Сравнительный анализ применения ингибиторов коррозии на установке ЭЛОУ-АВТ-8



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:

1. https://pronpz.ru/neft/korroziya.html
2. https://scienceforum.ru/2018/article/2018003809
3. https://mirrico.ru/services-products/products/corrosion-inhibitors-scimol-stamps-or-2001-or-2003/#description
4. https://eco-chemistry.ru/products/ingibitor-korrozii-gerkules-30419