Sosa cáusticaEl hidróxido de sodio (NaOH) es una de las materias primas químicas más importantes, con una producción anual total de 106 toneladas. El NaOH se utiliza en química orgánica, en la producción de aluminio, en la industria papelera, en la industria alimentaria, en la fabricación de detergentes, etc. La sosa cáustica es un subproducto de la producción de cloro, que en un 97% se obtiene mediante la electrólisis del cloruro de sodio.
La sosa cáustica tiene un impacto agresivo en la mayoría de los materiales metálicos, especialmente a altas temperaturas y concentraciones. Sin embargo, se sabe desde hace tiempo que el níquel presenta una excelente resistencia a la corrosión frente a la sosa cáustica en todas las concentraciones y temperaturas, como se muestra en la Figura 1. Además, salvo a concentraciones y temperaturas muy elevadas, el níquel es inmune al agrietamiento por corrosión bajo tensión inducido por la sosa cáustica. Por consiguiente, en las etapas de la producción de sosa cáustica que requieren la máxima resistencia a la corrosión, se utilizan las aleaciones de níquel estándar 200 (EN 2.4066/UNS N02200) y 201 (EN 2.4068/UNS N02201). Los cátodos de la celda de electrólisis utilizada en el proceso de membrana también están fabricados con láminas de níquel. Las unidades posteriores para concentrar el licor también son de níquel y funcionan según el principio de evaporación multietapa, principalmente con evaporadores de película descendente. En estas unidades, el níquel se utiliza en forma de tubos o placas tubulares para los intercambiadores de calor de preevaporación, como láminas o placas revestidas para las unidades de preevaporación, y en las tuberías para el transporte de la solución de sosa cáustica. Dependiendo del caudal, los cristales de sosa cáustica (solución sobresaturada) pueden causar erosión en los tubos del intercambiador de calor, lo que hace necesario reemplazarlos después de un período de funcionamiento de 2 a 5 años. El proceso de evaporación de película descendente se utiliza para producir sosa cáustica anhidra altamente concentrada. En el proceso de película descendente desarrollado por Bertrams, se utiliza sal fundida a una temperatura de aproximadamente 400 °C como medio de calentamiento. En este caso, deben utilizarse tubos fabricados con aleación de níquel de bajo contenido de carbono 201 (EN 2.4068/UNS N02201), ya que a temperaturas superiores a unos 315 °C (600 °F), el mayor contenido de carbono de la aleación de níquel estándar 200 (EN 2.4066/UNS N02200) puede provocar la precipitación de grafito en los límites de grano.
El níquel es el material de construcción preferido para los evaporadores de sosa cáustica cuando no se pueden utilizar aceros austeníticos. En presencia de impurezas como cloratos o compuestos de azufre, o cuando se requieren mayores resistencias, en algunos casos se utilizan materiales que contienen cromo, como la aleación 600 L (EN 2.4817/UNS N06600). También resulta de gran interés para entornos cáusticos la aleación 33 (EN 1.4591/UNS R20033), con alto contenido de cromo. Si se van a utilizar estos materiales, debe garantizarse que las condiciones de funcionamiento no provoquen agrietamiento por corrosión bajo tensión.
La aleación 33 (EN 1.4591/UNS R20033) exhibe una excelente resistencia a la corrosión en NaOH al 25 y 50% hasta el punto de ebullición y en NaOH al 70% a 170 °C. Esta aleación también mostró un excelente desempeño en pruebas de campo en una planta expuesta a sosa cáustica del proceso de diafragma.39 La figura 21 muestra algunos resultados con respecto a la concentración de este licor cáustico de diafragma, que estaba contaminado con cloruros y cloratos. Hasta una concentración de 45% de NaOH, los materiales aleación 33 (EN 1.4591/UNS R20033) y aleación de níquel 201 (EN 2.4068/UNS N2201) muestran una resistencia excepcional comparable. Con el aumento de la temperatura y la concentración, la aleación 33 se vuelve aún más resistente que el níquel. Por lo tanto, como resultado de su alto contenido de cromo, la aleación 33 parece ser ventajosa para manipular soluciones cáusticas con cloruros e hipoclorito procedentes del proceso de celda de diafragma o de mercurio.
Fecha de publicación: 21 de diciembre de 2022