В оборотных водах Киришского НПЗ (общее солесодержание 600—850 мг/л, хлоридов—80—130 мг/л, сульфатов—200— 400 мг/л) эффективна композиция 5 мг/л ОЭДФ + 7,5 мг/л Zn2+, при этом pH оборотной воды должно составлять 6,5—8, температура 60 °С. Латуни указанная композиция не защищает [75].
Используются также композиции АМФ/ОЭДФ, полифосфат/ОЭДФ, полифосфат/ортофосфат и др. (рис. 10.8). Сравнительная оценка защитного действия гексаметафосфата натрия (I), триполифосфата натрия (II), тетранатрийпирофосфата(III), ортофосфата натрия(IV), АМФ(V) и ОЭДФ(VI) в отношении коррозии стали показала, что для охлаждающих систем наиболее перспективны ингибиторы I, IV и V [77].
За рубежом обработка охлаждающей воды в течение 9 лет фосфатсодержащими ингибирующими композициями проводилась на 10 системах охлаждения нефтехимических заводов Великобритании, Франции, ФРГ, Бельгии, Греции [78]. Состав и условия применения приведены в табл. 10.5.
Все системы охлаждения, в которых проводились испытания, выполнены из углеродистой стали. При наличии медных сплавов вводили ингибиторы коррозии меди. Для предотвращения микробиологического загрязнения осуществляли хлорирование. На 5 установках воду обрабатывали цинк-полифосфатным ингибитором с добавкой в качестве диспергирующего агента лигносульфоната или смеси фосфата и полиакрилата. Значение pH изменялось в пределах 6,3—8,3, щелочность 20—200 мг/л. Концентрация полифосфатов в воде составляла 3,5—8 мг/л (в расчете на РО3-4). Эта обработка обеспечивала защиту систем охлаждения от коррозии и накипеобразования: коррозия углеродистой стали носила равномерный характер и не превышала 0,05 мм/год. Метод обработки позволял поддерживать общую концентрацию бактерий в охлаждающей воде на уровне 10 000—40 000. Поскольку утечки нефти создают благоприятную среду для роста микроорганизмов, применяли повышенные концентрации Сl2 и NaCIO, при этом снижался pH до 5,5 и ниже, интенсифицировался процесс гидролиза полифосфатов и уменьшалась эффективность ингибитора.
В трех системах использовали цинк-полифосфатный ингибитор с добавлением фосфоната, полиэфира и поли карбоновой кислоты в качестве ингибиторов зарастания, а полиакрилата — в качестве диспергирующего агента, pH охлаждающей воды составлял 7,5—8,0, щелочность 75—250 мг/л, концентрация ионов цинка 2—4 мг/л. При этом скорость коррозии снижалась до 0,05—0,13 мм/год и носила общий характер. При pH выше 8,2 скорость коррозии возрастала за счет интенсивного осаждения Zn(ОH)2 и образования отложений. Осаждение Zn(ОH)2 создавало благоприятные условия для протекания подшламовой коррозии. При использовании этой композиции pH воды должно быть на 1,5—2 единицы выше, чем pH осаждения СаСО3, но не более 8—8,2. При низкой скорости потока воды и высокой температуре происходило выпадение накипных отложений, а также общее загрязнение аппаратов.
Рис. 10.8. Влияние соотношения АМФ/ОЭДФ (а), полифосфат/ОЭДФ (б) и полифосфат/фосфат (в) в ингибирующей композиции на скорость коррозии углеродистой стали (условия: суммарная концентрация компонентов 15 мг/л; рH 7,5 (а, в) и 7 (б); температура 50 С [50]
Таблица 10.5. Состав и условия применения фосфатсодержащих ингибирующих композиций на зарубежных заводах [78]
Характеристика системы | Состав ингибирующей композиции | |||
цинк — поифосфат — лигносульфонат | цинк — полифосфат — фосфонат — полиакрилат | цинк — полифосфат — лигнополиэфир (или поликарбоновая кислота) — полиакрилат | полифосфат — фосфонат — полиакрилат (или полималеиновая кислота) | |
Скорость воды в трубках, м/с | 1 | 0.9-2 | 0,3-1,3 | 0,6-2,5 |
Максимальная температура поверхности трубок, °С | 60 | 60 | 65 | 60 |
Источники подпитки | Умягченная артезианская вода | Речная или артезианская вода | Смесь умягченной и артезианской (или речной) воды | Речная или артезианская вода |
Са2+ (в расчете на СаСО3) | 300-400 | 200-500 | 350-720 | 70-500 |
Индекс Ланжелье | -1,5-1,0 | — 1,5 -1,65 | -0,54-2,3 | -0,54-1,7 |
Индекс Ризнера при 60 °С | 8,5—9 | 4,7-9 | 3,7-7,1 | 5,2-8 |
Остаточная скорость коррозии, мм/год | 0,025 | 0,050 | 0,05—0,13 | 0,025-0,09 |
Наличие загрязнений оборотной воды | Загрязнение системы нефтью, затрудняющее химическую обработку, стимулирующее питтинговую коррозию и биокоррозию; повышенная концентрация хлора снижает pH и ускоряет гидролиз поли фосфатов | Загрязнение системы нефтью | Загрязнение системы нефтью; низкая скорость воды; высокая температура, стимулирующая накипеобраэоваиие и загрязнение | Загрязнение системы нефтью; низкая скорость воды; высокая температура |
В двух системах в качестве ингибитора коррозии применялся полифосфат, ингибитора накипеобразования — фосфонат, диспергатора — полиакрилат или полималеиновая кислота, pH охлаждающей воды находился в пределах 7—8,5, щелочность 30—300 мг/л, концентрация полифосфатов 2,5—15 мг/л, ортофосфатов 0,9—6,0 мг/л. Коррозия протекала со скоростью 0,025—-0,08 мм/год и носила равномерный характер.
В целом проведенные испытания [78] показали высокую эффективность цинк-фосфатсодержащих ингибирующих композиций.