В табл. 5.4 приведены данные по нафтеновокислотной коррозии внутренних элементов вакуумной ректификационной колонны. Большинство повреждений в форме сильного питтингообразования и канавок наблюдается в интервале температур 300—350 С. Верх и низ колпачков, выполненных из аустенитных нержавеющих сталей AISI 317 (тарелка 6, 304 С) и AISI 316 (тарелка 7, 338 °С), а также поверхность тарелок снизу были подвержены коррозионному разрушению при конденсации паров, богатых нафтеновыми кислотами.
Таблица 5.4. Конструкционные материалы и коррозионные повреждения внутреннего оборудования вакуумной колонны [7]
№ тарелки | Деталь тарелки | Марка стали (пo AISI) | Темпе ратура, | Общее состояние металла | Коррозионные повреждения | |||
клапаны или колпачки | низ тарелки | опорная стойка тарелки | сливной стакан | |||||
| Колпачок | 410 | 110 | Отличное | Отс. | Отс. | Отс. | Отс. |
2 | Клапан | 410 | 143 | » |
| » | » |
|
3 | » | 410 | 177 | » | » | » |
| » |
4 |
| 410 | 218 | Плохое | Разрушен- на 45 % | Общее утончение вплоть до сквозного разрушения при открытии клапана | Незначительная коррозия | Общее утонение |
5 | Колпачок | 317 | 285 | Отличное | Отс. | Отс. | Отс. | Отс. |
Прокладка каплеотбойника | Сетка проволочная плетеная | 316 | 343 | Плохое | Разрушена на 40 % | » | Сильный питтинг | » |
6 | Колпачок | 317 | 304 |
| Сильный питтинг, 35 % | Питтннги по всей ннжией стороне | Отс. |
|
7 |
| 316 | 338 | » | То же, 45 % | То же | » |
|
8 | > | 316 | 360 | Отличное | Отс. | Отс. |
|
|
9 | > | 316 | 393 | » | » | » | » | » |
Скорость коррозии углеродистой стали в месте ввода сырья, где происходит испарение (380°С), достигает 20 мм/год |4].
В табл. 5.5 приведены результаты промышленных коррозионных испытаний различных конструкционных материалов при перегонке нефти, содержащей нафтеновые кислоты [7]. Как следует из приведенных данных, легирование хромом до 13 % (сталь марки AISI 410, соответствующая по составу стали 08X13) не обеспечивает необходимой стойкости к коррозионному разрушению, Удовлетворительной стойкостью к общей коррозии обладают хромоннкелевые стали аустенитного и аустенитно-ферритного класса марки AISI 316 и AISI 309 (аналоги сталей 08Х18Н10 и 20Х23Н13). Сенсибилизация и стабилизирующий отжиг значительно снижают коррозионную стойкость по отношению к нафтеновым кислотам.
Использование сталей типа 18-8 возможно лишь при отсутствии хлоридов в перерабатываемом сырье.
Для защиты от нафтеновокислотной коррозии рекомендуется использовать высоколегированную сталь X17H13M3T. Медь и медные сплавы не приемлемы, так как подвергаются коррозии при 150 °С. Устойчивы против нафтеновокислотной коррозии алюминий и алюминиевые сплавы (не содержащие медь). Однако их использование ограничено по механическим свойствам и свариваемости. Кроме применения стойких материалов и ограничения скоростей потоков имеются следующие методы снижения коррозионной агрессивности нафтенсодержащего сырья [5]: смешение кислых нефтей с нефтями, не содержащими нафтеновые кислоты;
предварительное удаление нафтеновых кислот путем испарения при температурах, ниже которых они не агрессивны.
нейтрализация нафтеновых кислот раствором Са(ОН)2 или NaOH с последующим удалением нафтенатов кальция и натрия с водным отстоем, Однако этот метод не нашел практического применения, так как помимо усложнения производственного процесса сопровождался нежелательным занесением кальциевых соединений в остаточные продукты перегонки.
Таблица 5.5. Результаты промышленных коррозионных испытаний при переработке сырья, содержащего нафтеновые кислоты
Место установки образцов | Технологической поток | Температура, С | Кислотное число, мг КОН на 100 г | Скорость коррозии, мм/год | ||||
углеро- дистая сталь | 4Сr--0,5 Мо | AISI 410 | AISI 306 | AISI 316 | ||||
Атмосферная колонна | Сырье атмосферной колонны | 349 | 30 - 80 | 1,52 | 0,08 | 0,03 | 0,03 | 0.03 |
Всасывающая линия насоса | Дизельная фракция | 274 | 30 60 | 0.13 | 0,05 | 0,03 | 0,03 | 0,03 |
Линия ввода | Отбензиненная нефть | 321 | 90 -110 | 0,13 | 0,10 | 0.05 | 0,03 | 0.03 |
Трансферная линия | Сырье вакуумной колонны | 427 | 90 - 110 | 2,97 | 0,81 | 4,22 | 0,03 | 0.05 |
Всасывающая линия насоса | Легкий вакуумный газойль | 177 | 70 - 100 | 0,10 | 0,08 | 0,03 | 0,03 | 0,03 |
Линия выкида насоса | Тяжелый вакуумный газойль | 282 | 60 - 130 | 0,46 | 0,40 | 0,43 | 0,10 | 0,03 |
| Газойль для промывки вакуумной колонны | 393 | 50 - 70 | 1,24 | 0,15 | 0,08 | 0,08 | 0,08 |
Трансферная линия | Вакуумный остаток | 371 | 50 - 70 | 0,68 | 0,28 | 0,10 | 0,05 | 0,05 |