炉长期稳定运行的必备条件。笔者长期从事bat365在线平台生产，采取以上措施防护效果较好。

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