6.1 染料生产中的腐蚀与防护概述
染料在国民经济中占有重要地位。它广泛用于毛、丝、棉、皮革、塑料、纸、油墨、油漆等等制品的染色。
染料是由染料中间体进一步化工而制取的。染料中间体有脂肪系、苯系、蔡系、慮系、杂环系,产品有近百种。染料系列有巧化 染料、直接染料、酸性染料、冰染染料、活性染料、碱性染料、还 原染料、分散染料、阳离子染料、有机顔料等产品,有二百多种。
染料及中间体产品多,工艺复杂,生产过程中大量使用有机酸、 无机酸、碱、盐及有机溶剂,对金属设备及建筑物的腐蚀很严重。
染料及中间体生产的单元工序有横化、硝化、氯化,涅化、碱 熔、缩合、新化、还原、烧化、重氣、偶合等。染料及中间体产品 工玄复杂是由染料的分子结构及染料的物理化学性能所决定的。任 何一种染料分子结构中都含有一个或数个发色基团,如偶氮基 (—N=N—)、硝基(一N化)。在苯系、萊系的染料中间体产品上引人硝基,必须进行硝化反应。其硝化剂是硝酸或亚硝酸,生产实践中多为硝酸、硫酸及其的混酸。这样,硝化工序的设备就受到、硫酸及其混度在各种不同浓度下对设备产生的麻蚀作用。
为了提高染料的染色牢巧,在染料分子结构中还有助色基色,如氨基(一NH:)、择基(一OHK氨基主要由硝基与氧反虛而成,而 氨由恕酸和铁粉应生成;也有的用化氨和铁粉反应生成阀再与 硝基反应生成氨基。此道工序在染料中间体生产中称为踩粉还原反应。无论是氯化氛法还是盐酸法,铁粉还原反应设备的腐蚀都很严重。
染料分子的姪基是利用碱熔工序而制取的。基础原料苯、蔡都 不能直接进行喊烙。一般都是先迸行横化,在苯环、奈环上引进横酸基(一SO.H),然后再用氧氧化納、氨氧化进行滅搭,使磺酸基变成基和磕酸盐。碱熔工序通常在300 C左右的祷铁锅中进行。碱 多为商纯固碱,热源为油、煤、天然气的直接火焰。碱熔锅的腐蚀严重,形式有腐蚀、应力腐蚀破裂。
一切溶于水中的染料分子结构中,都含有成盐原子团,如後基 (-COOH)、磺流基。成盐原子团加强T染料在水中的溶解度,同时 也提高了染料的色泽和牢度,
磷酸基的制取主要是通过磷化反应,磺化剂有发烟硫酸、硫酸、 氯磺酸。磷化工序生产过程的腐蚀很严重,尤其是用氛磅酸进行瞒 化生产,不但具有硫酸的腐蚀特性,而且还其有氣化氯的腐浊恃点。
翷基(一COOH)的制取主要通过碳酸化反应。如在冰染染料中 间体2-径基-3-蔡甲醇生产过程中,就是利用2-萘酚成盛盾进行碳胺 化,反应温度2WC,通入二氧化碳然后进行中和酸析制得,该产品的酸析设备原都采用不铸钢,但受到稀硫酸的腐蚀,腐蚀产物污染了产品,洁产品外观色泽、纯度都受到影响后改为耐酸砖板讨里防腐措施W后,产品质量得到了很大的提高。
氛化、涅化对染料及中间体-予了蔚的性能,可通过氯离子进一步转化,制备含有其他基西的中间林或染料。如苯系染料及中 间体一NHs基近旁引人面素,可提商染料对氧化剂的稳定性,化其在洗染过程中对源粉氧化剂具有较髙的耐牢度。在还原染料分子结构中直接引人氯的较多。涅化是染料分子结构中引入涅.其目的是增加染料的坚牢度。演化反应中一般是涅和硫酸、盐度混合使用。氯化和演化工艺过程的腐蚀很严重。
重氮、偶合工序是最重要也是基本的染料生产单元工序,这些工序予染料发色基西偶氮基(一N-=N—)。重氮过程是将含有 氨基的染料中间体在迅速降温至5C左右,在酸性介质(一般多为盐 趁)中加入亚硝趁納溶液进行重氮化居应的过程。谓合是重氣化管物 (大多在巧性工艺条件下)和另一染料中间体进行反应而制成染料。