Sosa cáusticaEl NaOH es una de las materias primas químicas más importantes, con una producción anual total de 106 t. 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, cuyo 97 % se produce 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 mucho tiempo que el níquel exhibe una excelente resistencia a la corrosión por sosa cáustica en todas las concentraciones y temperaturas, como lo muestra la Figura 1. Además, excepto a concentraciones y temperaturas muy altas, el níquel es inmune al agrietamiento por corrosión bajo tensión inducido por la sosa cáustica. Por lo tanto, los grados estándar de níquel aleación 200 (EN 2.4066/UNS N02200) y aleación 201 (EN 2.4068/UNS N02201) se utilizan en estas etapas de la producción de sosa cáustica, que requieren la más alta resistencia a la corrosión. Los cátodos en la celda de electrólisis utilizada en el proceso de membrana también están hechos de láminas de níquel. Las unidades aguas abajo para concentrar el licor también están hechas de níquel. Operan 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 erosionar los tubos del intercambiador de calor, lo que obliga a sustituirlos tras un periodo 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 aproximada de 400 °C como medio de calentamiento. En este caso se deben utilizar tubos fabricados con aleación de níquel con bajo contenido de carbono 201 (EN 2.4068/UNS N02201) porque a temperaturas superiores a aproximadamente 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 los granos.
El níquel es el material de construcción preferido para evaporadores de sosa cáustica donde no se pueden utilizar aceros austeníticos. En presencia de impurezas como cloratos o compuestos de azufre, o cuando se requieren mayores resistencias, se emplean en algunos casos materiales con 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 utilizan estos materiales, debe garantizarse que las condiciones de operación 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 rendimiento 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 del 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 sobresaliente comparable. Con el aumento de la temperatura y la concentración, la aleación 33 se vuelve incluso más resistente que el níquel. Así, debido a su alto contenido en cromo, la aleación 33 parece ser ventajosa para manejar soluciones cáusticas con cloruros e hipoclorito provenientes del proceso de diafragma o celda de mercurio.
Hora de publicación: 21 de diciembre de 2022