Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Коррозия под действием нафтеновых кислот

03.04.2019

При коррозии под действием нафтеновых кислот происходит очень быстрое разрушение металлической поверхности. Скорость коррозии углеродистой стали может достигать 20—25 мм/год. Разрушение носит локальный характер: на поверхности металла появляются язвы и желобки с острыми краями. Они, как правило, лишены отложений продуктов коррозии, и поэтому разрушение напоминает эрозию. Иногда, в присутствии в среде сероводорода, пораженная поверхность может быть покрыта тонкой серой пленкой продуктов разрушения. От нафтеновокислотной коррозии страдает главным образом оборудование установок АВТ: трубы и печные двойники на выходе радиантных секций печей, корпуса ректификационных колонн в зоне ввода горячей струи, оборудование вакуумного блока в случае переработки нефти с высоким содержанием нафтеновых кислот 0,3—3,0%.

Химические реакции, лежащие в основе коррозии под действием нафтеновых кислот, рассмотрены ранее.

На характер и интенсивность такой коррозии влияет ряд факторов: химическая природа кислот, их концентрация в нефти, температура, скорость потока, состав коррозионной среды.

Наиболее агрессивными являются кислоты с относительно небольшим углеводородным радикалом и соответственно низкой молярной массой — до 300 г/моль. Ho и в нефтях, содержащих кислоты с молярной массой выше 410 и даже 500 г/моль, также наблюдается нафтеновокислотная коррозия. По мере повышения молярной массы кислот их агрессивность снижается.

Агрессивность нефти повышается по мере роста концентрации нафтеновых кислот. О концентрации нафтеновых кислот в нефти судят по кислотному числу, которое коррелирует с агрессивностью нефти в интервале значений 50—680 мг КОН/100 г нефти.

Кислотное число — это масса гидроксида калия, необходимого для полной нейтрализации 100 г нефти или нефтепродукта. Оно определяется методом титрования.

Опасность нафтеновокислотной коррозии возникает, когда кислотное число среды достигает 50 мг КОН/100 г нефти и становится весьма существенной при 90 и более мг КОН/100 г нефти.

Зависимость скорости коррозии от температуры носит экстремальный характер, причем положение экстремума определяется концентрацией в среде нафтеновых кислот и их молярной массой. Независимо от химического состава и концентрации кислот при комнатной температуре коррозия не наблюдается. Она становится ощутимой при температуре 220°С и достигает максимума при 280—300°С. Далее ее скорость падает, и при температуре 400°С она практически не фиксируется. Это связано с термическим разложением нафтеновых кислот при высоких температурах. Высокомолекулярные нафтеновые кислоты подвергаются термическому разложению с образованием непредельных углеводородов и кетонов. Этот процесс начинается при 150—300°С и протекает весьма интенсивно при температуре выше 350—400°С.

С повышением скорости и, особенно, турбулентности потока интенсивность поражения резко возрастает за счет увеличения концентрации нафтеновых кислот в приповерхностном слое.

Сероводород, присутствующий в сырье, также может влиять на кинетику нафтеновокислотной коррозии. Предполагается, что сероводород взаимодействует с нафтенатами металлов с вытеснением нафтеновой кислоты из соли:
Коррозия под действием нафтеновых кислот

Поскольку нафтенаты металла находятся не на поверхности раздела металл/среда, а в объеме среды, то сульфид железа также образуется в объеме среды и не может тормозить коррозионный процесс. Вытесненные из нафтенатов кислоты снова воздействуют на металл. Сам сероводород конкурирует с нафтеновыми кислотами. Отмечается, что при одинаковой температуре скорости высокотемпературной сероводородной и нафтеновокислотной коррозии сопоставимы.

Для борьбы с коррозией под действием нафтеновых кислот чаще всего используют «блендинг» — смешивают нефть с высоким содержанием нафтеновых кислот с нефтью, в которой кислотное число ниже 50 мг КОН/100 г. Иногда довольно успешно используют ингибиторную защиту. Если такие возможности отсутствуют, для изготовления элементов оборудования, работающего в опасных условиях, используют сталь 10X17H13M3T. Стали типа 0X13 и Х18Н10Т в условиях нафтеновокислотной коррозии проявляют недостаточно высокую стойкость.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: