Введение к работе
Актуальность работы. Высокий уровень потерь от коррозии характерен для нефтеперерабатывающей промышленности всех стран Это обусловлено агрессивностью рабочих сред, содержащих сероводород, значительными объемами производств и большой металлоемкостью оборудования (32кг металла в расчете на 1 т сырья) Особое внимание следует обратить на процесс первичной переработки нефти Н28-содержащие среды особо опасны, поскольку способствуют интенсификации коррозионных процессов, включая коррозионное растрескивание (КР)
Для защиты оборудования в этих условиях успешно используют схемы химико-технологической защиты (ХТЗ) с использованием ингибиторов коррозии Однако высокие коррозионные потери требуют повышения эффективности ХТЗ, что делает необходимым разработку новых ингибиторов коррозии Особенно важным становится вопрос разработки технологических аспектов применения ингибиторов в процессе переработки нефти и повышения эффективности их действия посредством активизации массообменных процессов в гидродинамических и неизотермических условиях конденсации продуктов
Цель работы: Разработка методов повышения эффективности химико-технологической защиты (ХТЗ) установок первичной переработки нефти (УППН) при конденсации дистиллятных продуктов атмосферной ректификации нефти посредством разработки и использования ингибиторов сероводородной коррозии на основе четвертичных аммонийных соединений
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи исследований
1 Изучение коррозионной агрессивности среды и массоопередачи при абсорбции коррозионных агентов и ингибиторов в полигетерогенной системе при фазовых равновесиях в неизотермических и гидродинамических условиях конденсации нефтяного дистиллята
-
Определение критериев эффективности ХТЗ в условиях сероводородной коррозии и технологии применения ингибиторов на установках первичной переработки нефти (УППН)
-
Исследование и разработка новых высоко эффективных ингибиторов сероводородной коррозии на основе четвертичных аммонийных соединений
Научная новизна.
-
На основе выявленных закономерностей массопередачи в полигетерогенной системе при формировании жидкой фазы в неизотермических условиях конденсации разработаны представления о механизме образования гетерогенной среды, межфазной абсорбции сероводорода и хлористого водорода, показано, что для данных условий характерна коррозия в тонких пленках влаги при-этом углеводородная фаза выполняет функции «депо» сероводорода
-
Исследовано влияние тепло-массообмена на условия межфазного переноса ингибиторов в гетерогенной коррозионной среде при конденсации нефтяных дистиллятов, разработаны принципы солюбелизации ингибитора коррозии посредством использования растворителей с заданными физико-химическими свойствами
-
Впервые изучено влияние химической структуры четвертичных аммонийных соединений (ЧАС) общей формулы [C6H5CH2NRi(R2)(R.3)]+Cr, на их защитные свойства Установлено, что эффективность ингибитора может быть адекватно описана двухпараметровыми корреляционными уравнениями на основе принципа линейности свободных энергий с помощью f-констат гидро-фобности и а -констант Тафта Полученные уравнения свидетельствуют о позитивном влиянии введения в молекулу гидрофобных и электроноакцепторных заместителей
-
На основании данных РФЭ-спектроскопии показано, что при ингибиро-вании стали, в средах содержащих высокие концентрации сероводорода, ЧАС на ее поверхности образуется тонкая наноразмерная пленка сульфидов железа, покрытая мономолекулярным слоем ингибитора
5 Предложен и испытан новый ингибитор сероводородной коррозии, синтезированный на базе дифинилгуанидина - ИФХАН-91, в композиции с ЧАС, который способен эффективно защищать оборудование первичной переработки нефти от коррозионного разрушения
Практическая ценность
-
Разработана технология химико-технологической защиты конденсационного оборудования установок первичной переработки нефти с использованием ЧАС и солюбелизирующих растворителей (катализаторов межфазного переноса) не требующих применения нейтрализующих агентов
-
Получены данные для прогноза коррозионной агрессивности дистиллятов в зависимости от температурных условий работы ректификационных колонн, а также содержания сернистых и хлорорганических соединений
-
В работе определены пути целенаправленного подбора и синтеза эффективных ингибиторов коррозии и наводороживания стали в H2S - содержащих средах на базе ЧАС Нами разработан новый эффективный ингибитор на базе дифинлгуандина - ИФХАН-91, в композиции с ЧАС, который обладает высокой эффективностью защиты и значительным последействием в кислых сероводородсодержащих средах, что открывает хорошую перспективу их практического применения при защите оборудования нефтепереработки нефти и нефтедобычи
Апробация работы.
Материалы диссертации были представлены на международной конференции "Физико-химические основы новейших технологий 21 века" в ИФХЭ РАН (Москва 2005 г), на научно-технической конференции Ангарской государственной технической академии «Современные технологии и научно-технический прогресс» (Ангарск 2001,2007 г)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ, в том числе статей в рецензируемых изданиях-5, тезисов докладов на конференциях -2
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и библиографии Работа изложена на 123 страницах, содержит 26 рисунка и 23 таблиц Список использованной литературы включает 152 наименований работ отечественных и зарубежных авторов
