CC BY
99
УДК 620.193
А. Е. Щепетов, Р. А. Хуснутдинов, Д. Е. Бугай, Д. Л. Рахманкулов
Результаты применения реагента комплексного действия Аквакор 7202 М для защиты водооборотного оборудования нефтеперерабатывающих заводов
Уфимский государственный нефтяной технический университет 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; тел. (3472) 42-08-36 ООО «Научно-исследовательский инжиниринговый центр технологии органического синтеза «ИНТОС» 450000, г. Уфа, бульвар Молодежи, 10; тел. (3472) 74-70-91 Научно-исследовательский институт малотоннажных химических продуктов и реактивов 450029, г. Уфа, ул. Ульяновых, 75; тел. (3472) 43-11-39
Приведены результаты сравнительных испытаний ряда ингибиторов коррозии и солеотложе-ния для защиты систем оборотного водоснабжения нефтеперерабатывающих заводов. Показано, что наибольшей эффективностью обладает реагент комплексного действия Аквакор 7202 М.
Ключевые слова: общая и локальная коррозия, отложение солей, ингибитор, оборотное водоснабжение, комплексный реагент.
Ранее для защиты от коррозии систем оборотного водоснабжения некоторых нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) применялся ингибитор коррозии и солеотложения «Азе-ри». В связи с прекращением его производства на ОЗ «Химпром» (г. Мелеуз) возникла необходимость подбора нового ингибитора коррозии.
В системах оборотного водоснабжения используется очищенная вода с установок биологической очистки стоков 1. Согласно ВУТП-97 2, качество оборотной воды при возврате в оборот биохимически очищенных стоков должно удовлетворять следующим требованиям: значение рН 7—8.5, содержание хлоридов не более 300 мг/л, сульфатов 500 мг/л, взвешенных частиц не более 25 мг/л, общее солесодержание не более 2000 мг/л.
Анализ среднегодовых данных по одному из НПЗ показал, что в оборотной воде увеличилось содержание сухого остатка, ионов хлора и сульфатов. Так, содержание ионов хлора по водоблокам в 1996 г. составляло 50.1—80.5 мг/л, сухого остатка 596.7—967.3 мг/л, сульфатов 73.3—331.9 мг/л, а в 2000 г. эти показатели увеличились: концентрация ионов хлора до 104.8—123.2 мг/л,
Дата поступления 21.07.06
сухого остатка до 997.9—1150.4 мг/л, сульфатов до 271.7—402.9 мг/л. Значения рН, концентрации ионов хлора, сульфатов, сухого остатка (общее солесодержание) находились в пределах требований ВУТП-97. Содержание ароматических углеводородов превышало нормативное значение и составляло 32—45 мг/л.
Высокое содержание механических примесей приводит к усилению коррозии металла. Механические примеси при движении воды разрушают поверхностную пленку и усиливают коррозию в 2—3 раза. При малых скоростях потоков механические примеси, отлагающиеся на поверхности металла, приводят к снижению эффективности работы конденсационно-холо-дильного оборудования и усиливают локальные коррозионные процессы 3. В настоящее время оборотная вода очищается за счет осаждения взвешенных веществ в нефтеотделите-лях. Рекомендуется также проводить фильтрование оборотной воды.
Хлориды и сульфиды повышают коррозионную агрессивность воды. Адсорбируясь на поверхности металла, они образуют соединения, обладающие хорошей растворимостью, что приводит к увеличению скорости коррозии. Наиболее агрессивны хлорид-ионы, способные проникать через защитные поверхностные пленки.
Хлориды и сульфиды в оборотной воде способствуют возникновению локальных коррозионных поражений на поверхности стали. С ростом солесодержания воды при отсутствии на металле защитных пленок наблюдается увеличение скорости коррозии углеродистых и низколегированных сталей вследствие увеличения электропроводности среды, влияния растворимых газов, хлоридов и сульфатов 3.
Анализ данных по скорости коррозии металла оборудования на НПЗ за 1995 и 2001 гг. показал, что скорость коррозии углеродистой стали в оборотной воде увеличилась. В 1995 г. она составляла 0.051 мм/год, а по результатам испытаний в оборотной воде без ингибитора в настоящее время скорость коррозии составляет 0.510—0.760 мм/год. По шкале оценки коррозионной стойкости металла и коррозионной активности сред (ГОСТ 9.502-82) оборотная вода характеризуется как среда с повышенной коррозионной активностью (0.448-0.668 г/м2 • ч).
С целью подбора ингибитора коррозии для защиты трубопроводов и оборудования системы оборотного водоснабжения были
Технические характеристи
проведены испытания пяти различных составов ингибиторов.
Испытания проводили гравиметрическим методом в соответствии с ГОСТ 9.506-87. Защитный эффект ингибиторов определяли по потере массы металлических образцов за время их пребывания в ингибированной и неингибированной среде. Испытанию подвергались образцы из Ст 3 при температуре 25 оС с постоянным перемешиванием среды. Время экспозиции составляло 6 ч.
В результате исследований установлен состав комплексного ингибитора коррозии и солеотложения Аквакор 7202 М. Определены его технические характеристики (табл. 1) и эффективность в натурных условиях.
Таблица 1
реагента Аквакор 7202 М
Наименование показателя Нормы
Внешний вид Жидкость от светло-коричневого до темно-коричневого цвета
Степень защиты от коррозии, %, не менее 80
Степень снижения отложений солей, %, не менее 70
Температура застывания, оС, не выше Минус 40
Растворимость в воде, г/100 г растворим
Плотность при 20 оС, кг/м3 1.20-1.38
Таблица 2
Результаты гравиметрических испытаний скорости коррозии стали в неингибированной
и ингибированной среде (рис.)
Позиция точки монтажа узла Скорость коррозии, г/м2 • ч Скорость коррозии, мм/год
контроля коррозии
Без ингибитора
1 0.1377 0.1533
2 0.0802 0.0893
3 0.1036 0.1153
4 0.1359 0.1513
5 0.0778 0.0866
Среднее арифметическое X 0.1070 0.1192
Двухсторонние доверительные ± 0.0276 ± 0.0194
границы ±Дх
Скорость коррозии X ±Ах 0.1070 ± 0.0276 0.1192 ± 0.0194
После дозирования Аквакор 7202М
6 0.0100 0.0111
7 0.0213 0.0237
8 0.0112 0.0125
9 0.0225 0.0250
10 0.0227 0.0253
11 0.0106 0.0118
12 0.0171 0.0190
Среднее арифметическое X 0.0165 0.0183
Двухсторонние доверительные ± 0.0043 ± 0.0048
границы ± Дх
Скорость коррозии X ±Дх 0.0165 ± 0.0043 0.0183 ± 0.0048
Точка подачи ингибитора Узел контроля коррозии
Рис. Схема монтажа узлов контроля коррозии и точек подачи ингибитора комплексного действия Аквакор 7202 М
Скорость коррозии металла труб в натурных условиях оценивали гравиметрическим методом (ГОСТ 9.506-87) с привлечением узлов контроля, смонтированных на трубопроводах водоблока НПЗ (рис.). Подача испытываемого ингибитора осуществлялась следующим образом: в течение суток ударная дозировка 150 мг/л с переходом на постоянную 25 мг/л. Результаты испытаний приведены в табл. 2.
Видно, что высоким защитным эффектом (более 80%) обладают ингибиторы Аквакор 7202 и Аквакор 7202 М.
Защитный эффект ингибитора Аквакор 7202 М составил 80.2 (100 мг/л) и 89.4%
(50 мг/л). Скорость коррозии составила соответственно 0.081 и 0.150 мм/год.
Максимальный защитный эффект получен при испытании ингибитора Аквакор 7202 М -92.8 (50 мг/л) и 97.3% (100 мг/л). При увеличении концентрации ингибитора в оборотной воде в 2 раза, защитный эффект увеличивается незначительно (на 4.6%). Следовательно, это нецелесообразно, так как ведет к перерасходу реагента. Скорость коррозии образцов при концентрации ингибитора 50 мг/л составила 0.049 г/м2-ч или 0.056 мм/год, и металл характеризуется как устойчивый в данной среде.
Результаты опытно-промышленных испытаний ингибитора Аквакор-7202 М в условиях НПЗ отражены в табл. 3.
Таким образом, защитный эффект ингибитора Аквакор 7202 М при опытно-промышленных испытаниях, определенный согласно ГОСТ 9.502-82, составил 84.60 ± 1.35 % в срав-
нении с 52.20% ранее использованного ингибитора коррозии «Азери». За годовой период применения комплексного ингибитора Аква-кор 7202 М количество карбонатных отложений на внутренней поверхности труб уменьшилось в два раза.
Таблица 3
Результаты сравнительных испытаний ингибиторов коррозии в оборотной воде
Исследуемая среда Скорость коррозии образцов Защитный эффект, % Примечания
г/м2 • ч мм/год
1. Оборотная вода без ингибитора 0.448 0.510 рН 7.1 Хлориды 81 мг/л Коррозия пятнами
2. Оборотная вода с ингибитором «А 50 мг/л 100 мг/л зери» конц.: 0.214 0.141 0.243 0.160 52.2 68.5
3. Оборотная вода без ингибитора 0.508 0.579
4. Оборотная вода с ингибитором № 50 мг/л 100 мг/л 2 конц.: 0.350 0.105 0.399 0.119 31.1 79.3 Коррозия пятнами Равномерная коррозия
5. Оборотная вода без ингибитора 0.668 0.760 рН 7,6 Хлориды 101,4 мг/л Коррозия пятнами
6. Оборотная вода с ингибитором № 50 мг/л 100 мг/л 5 конц.: 0.272 0.129 0.309 0.147 59.3 78.0
7. Оборотная вода с ингибитором Ак 50 мг/л 100 мг/л вакор 7202 0.071 0.132 сонц.: 0.081 0.150 89.4 80.2
Равномерная коррозия
8. Оборотная вода с ингибитором Аквакор 7202 М конц.: 50 мг/л 0.049 0.056 92.7 Коррозия пятнами
100 мг/л 0.018 0.020 97.3 Равномерная коррозия
Литература
1. Коррозионная стойкость оборудования химических производств. Нефтеперерабатывающая промышленность. Под ред. А. М. Сухотина, 1990 г.
2. Ведомственные указания по технологическому проектированию производственного водоснаб-
жения, канализации и очистки сточных вод предприятий нефтеперерабатывающей промышленности. ВУТП-97.
3. Рудин М. Г., Арсеньев Г. А., Васильев А. В. Общезаводское хозяйство нефтеперерабатывающего завода. М.: Химия.— 1978.— 325 с.
