Коррозия металлов в этих условиях может быть снижена при контроле концентрации гидросульфида, применении коррозионно-стойких материалов и исключении попадания кислорода. Концентрация гидросульфида аммония снижается в зоне конденсации путем инжекции расчетного количества воды. Если невозможна инжекция воды, то необходимо использование коррозионно-стойких сплавов. В растворах гидросульфида аммония с концентрацией до 45,% стойки инколой 800, титан и алюминий. Скорость коррозии монель-металла в этих условиях 0,4—0,6 мм/год [31].
Скорость коррозии углеродистой стали увеличивается в присутствии окислителей (табл. 6.7): сульфид-ионов, кислорода и других, которые при взаимодействии с сульфидами в растворе образуют свободную серу и далее полисульфиды, В этой связи подача воды с содержанием кислорода более 0,1 мг/л вызывает коррозию оборудования из углеродистых сталей. Однако окислители подавляют коррозию стали AISI 316, поддерживая пассивное состояние в растворах, содержащих до 45 % гидросульфида аммония.
Значение pH дренажных вод из сепаратов установок гидроочистки весьма важно для обеспечения хорошей зашиты и должно находиться в пределах от 8,3 до 8,9 [32]; при концентрации гидросульфида аммония 5—10 % оно практически составляет 8,5—8,7. Возможные отклонения рН вызываются присутствием во впрыскиваемой воде кислорода. Гидросульфид аммония, как и большинство солей аммония, гигроскопичен, в связи с чем, адсорбируя воду, образует капли, насыщенные гидросульфидом аммония, что является причиной питтингообразования.
Таблица 6.6. Скорость коррозии, мм/год, материалов в водных растворах гидросульфида аммония [30]
93 С, 13.8 МПа, перемешивание со скоростью 500 мин-1 в среде азота
Концентрация NH4HS, % | pH | Углеродистая сталь | Сталь AISI 316 | Инколой 800 | Титан |
10 | 8.3 | 0.04 | 0,01 | 0.01 | 0.003 |
20 | 8,6 | 0,08 | 0,003 | 0,01 | 0.01 |
32 | - | 0,09 | — | — | — |
35 | 8.8 | 0.08 | 0,01 | 0.01 | 0,02 |
41 | — | 11,1 | — | — | — |
45 | 8.9 | 65.9 | 12,3 | 0,02 | 0,02 |
Таблица 6.7. Скорость коррозии, мм/год, материалов в растворах гидросульфида аммония в присутствии окислителя [30]
93 С. 13.8 МПа, перемешивание со скоростью 500 мин-1 в среде азота, содержание Na2SO3Н г/л
Концентрация NH4HS, % | pH | Углеродистая сталь | Сталь A IS I 316 | Инколой 800 | Титан |
10 | 8,3 | 0,18 | 0,02 | 0,02 | 0,02 |
20 | 8,6 | 1,14 | 0.02 | 0,03 | 0.04 |
30 | 8.7 | 2,39 | 0,03 | 0.03 | 0,04 |
45 | 9,0 | 6,1 | 0.02 | 0,02 | 0,02 |
На основании длительных промышленных испытаний образцов [30], загруженных в теплообменники после реактора гидроочистки, установлено, что интенсивное разрушепие металла оборудования — результат коррозии под отложениями. В составе отложений преимущественно присутствует FeS, но если при температурах выше 205—260°С он образуется в результате высокотемпературной коррозии, то при более низких температурах его образование определяется следующими реакциями:
2NH4Cl ↔ 2HCl + 2NH3;
Fe + 2НСl → FeCl2 + Н2↑;
FeCl2 + (NH4)2S → FeS + 2NH4Cl.
Хлорид аммония, вызывая коррозию металла при гидролизе. регенерируется и участвует в дальнейшем взаимодействии с металлом.