專利名稱：處理含甲醛的氣體或液體的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由特殊材料制成的、用以處理含甲醛的氣體或液體的設(shè)備。
甲醛是一種非常有用的物質(zhì)，并且已被廣泛地用作合成各種樹脂如酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂和尿素樹脂，粘合劑，涂料，各種化學(xué)制品和藥物的起始原料，或作為消毒劑，防腐劑，等等。
甲醛通常是通過氧化甲醇的方法來生產(chǎn)的，并且以甲醛水溶液形式(福爾馬林)提供。這種水溶液通常除含有未反應(yīng)的甲醇以外，還含有由副反應(yīng)生成的微量甲酸、甲醛縮二甲醇等。
在生產(chǎn)甲醛的過程中或在利用甲醛等生產(chǎn)上述物質(zhì)的過程中，要根據(jù)生產(chǎn)目的對甲醛進行各種操作，如貯存、輸送、濃縮、純化、蒸發(fā)、冷凝以及反應(yīng)。在這些步驟中，甲醛是以水溶液，在溶劑中的溶液，與水或一種溶劑的液體混合物，與空氣、氮氣、氦氣或類似氣體的氣體混合物，或者上述溶液或混合物與主反應(yīng)產(chǎn)物和副反應(yīng)產(chǎn)物的混合物的形式進行處理的。
在處理上述含甲醛的氣體或液體時，考慮到甲醛或副產(chǎn)物如甲酸的腐蝕作用，本領(lǐng)域通常采用奧氏體不銹鋼如SUS304、SUS316或SUS317作為制造設(shè)備的材料。
盡管不銹鋼在耐腐蝕方面明顯優(yōu)于普通鋼材等，但在高溫下其耐腐蝕性能還不是令人滿意的。而且，不銹鋼中所含的鐵和鉻或者由于腐蝕作用而溶解出來的這些組分的催化作用可能會促進由甲醛生成甲酸或類似物的副反應(yīng)(如卡尼扎羅反應(yīng)或氧化反應(yīng))。這就帶來各種問題，包括不僅消耗甲醛、而且加速了由副反應(yīng)生成的甲酸等的腐蝕作用，以及還需要除去雜質(zhì)，例如由副反應(yīng)生成的甲酸。
鑒于上述問題，本發(fā)明人已經(jīng)就設(shè)備的構(gòu)成材料進行了廣泛深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)主要由特種金屬組成的合金對于由甲醛、甲酸等造成的腐蝕作用具有優(yōu)良的抗性，并且生成甲酸等的傾向也較小，這些便導(dǎo)致本發(fā)明的完成。
因此，本發(fā)明涉及處理含甲醛的氣體或液體的設(shè)備，其特征在于將要與含甲醛的氣體或液體接觸的所述設(shè)備的部分或全部表面由主要由銅和/或鎳組成的合全制成。
下面將更詳細地描述本發(fā)明。
在發(fā)明中，設(shè)備的構(gòu)成材料是一種主要由銅和/或鎳組成的合金，更具體地說，這種合金中銅和鎳的總量至少為50%重量。當(dāng)這些組分的總含量少于50%重量時，在抵抗由甲醛、甲酸等的腐蝕作用和防止甲醛的副反應(yīng)方面，不能收到充分的效果。
這些組分的總含量至少為70%重量較好，至少為80%重量更好，特別地，這些組分的總含量至少為90%的合金明顯地顯示出顯著效果。
合金中銅與鎳的比例沒有特殊限制，銅與鎳的重量比可以是0～100∶100～0。但是，從抗腐蝕和防止副反應(yīng)的觀點出發(fā)，既使這些元素中的一種元素含量很小，最好合金中也是同時含有這兩種元素。例如，銅與鎳的重量比較好是0.05～99.9∶99.95～0.1，為20～95∶80～5更好。所含銅與鎳的重量比為55～95∶45～5的合金特別好，這是因為要達到本發(fā)明的目的(例如抗腐蝕和防止副反應(yīng))這種合金是最適用的，它具有優(yōu)良的可加工性能和機械性能，并且還具有比上述合金成本低的優(yōu)點。
如上所述，本發(fā)明所用的合金主要由銅和/或鎳組成。除了上面敘述的以外，對合金組分沒有特殊限制，不僅可以利用金屬元素，如鐵、鉻、鉛、鋅、鋁、鉬、錳、鎢和釩，而且可以利用硅、碳、硫、磷等等。
本發(fā)明中可以使用的合金的具體實例包括鎳基合金(如Ni200、Ni201、蒙乃爾合金400、鉻鎳鐵合金600、鉻鎳鐵合金625和哈斯特洛伊耐蝕鎳基合金B(yǎng))和銅基合金(如JISC7060，C7100，C7150，C4430，C6870，C6871，C6872，C6161，C6280，和C6301)。本發(fā)明中最好使用后一種合金。
現(xiàn)在敘述由上述材料制成的本發(fā)明的設(shè)備。
本發(fā)明中，由上述材料制成的設(shè)備是用來處理含甲醛的氣體或液體的。該設(shè)備的具體實例包括甲醛生產(chǎn)設(shè)備，貯罐，輸送管道，蒸發(fā)器，蒸餾柱，加熱器，冷凝器，冷卻器和反應(yīng)器。但并不僅僅限于這些設(shè)備，本發(fā)明可適用于處理含甲醛的氣體或液體的任何儀器和裝置。
在上述設(shè)備中，根據(jù)設(shè)備的使用目的和功能，甲醛可以是各種形式的。例如，甲醛的形式可以是含甲醛的水溶液或在溶劑中的溶液，含有甲醛和水或一種溶劑的液體混合物，或含有甲醛和空氣、氮氣、氦氣或類似物的氣體混合物。
上述含甲醛的氣體和液體可以含有上述以外的組分，例如甲醛的反應(yīng)產(chǎn)物和副反應(yīng)產(chǎn)物，如甲醇、甲醛縮二甲醇、甲酸，甲酸甲酯和四噁烷。
本發(fā)明的特征在于，用以處理上述含甲醛的氣體和/或液體的設(shè)備是由上述材料(即主要由銅和/或鎳組成的合金)制成的。末必總是要整個設(shè)備都用這種材料制成，根據(jù)使用目的只要使要和含甲醛的氣體和/或液體接觸的部分的或全部的設(shè)備表面用上述材料制成。
特別是隨著甲醛濃度或含甲醛的氣體或液體的濃度增加，不僅由甲醛和作為副產(chǎn)物由甲醛生成的甲酸對金屬的腐蝕作用、而且生成甲酸等副產(chǎn)物的副反應(yīng)都變得明顯了。因此，最好是將暴露于上述環(huán)境中的那一部分用上述材料制成。
更具體地說，對于暴露于甲醛濃度為10%(重量)或更高的環(huán)境中的那部分設(shè)備來說，使用上述材料是有用的，并且當(dāng)甲醛濃度為20%(重量)或更高時，使用上述材料是最有用的。
至于溫度，當(dāng)含甲醛的氣體或液體的溫度為90℃或更高、特別是100℃或更高時，對于暴露于這種環(huán)境下的那部分設(shè)備來說，使用上述材料是有用的。
例如，當(dāng)采用蒸餾柱在高溫、高壓下濃縮甲醛時，甲醛在氣相得到濃縮，在柱的頂部甲醛濃度變高。因此，在這種情況下，對于蒸餾柱頂部附近、和/或用以冷凝和冷卻來自塔頂?shù)恼麴s物的冷凝器或冷卻器、或蒸餾物的接受器、管道等設(shè)備來說，其部分或全部可用上述材料制成。當(dāng)然，整個裝置(包括柱底部分)可以由上述材料制成。
如上所述，本發(fā)明涉及處理含甲醛的氣體或液體的設(shè)備，其特征在于，將與含甲醛的氣體或液體接觸的上述設(shè)備表面的部分或全部用一種主要由銅和/或鎳組成的合金制成。本發(fā)明適用于并且可以用在處理含甲醛的氣體或液體的任何設(shè)備。更實際地說，就是要考慮費用(材料費)和效果(即抵抗腐蝕和減少由副反應(yīng)所消耗的甲醛量)，在二者之間進行權(quán)衡，才能確定一個地方是否適于采用本發(fā)明的方法。
由前面敘述的內(nèi)容和實例，可以明顯地看出，本發(fā)明的其中與含甲醛的氣體或液體相接觸的部分或全部表面是用主要由銅和/或鎳組成的合金制成的，用以處理含甲醛的氣體或液體的設(shè)備對由甲醇、甲酸等造成的腐蝕作用表現(xiàn)出明顯的抗性，并且還有效地抑制了由甲醛生成甲酸等的副反應(yīng)，這就使本發(fā)明的設(shè)備非常適合于用作處理含甲醇的氣體或液體的設(shè)備。
現(xiàn)在參考下列實例對本發(fā)明進行詳述，這些實例不應(yīng)當(dāng)被認為是對本發(fā)明范圍的限制。
實例1～6和對照例1和2在一玻璃高壓釜中裝入60%(重量)的甲醛水溶液，將處在本發(fā)明范圍內(nèi)的合金板(50毫米×100毫米;兩塊)浸入該溶液中。將溶液在100℃和120℃加熱5天。然后測定由甲醛副反應(yīng)生成的甲醇，并且觀察合金板的表面變化。
為了對比，在使用不銹鋼(SUS-316)板的情況下進行同樣的評價。結(jié)果示于表1。
實例7和對照例3在一個1升玻璃園底燒瓶中裝入500毫升50%(重量)的甲醛水溶液，將溶液在大氣壓下加熱。生成的蒸汽在冷凝器中冷卻，冷凝器的與蒸汽接觸的表面用主要由銅和鎳組成的合金(銅與鎳的重量比為80∶20)制成。所得到的冷凝液完全回流到燒瓶中。當(dāng)在此條件下操作30天后，燒瓶中甲酸濃度為0.58%(重量)。冷凝器的內(nèi)表面保持在未被腐蝕的鏡面狀態(tài)。另一方面，當(dāng)采用具有由不銹鋼(SUS316)制成的與蒸汽接觸的表面的冷凝器時，30天后燒瓶中的甲酸濃度是2.14%(重量)。況且，在這種情況下，在內(nèi)表面上觀察到相當(dāng)程度的悶光，這大概是腐蝕的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種處理含甲醛的氣體或液體的設(shè)備，其特征在于與含甲醛的氣體或液體接觸的所述設(shè)備的表面的部分或全部用主要由銅和/或鎳組成的合金制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的處理含甲醛的氣體或液體的設(shè)備，其中所說的合金含銅和/或鎳總量為50%(重量)或更高。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的處理含甲醛的氣體或液體的設(shè)備，其中在所述合金中銅與鎳的比例是0.05～99.9∶99.5～0.10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一頂?shù)奶幚砗兹┑臍怏w或液體的設(shè)備，其中所述的含甲醛的氣體或液體的溫度是90℃或更高。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項的處理含甲醛的氣體或液體的設(shè)備，其中的設(shè)備選自甲醛水溶液濃縮裝置的主體、和附屬于所述主體的加熱器、冷凝器、冷卻器、貯罐和管道。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的處理含甲醛的氣體或液體的設(shè)備，其中所述的甲醛水溶液濃縮裝置是一種加壓蒸餾柱。
全文摘要
一種處理含甲醛的氣體或液體的設(shè)備，其特征是所述設(shè)備與含甲醛的氣體或液體相接觸的表面的部分或全部用主要由銅和/或鎳組成的合金制成。
文檔編號C22C19/00GK1042345SQ8910825
公開日1990年5月23日 申請日期1989年10月31日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月31日
發(fā)明者柿崎秀夫, 中村博, 秋山稔, 秋元敦史 申請人:聚塑料株式會社