Soda cáusticaO hidróxido de sódio (NaOH) é uma das matérias-primas químicas mais importantes, com uma produção anual total de 106 toneladas. O NaOH é utilizado em química orgânica, na produção de alumínio, na indústria de papel, na indústria de processamento de alimentos, na fabricação de detergentes, etc. A soda cáustica é um coproduto na produção de cloro, sendo que 97% deste é obtido por eletrólise do cloreto de sódio.
A soda cáustica tem um impacto agressivo na maioria dos materiais metálicos, especialmente em altas temperaturas e concentrações. Sabe-se há muito tempo, no entanto, que o níquel apresenta excelente resistência à corrosão por soda cáustica em todas as concentrações e temperaturas, como mostra a Figura 1. Além disso, exceto em concentrações e temperaturas muito elevadas, o níquel é imune à fissuração por corrosão sob tensão induzida por soda cáustica. As ligas de níquel padrão 200 (EN 2.4066/UNS N02200) e 201 (EN 2.4068/UNS N02201) são, portanto, utilizadas nessas etapas da produção de soda cáustica, que exigem a mais alta resistência à corrosão. Os cátodos na célula de eletrólise utilizada no processo de membrana também são feitos de lâminas de níquel. As unidades subsequentes para concentração do licor também são feitas de níquel. Elas operam segundo o princípio da evaporação em múltiplos estágios, principalmente com evaporadores de película descendente. Nessas unidades, o níquel é utilizado na forma de tubos ou placas tubulares para os trocadores de calor de pré-evaporação, como chapas ou placas revestidas para as unidades de pré-evaporação e nos tubos para transporte da solução de soda cáustica. Dependendo da vazão, os cristais de soda cáustica (solução supersaturada) podem causar erosão nos tubos dos trocadores de calor, o que torna necessária a sua substituição após um período de operação de 2 a 5 anos. O processo de evaporação em película descendente é utilizado para produzir soda cáustica anidra altamente concentrada. No processo de película descendente desenvolvido por Bertrams, utiliza-se sal fundido a uma temperatura de cerca de 400 °C como meio de aquecimento. Neste caso, devem ser utilizados tubos fabricados com liga de níquel de baixo carbono 201 (EN 2.4068/UNS N02201), pois a temperaturas superiores a cerca de 315 °C (600 °F), o maior teor de carbono da liga de níquel padrão 200 (EN 2.4066/UNS N02200) pode levar à precipitação de grafite nos contornos de grão.
O níquel é o material de construção preferido para evaporadores de soda cáustica quando os aços austeníticos não podem ser utilizados. Na presença de impurezas como cloratos ou compostos de enxofre – ou quando se requerem maior resistência – materiais contendo cromo, como a liga 600 L (EN 2.4817/UNS N06600), são utilizados em alguns casos. Outra liga de alto teor de cromo, a 33 (EN 1.4591/UNS R20033), também é de grande interesse para ambientes cáusticos. Caso esses materiais sejam utilizados, é fundamental garantir que as condições de operação não sejam suscetíveis à ocorrência de fissuração por corrosão sob tensão.
A liga 33 (EN 1.4591/UNS R20033) apresenta excelente resistência à corrosão em NaOH a 25% e 50% até o ponto de ebulição e em NaOH a 70% a 170 °C. Essa liga também demonstrou excelente desempenho em testes de campo em uma planta exposta à soda cáustica proveniente do processo de diafragma.39 A Figura 21 mostra alguns resultados referentes à concentração dessa solução cáustica do processo de diafragma, que estava contaminada com cloretos e cloratos. Até uma concentração de 45% de NaOH, os materiais da liga 33 (EN 1.4591/UNS R20033) e da liga de níquel 201 (EN 2.4068/UNS N2201) apresentam resistência excepcional comparável. Com o aumento da temperatura e da concentração, a liga 33 torna-se ainda mais resistente que o níquel. Assim, devido ao seu elevado teor de crómio, a liga 33 parece ser vantajosa para o processamento de soluções cáusticas com cloretos e hipoclorito provenientes do processo de diafragma ou de célula de mercúrio.
Data da publicação: 21/12/2022