Produzione di soda caustica.

soda causticaL'idrossido di sodio (NaOH) è una delle materie prime chimiche più importanti, con una produzione annua totale di 106 tonnellate. L'NaOH viene utilizzato in chimica organica, nella produzione di alluminio, nell'industria cartaria, nell'industria alimentare, nella produzione di detergenti, ecc. La soda caustica è un sottoprodotto della produzione di cloro, il 97% della quale avviene tramite elettrolisi del cloruro di sodio.

La soda caustica ha un impatto aggressivo sulla maggior parte dei materiali metallici, soprattutto ad alte temperature e concentrazioni. È noto da tempo, tuttavia, che il nichel presenta un'eccellente resistenza alla corrosione da soda caustica a tutte le concentrazioni e temperature, come mostrato in Figura 1. Inoltre, tranne che a concentrazioni e temperature molto elevate, il nichel è immune alla tensocorrosione indotta dalla soda caustica. Le leghe di nichel standard 200 (EN 2.4066/UNS N02200) e 201 (EN 2.4068/UNS N02201) vengono quindi utilizzate nelle fasi della produzione di soda caustica che richiedono la massima resistenza alla corrosione. Anche i catodi della cella elettrolitica utilizzata nel processo a membrana sono realizzati in lamiere di nichel. Le unità a valle per la concentrazione della soluzione sono anch'esse in nichel. Funzionano secondo il principio dell'evaporazione multistadio, principalmente con evaporatori a film cadente. In questi impianti il ​​nichel viene utilizzato sotto forma di tubi o piastre tubiere per gli scambiatori di calore a pre-evaporazione, come lamiere o piastre rivestite per le unità di pre-evaporazione e nelle tubazioni per il trasporto della soluzione di soda caustica. A seconda della portata, i cristalli di soda caustica (soluzione sovrasatura) possono causare erosione sui tubi degli scambiatori di calore, rendendo necessaria la loro sostituzione dopo un periodo di funzionamento di 2-5 anni. Il processo di evaporazione a film cadente viene utilizzato per produrre soda caustica anidra ad alta concentrazione. Nel processo a film cadente sviluppato da Bertrams, il sale fuso a una temperatura di circa 400 °C viene utilizzato come fluido termovettore. In questo caso è necessario utilizzare tubi realizzati in lega di nichel a basso tenore di carbonio 201 (EN 2.4068/UNS N02201) perché a temperature superiori a circa 315 °C (600 °F) il maggiore contenuto di carbonio della lega di nichel standard 200 (EN 2.4066/UNS N02200) può portare alla precipitazione di grafite ai bordi dei grani.

Il nichel è il materiale di costruzione preferito per gli evaporatori di soda caustica laddove gli acciai austenitici non possono essere utilizzati. In presenza di impurità come clorati o composti di zolfo, o quando sono richieste resistenze più elevate, in alcuni casi vengono utilizzati materiali contenenti cromo come la lega 600 L (EN 2.4817/UNS N06600). Di grande interesse per gli ambienti caustici è anche la lega 33 ad alto contenuto di cromo (EN 1.4591/UNS R20033). Qualora si scelga di utilizzare questi materiali, è necessario assicurarsi che le condizioni operative non possano causare tensocorrosione.