Monoxloroasetik kislotani 120 darajada qizdirganda, tarkibida palladiy bo'lishiga qaramay, nega titan 7-darajasi 110 darajadan yuqori bo'lsa, yaroqsiz?

Monoxloroasetik kislota (MCA, ClCH2COOH) karboksimetilselüloza, sirt faol moddalar va dori-darmonlarni sintez qilishda qo'llaniladigan oraliq kimyoviy moddadir. MCA xlor o'rnini bosuvchi kuchli organik kislota (pKa 2,85), shuning uchun sirka kislotasidan ko'ra ko'proq tajovuzkor. MCAni isitish tez-tez 7-darajali titan (Ti-0,15Pd)da palladiy bilan amalga oshiriladi, chunki u kislotalarni kamaytirishga ijobiy ta'sir qiladi. Shu bilan birga, monoxloroasetik kislota (MCA) alohida qiyinchilikka ega, xlor atomi 110 darajadan yuqori haroratlarda labil bo'ladi va monoxloroasetik kislota xlorid kislotasi va boshqa xlorli turlarni hosil qilish uchun parchalanadi. Titan yuzasida xlorsizlanish reaktsiyasi 7-darajali palladiy tarkibining mavjudligi bilan tezlashadi, bu sof qaytaruvchi kislotalarda himoya bo'lsa-da, metall bilan aloqa qilishda kontsentrlangan HCl ning mahalliy shakllanishiga olib keladi. Bu o'z-o'zini katalizlovchi reaktsiya tez chuqurchaga va oxir-oqibat trubaning teshilishiga olib keladi. Ushbu maqola parchalanish mexanizmini muhokama qiladi va MCA xizmatida 7-sinf uchun maksimal xavfsiz ish haroratini belgilaydi.

Monoxloroasetik kislotani xlorsizlantirish mexanizmi
Monoxloroasetik kislota > 110 darajada ClCH₂COOH + H₂O → HOCH₂COOH + HCl va ClCH₂COOH → CH₂O + CO + HCl ta'sirida termik parchalanadi. Reaksiya heterojen bo'lib, metall yuzalar, ayniqsa uglerod{6}}galogen bog'larini parchalash uchun kuchli katalitik faollikka ega bo'lganlar tomonidan katalizlanadi. Platina guruhi metallari, shu jumladan palladiy, xlorsizlanish jarayonlarining eng faol katalizatorlari qatoriga kiradi.

7-darajali titan yuzasida joylashgan palladiy orollari (0,12-0,25% Pd) MCA parchalanishi uchun faol joylardir. Har bir palladiy joyi xlorid ionining (Cl⁻) chiqarilishini katalizlaydi, bu HCl hosil qilish uchun mavjud vodorod ionlari bilan bir zumda birlashadi. Hosil bo'lgan HCl metall yuzasida kontsentratsiyalanadi, yuqori xlorid kontsentratsiyasi va past pH - bo'lgan mahalliy muhit yaratib, titan chuqurchalari uchun ideal sharoit yaratadi. Chuqur ishga tushirilgandan so'ng, chuqur ichidagi titan yuzasi keyingi MCA parchalanishi uchun ko'proq katalitik joylarni ta'minlaydi. Chuqur avtokatalitik tarzda o'sadi.

2-darajali titan (palladiysiz) MCA ning xlorsizlanishi uchun ancha kam samarali katalizator hisoblanadi. 2-darajali sirtlarda reaksiya sust kechadi va hosil bo'lgan HCl mahalliylashtirilgan hujumni keltirib chiqarishdan oldin ommaviy eritma ichiga tarqaladi. MCA ning 2-darajasi 120 gradusda bir xil yomonlashuvni ko'rsatadi (yiliga 0,1-0,2 mm), lekin 7-sinfda kuzatilgan tez chuqurchalar emas.

7-darajali muvaffaqiyatsizlik - harorat diapazonlari
7-darajali titan namunalarining 100% monoxloroatsetik kislotadagi haroratlarda korroziyaga chidamliligi.

7-sinf 100 gradusda passiv hisoblanadi, korroziya tezligi yiliga 0,02 mm dan kam. Dexlorinatsiya reaktsiyasi sust va hosil bo'lgan HCl sirtdan uzoqqa tarqaladi. 1000 soatdan keyin hech qanday chuqurlik sezilmadi.

7-sinf 110 daraja haroratda 500-800 soatda bir oz chuqurlik boshlanishini ko'rsatadi. Chuqurning maksimal chuqurligi 0,1-0,2 mm. Palladiyning katalizlangan parchalanishi natijasida sirt biroz rangsizlanadi. Umumiy zanglashning past darajasi.

115 gradusda chuqurlash 100-200 soatdan keyin boshlanadi va chuqurlik chuqurligi 500 soatdan keyin 0,5-1,0 mm ga etadi. Ba'zi chuqurlar avtokatalitik bo'lib, hatto harorat tushirilgandan keyin ham tarqalishda davom etadi. 2-daraja yonma-yon baholandi, bir xil qirqish aniqlandi, lekin chuqurchalar yo'q.

7-sinf chuqurlari 20-50 soat ichida 120 darajadan boshlanadi. 1,65 mm devor namunasi 200 soatdan keyin bir nechta devor chuqurlari bilan teshiladi. Sirt uglerod va titan xloridlarining parchalanish mahsulotlarining qorong'i konlari bilan qoplangan. 2-daraja teshilishsiz 0,15 mm/yillik bir hil korroziyani ko'rsatadi.

7-sinf 50 soat ichida 130 daraja halokatli muvaffaqiyatsizlikka uchraydi. Korroziya darajasi 2-sinf uchun yiliga 0,4-0,6 mm gacha oshadi, bu uzoq muddatli foydalanish uchun yana yaxshi emas.

Shunday qilib, palladiy boshqa qaytaruvchi kislotalarda foydali bo'lsa-da, palladiyning katalizlangan dexlorinatsiyasi 7-darajani tez chuqurlashishi tufayli 110 darajadan yuqori monoxloroasetik kislota uchun yaroqsiz qiladi. 2-darajali 110 darajadan yuqori MCAda yaxshiroq ishlaydi, chunki HCl hosil qiluvchi katalizator yo'q.

MCA xizmatida titanium darajalarini taqqoslash
Tavsiya etilgan 7-sinf materialida 2-sinfda haroratning xatti-harakati
80-100 daraja Yagona korroziya<0.02 mm/year, great Uniform corrosion <0.01 mm/year, superb Either Grade (Grade 2 more economical)
100-110 daraja Yagona korroziya 0,02-0,05 mm/yil 500+ soatdan keyin kichik chuqurlik 2-darajali afzal 110-115 daraja Yagona korroziya 0,05-0,10 mm/yil 200-400 soatdan keyin chuqurlashish boshlanadi Faqat 2-daraj (7-sinf)
115-120 °CGeneral corrosion 0.10-0.20 mm/yrFast pitting, perforation in 200-500 hr Grade 2 (marginal); hastelloy may be considered120°C General corrosion>0.20 mm/yearNon-usable (>100 soat teshilish) Hastelloy C-276, sirkoniy
MCA isitish uchun dastur matritsasi
MCA Xizmat holati Harorat Tavsiya etilgan isitgich materiali Yaroqlilik muddati (1,65 mm devor)Izohlar
MCA storage tank heating (intermittent) 80-100°C Grade 2 titanium >10 yil foydalaning 2-darajali emas 7-darajali MCA distillash (uzluksiz) 105-110 daraja 2-darajali titan 5-8 yil Bir xil yupqalashga ruxsat beriladi
MCA distillash (yuqori harorat) 110-115 daraja 2-darajali titanium (og'ir devor 2,5 mm) 3-5 yil Yillik devor yo'qolishini tekshirish
MCA reaktori (115-120 daraja) 115-120 daraja Hastelloy C-276 5-7 yil Titan (har qanday nav) tavsiya etilmaydi
MCA with water content >5% (parchalanish haroratini pasaytiradi) 100-110 daraja 2-darajali titanium 4-6 yilSuv kislota hosil bo'lishini tezlashtiradi
Suvsiz MCA (suv yo'q, parchalanish bostirilmagan) 110-120 o C 7-sinf (qayta baholash) O'zgaruvchan sinov kuponi tavsiya etiladi
7-sinf uchun MCA xizmatini yumshatish
Agar 7-sinf 110 darajadan yuqori ishlaydigan MCA xizmatida allaqachon o'rnatilgan bo'lsa, quyidagilar xizmat muddatini uzaytirishi mumkin:

Ishlash haroratini 110 daraja yoki undan pastda saqlang. 5 darajaga qisqartirish odatda qolgan umrni ikki baravar oshiradi.

Palladiy joylarini passivlashtirish uchun korroziya inhibitori (0,1-0,5% natriy nitrat yoki xromat) qo'shing. Bu, albatta, yuqoridagi jarayonlarga mos kelmasligi kerak.

Palladiyning ko'rinadigan orollarini olib tashlash uchun sirtni bo'yash. Ra ga mexanik silliqlash<0.2 μm decreases the number of active catalytic sites.

Keyingi rejalashtirilgan uzilishda 2-daraja bilan almashtiring.

7-sinf titan monoxloroasetik kislotani 120 daraja isitish uchun mos emas, garchi tarkibida palladiy mavjud bo'lsa ham. Palladiy MCA ning xlorsizlanishini katalizlaydi, metall yuzasida konsentrlangan HCl hosil qiladi, natijada tez chuqurlashadi. Palladiy katalizatorisiz 2-darajali titan 110-120 daraja haroratda bir xil korroziya bilan yaxshi ishlaydi va chuqurlashmaydi, lekin uning korroziya tezligi 115 darajadan yuqori. 115 darajadan yuqori xizmat ko'rsatish uchun mos materiallar Hastelloy C-276 yoki tsirkonyum hisoblanadi. MCA ishlashi uchun isitgichlarni belgilashda har doim maksimal ish harorati va suv miqdorini eslatib o'ting va tegmaslik materialni aniqlash uchun belgilangan MCA darajasida korroziyaga qarshi test kuponini so'rang. Agar MCA 110 darajadan yuqori bo'lsa, shunchaki 7-sinfga bormang, chunki u boshqa qaytaruvchi kislotalarda yaxshi obro'ga ega. 2-daraja xavfsizroq garov hisoblanadi.