Сравнительный анализ применения ингибиторов коррозии на установке ЭЛОУ-АВТ-8
Автор: Набиуллин Рифат Райхатович
Рубрика: 3. Химия
Опубликовано в
XXXI международная научная конференция «Исследования молодых ученых» (Казань, январь 2022)
Дата публикации: 27.01.2022
Статья просмотрена: 436 раз
Библиографическое описание:
Набиуллин, Р. Р. Сравнительный анализ применения ингибиторов коррозии на установке ЭЛОУ-АВТ-8 / Р. Р. Набиуллин. — Текст : непосредственный // Исследования молодых ученых : материалы XXXI Междунар. науч. конф. (г. Казань, январь 2022 г.). — Казань : Молодой ученый, 2022. — С. 1-9. — URL: https://moluch.ru/conf/stud/archive/416/16947/ (дата обращения: 24.04.2024).
Среди различных методов борьбы с коррозией ведущее место занимают ингибиторы коррозии, так как их применение не требует значительных капитальных вложений и серьезной перестройки технологии подготовки нефти и дальнейшей ее переработки. В статье предлагается заменить: ингибитор коррозии ГЕРКУЛЕС 30419 на Scimol OR-2004.
Ключевые слова: ингибитор коррозии, атмосферная перегонка нефти, нефтепереработка
Проблема борьбы с коррозией оборудования и трубопроводов является чрезвычайно важной для нефтеперерабатывающей промышленности. Коррозия способствует созданию аварийных ситуаций, повышению эксплуатационных расходов и затрат на ремонт, приводит к потерям продукции, резкому сокращению сроков службы оборудования и сокращению сроков службы оборудования, и загрязнению окружающей среды.
Существует достаточно много методов зашиты от коррозии, которые можно классифицировать следующим образом:
— Правильный выбор (с учетом коррозионной стойкости) конструкционного материала;
— Технологические приёмы;
Обработка коррозионной среды. Ингибирование;
Рациональное конструирование.
Защитные покрытия.
Электрохимическая защита.
Комбинированная защита.
Во многих случаях одинаковый эффект с точки зрения обеспечения заданного срока службы может быть достигнут применением любого из них. Какому виду защиты отдать предпочтение — этот вопрос требует инженерного решения. При оценке способов защиты вступают в силу такие, казалось бы, второстепенные факторы, как простота защиты, удобство обслуживания, доступность материалов и другие, которые не учитываются общепринятой методикой расчёта экономической эффективности. Необходимо также учитывать, что в настоящее время в экономике промышленно развитых стран наблюдается тенденция экономии металлов и металлических сплавов и замены их на неметаллические материалы.
Объект защиты не может и не должен служить вечно. Основные требования к системе противокоррозионной защиты можно сформулировать следующим образом: правильно спроектированные сооружения, конструкции должны обеспечивать заданный срок службы и быть по возможности дешёвыми. Если коррозия не наносит существенного ущерба и коррозионные повреждения не создают опасности для жизни и здоровья людей, угрозы крупных аварий и т. д., то выбор способа защиты от коррозии может быть осуществлён на основании технико-экономического сравнения возможных вариантов.
Если выход из строя объекта вследствие коррозии может создать угрозу какой-либо катастрофы, то экономические соображения следует отодвинуть на второй план, отдав предпочтение прежде всего требованию надёжности.
Проблему зашиты от коррозии приходится решать на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации объектов. Наиболее благоприятные результаты достигаются правильным проектированием. [1,2]
Современная химико-технологическая защита конденсационно-холодильного оборудования установок первичной переработки нефти от коррозионного воздействия неорганических хлоридов, хлорорганических, серосодержащих соединений и кислот обеспечивается применением комплексной программы химико-технологических мероприятий, включающей:
— глубокое обезвоживание и обессоливание нефти на установках электрообессоливания (ЭЛОУ) с использованием современных высокоэффективных нефтерастворимых деэмульгаторов, эффективных и надежных электродегидраторов и смесителей промывной воды с нефтью; − подачу перед установками дистилляции требуемого количества раствора щелочи оптимальной концентрации в обессоленную нефть с использованием оборудования для их эффективного смешения;
— подачу в шлемовые линии атмосферных колонн современных нейтрализующих аминов и пленкообразующих ингибиторов коррозии с использованием оборудования для точного дозирования реагентов и их эффективного инжектирования в потоки;
— применение современных сертифицированных аналитических методик, оборудования и приборов физико-химического мониторинга коррозии (коррозионные зонды, коррозиметры, рН-метры на потоке и т. д.).
В силу ряда причин (в частности, вовлечения в переработку новых нефтей, нестабильность в их поставках, наличие в нефтях хлорорганических соединений, (как природных, так и внесенных при добыче) и серосодержащих соединений, а также поглотителей сероводорода (особенно в последнее время), концентрация и тип которых может изменяться во времени, наблюдаются колебания качества поступающих на многие заводы нефтей, что, в свою очередь, приводит к нестабильности уровня подготовки нефтей на ЭЛОУ и изменению коррозионной агрессивности технологических потоков установок.
Эффективность системы защиты от коррозии конденсационно-холодильного оборудования блока АВТ установок первичной переработки нефти оценивается по следующим показателям аналитического контроля:
— содержанию хлоридов в обессоленной нефти (требуемое значение — не более 3-х мг/дм 3 );
— величине рН воды из рефлюксных емкостей (рекомендован диапазон величин рН = 5.5 ÷ 6.5);
— cодержанию ионов растворенного железа в воде рефлюксных емкостей (должно быть менее 1 мг/дм 3 ), что соответствует приемлемой скорости коррозии оборудования из углеродистых сталей — менее 0,1 мм/год);
— скорости коррозии оборудования по образцам-свидетелям.
Ниже в качестве примера приводится сравнительный анализ применения ингибитора Scimol марок OR-2004 по скорости коррозии на установке ЭЛОУ-АВТ-8 с ранее применяемым ингибитором ГЕРКУЛЕС 30419. Были проанализированы образцы, представляющие собой металлические пластины (Cт 20), закрепленные внутри сосудов.
Ингибитор коррозии «ГЕРКУЛЕС 30419» предназначен для применения в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности для защиты оборудования и трубопроводов от коррозии, происходящей под воздействием рассолов и водных конденсатов, содержащих двуокись углерода, сероводород, другие компоненты.
Ингибитор «ГЕРКУЛЕС 30419» представляет собой смесь производных имидазолинов в углеводородном растворителе. Обладает рядом технологических преимуществ при защите от коррозии в газовых средах — устойчивость против пенообразования, образования эмульсий и других. Производится в соответствии с ТУ 2415–045–17423242–2011. [4]
Ингибиторы коррозии Scimol™ — смесь различных азотсодержащих соединений в ароматических или спиртовых растворителях снижают скорость коррозионных процессов конденсационно-холодильного оборудования ректификационных колонн нефтеперерабатывающих заводов. Реагенты обеспечивают поддержание скорости коррозии трубопроводов и конденсационно-холодильного оборудования шлемовых линий колонн на уровне не более 0,1 мм/год для углеродистой стали и 0,01 мм/год для цветных металлов, а также низкое содержание растворённого железа в воде рефлюксных ёмкостей. [3]
Схема подачи:
Варианты схем подачи:
1) в товарном виде при последующем смешении с транспортируемой средой (прямогонная бензиновая фракция);
2) в товарном виде без транспортируемой среды;
3) в разбавленном виде предварительно готовится раствор (разбавители: прямогонная бензиновая, керосиновая фракция, вода).
Рис. 1. Схема подачи ингибитора Scimol OR-2004
Таблица 1
Физические показатели: Scimol OR-2004 и ГЕРКУЛЕС 30419 [3,4]
Ингибитор |
Внешний вид |
Плотность при 15°С |
Температура застывания °С, не выше |
Температура вспышки в закрытом тигле |
Класс опасности |
Scimol OR-2004 |
однородная жидкость от светло-коричневого до коричневого цвета |
0,883 г/см 3 |
-45 |
7 |
3 |
ГЕРКУЛЕС 30419 |
жидкость от светло-коричневого до темно-коричневого цвета |
0,905 г/см3 |
-40 |
8 |
3 |
Эффективность антикоррозионной защиты оценивается по образцам-свидетелям, установленным в технологических трактах конденсационно-холодильного оборудования. Приемлемая скорость коррозии оборудования из стали 20 — не более 0,1 мм/год, из латунных сплавов — менее 0,01 мм/год. Косвенным показателем эффективности антикоррозионной защиты является содержание ионов растворенного железа в дренажной воде рефлюксных емкостей. Этот показатель должен быть, согласно установленной норме на ряде НПЗ, не выше 1,0 мг/дм 3 .(Нормы СТП на разных заводах установлены в диапазоне 0,5–2,0 мг/дм 3 ).
Таблица 2
Сравнительный анализ образцов при применении ингибитора ГЕРКУЛЕС 30419
Место проведения испытания |
Дата установки образца |
Дата и время снятия образца |
Характеристика образцов |
Длительность испытания,час |
Скорость коррозии,мм/год |
||||
Номер образца |
Марка материала |
Масса.г |
Площадь, мм 2 |
||||||
до испытания |
после испытания |
||||||||
Колонна К-1 |
10.02.2020 |
09.07.2020 |
1 |
Сталь 20 |
16,3979 |
16,3925 |
1912,908 |
3264 |
0,001 |
Колонна К-2 |
10.02.2020 |
09.07.2020 |
2 |
Сталь 20 |
16,3490 |
16,3341 |
1905,708 |
3264 |
0,003 |
Таблица 3
Сравнительный анализ образцов при применении ингибитора Scimol OR-2004
Место проведения испытания |
Дата и время установки образца |
Дата и время снятия образца |
Характеристика образцов |
Длительность испытания,час |
Скорость коррозии,мм/год |
||||
Номер образца |
Марка материала |
Масса.г |
Площадь, мм 2 |
||||||
до испытания |
после испытания |
||||||||
Колонна К-1 |
09.07.2020 |
08.12.2020 |
1 |
Сталь 20 |
16,3925 |
16,3620 |
1912,908 |
3264 |
0,0003 |
Колонна К-2 |
09.07.2020 |
08.12.2020 |
2 |
Сталь 20 |
16,3341 |
16,3308 |
1905,708 |
3264 |
0,0004 |
Таблица 4
Эффективности ингибитора SCIMOL OR -2004
Показатели эффективности |
Норма для Е-101,Е-102 |
Е-101 |
Е-102 |
Е-104 норма не норма |
Содержание ионов растворенного железа в дренажной воде рефлексных емкостей |
не более 1000мкг/л (1.0мг/дм 3 ) |
611 (0,6) |
616 (0,6) |
664 (0,7) |
Значения рН дренажной воды в емкостях |
7,0–8,0 |
7,25 |
7,48 |
7,22 |
Таблица 5
Эффективности ингибитора Геркулес 30419
Показатели эффективности |
Норма для Е-101,Е-102 |
Е-101 |
Е-102 |
Е-104 норма не норма |
Содержание ионов растворенного железа в дренажной воде рефлексных емкостей |
не более 1000мкг/л (1.0мг/дм 3 ) |
812 (0,8) |
813 (0,8) |
758 (0,8) |
Значения рН дренажной воды в емкостях |
7,0–8,0 |
6,89 |
6,53 |
7,24 |
Таблица 6
Скорость коррозии с применением ингибитора Геркулес 30419
№ п/п |
Дата установки и снятия |
Время испытания |
Скорость коррозии перед Е-101 |
Скорость коррозии перед Е-102 |
Скорость коррозии перед Е-104 |
час |
мм/год |
мм/год |
мм/год |
||
1 |
03.03.2020 |
528 |
0,017 |
0,017 |
0,055 |
2 |
03.04.2020 |
744 |
0,014 |
0,011 |
0,045 |
3 |
02.05.2020 |
744 |
0,006 |
0,013 |
0,011 |
Таблица 7
Скорость коррозии с применением ингибитора SCIMOL OR-2004
№ п/п |
Дата установки и снятия |
Время испытания |
Скорость коррозии перед Е-101 |
Скорость коррозии перед Е-102 |
Скорость коррозии перед Е-104 |
час |
мм/год |
мм/год |
мм/год |
||
1 |
30.07.2020 |
528 |
0,013 |
0,010 |
0,035 |
2 |
30.08.2020 |
744 |
0,009 |
0,008 |
0,027 |
3 |
21.09.2020 |
744 |
0,006 |
0,005 |
0,008 |
Вывод
Данные полученные в ходе анализа применения ингибиторов SCIMOL OR-2004 и Геркулес 30419 (табл.2,3) указывают на снижения скорости коррозии образцов в колонне К-1 на 30 %, в колонне К-2 на 13 %, что указывает на эффективность ингибитора SCIMOL OR-2004.
В статье были представлены данные об анализе дренажных вод в емкостях Е-101, Е-102, Е-104 на содержание ионов железа и водородный показатель, а также анализ образцов на скорость коррозии Исходя из данных таблиц 4,5,6,7 наиболее эффективным для применения является ингибитор SCIMOL OR-2004.
Литература:
- https://pronpz.ru/neft/korroziya.html
- https://scienceforum.ru/2018/article/2018003809
- https://mirrico.ru/services-products/products/corrosion-inhibitors-scimol-stamps-or-2001-or-2003/#description
- https://eco-chemistry.ru/products/ingibitor-korrozii-gerkules-30419