【موضوع هفتگی】 خوردگی تجهیزات دستگاه‌های تقطیر با فشار و بدون فشار چند نوع است؟

کلریدها و سولفیدهای موجود در نفت خام، در حین فرآیند تقطیر، در اثر گرما تجزیه یا هیدرولیز می‌شوند و هیدروژن کلرید و هیدروژن سولفید، همچنین اسیدهای آلی و سایر مواد خورنده را تولید می‌کنند که باعث خوردگی تجهیزات و لوله‌کشی‌ها می‌شوند. در فرآیند سوختن نفت سوختی یا گاز سوختی در کوره‌های گرمایشی، دودهای با دمای بالا حاوی SO2 و SO3 تولید می‌شود. در بخش‌های کم‌دمای کوره، این دودها همراه با رطوبت موجود در هوا، در نقاط نقطه شبنم، متراکم شده و باعث خوردگی ناشی از اسید سولفوریک می‌گردند. اقدامات ضدزنگ: ۱. آمیختن، ۲. کنترل سرعت و حالت جریان، ۳. توجه به محافظت در فرآیند تولید، ۴. توجه به انتخاب مواد مناسب

۱. خوردگی نوع HCl-H2O و HCl-H2S-H2O در نواحی با دمای پایین (۱) علت: وجود نمک در نفت خام؛ هیدرولیز نمک منجر به تولید HCl می‌شود. (۲) محل وقوع: بالای برج‌های فشار کم و متوسط، و همچنین در دستگاه‌های خنک‌کننده مانند رادیاتورهای هوایی و آبی در سیستم‌های خنک‌کننده بالای برج، در نواحی با دمای پایین که حاوی آب مایع هستند. (۳) اقدامات ضدخوردگی در فرآیند عبارتند از: «یک خارج‌سازی و سه تزریق»:
۱) خارج‌سازی نمک و آب از نفت خام به روش الکترولیتی.
۲) تزریق آمونیاک در خط استخراج محصولات از بالای برج.
۳) تزریق مواد ضدخوردگی در خط استخراج محصولات از بالای برج.
۴) تزریق آب قلیایی در خط استخراج محصولات از بالای برج.

۲. خوردگی ناشی از گوگرد در دماهای بالا:
(۱) دلیل: نفت خام حاوی گوگرد است؛ ترکیبات فعال گوگردی (گوگرد خالص، هیدروژن سولفید، تولوئن) می‌توانند با آهن واکنش دهند. خوردگی ناشی از گوگرد از دمای حدود ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد شروع می‌شود و با افزایش دما تشدید می‌گردد؛ شدیدترین خوردگی در دماهای ۳۴۰ تا ۴۳۰ درجه سانتی‌گراد رخ می‌دهد. (۲) محل وقوع: لوله‌های خروجی کوره فشار معمولی و خطوط انتقال روغن، صفحات بالا و پایین ورودی برج فشار معمولی، خطوط انتقال روغن از کوره کاهش فشار به برج کاهش فشار، دیواره برج و اجزای داخلی در بخش ورودی، ته برج کاهش فشار، خطوط انتقال نفت خام با فشار کم، اختزال‌کننده‌های حرارتی نفت خام با فشار کم و غیره.
(۳) اقدامات ضدخوردگی: عمدتاً شامل بهبود کیفیت مواد و آزمایش خوردگی سیستم است.

۳. خوردگی ناشی از اسید سیکلوهگزانیک در نواحی دارای دمای بالا
(۱) علت: وجود اسید (اسید سیکلوهگزانیک) در نفت خام؛ در دماهای مشخص، اسید سیکلوهگزانیک با آهن واکنش می‌دهد.
در دمای ۲۳۰ تا ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد، واکنش خوردگی اسید سیکلوهگزانیک با آهن به صورت زیر است:
۲RCOOH + Fe → Fe(RCOO)₂ + H₂
در دمای ۳۳۰ تا ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد، اسید سیکلوهگزانیک با گوگرد واکنش داده و FeS تشکیل می‌شود؛ واکنش به صورت زیر است:
۲RCOOH + FeS → Fe(RCOO)₂ + H₂S
Fe + H₂S → FeS + H₂

(۲) محل وقوع: خطوط انتقال روغن در فشار معمولی و کاهش فشار، خروجی کوره‌های فشار معمولی و کاهش فشار، دیواره برج در بخش ورودی برج‌های فشار معمولی و کاهش فشار، خطوط مربوط به کاهش فشار و غیره.

(۳) اقدامات ضدخوردگی:
۱) افزودن مواد خاص به نفت خام
۲) خنثی‌سازی با قلیا
۳) بهبود کیفیت مواد
۴) استفاده از مواد مهارکننده خوردگی
۵) فناوری‌های نظارت و پیش‌بینی خوردگی

خوردگی گوگردی، خوردگی الکتریکی، خوردگی قلیایی، خوردگی اسید سیکلوهگزانوئیک.

عمدتاً خوردگی الکتروشیمیایی، خوردگی گوگردی

ارتباطی با روغن‌های فرآوری‌شده دارد. نفت خام کم‌گوگرد و کم‌اسید، عملاً خورنده نیست ； در موادی با گوگرد و اسید بالا، خوردگی نفتالیک و خوردگی ناشی از گوگرد وجود دارد.

اقدامات ضدخوردگی را می‌توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد: بهبود مواد و ضدخوردگی از طریق فرآیندها. مهار زنگ‌زدگی در فرآیندها به معنای انجام صحیح عملیات «یک خارج کردن و چهار وارد کردن» است: راه‌اندازی صحیح فرآیند دستگاه تصفیه الکتریکی، وارد کردن آب، آمونیاک، مواد مهارکننده زنگ، و قلیا (با استفاده انتخابی) ； از نظر خود دستگاه، لازم است مواد تشکیل‌دهنده آن بهبود یابد و دستگاه و لوله‌ها با مواد مقاوم‌تر در برابر خوردگی جایگزین شوند.

نمک‌های موجود در نفت خام، باعث خوردگی تجهیزات می‌شوند؛ این پدیده عمدتاً به دلیل کلرید منیزیم و کلرید کلسیم ایجاد می‌گردد. آن‌ها در شرایط معین به راحتی تجزیه شده و هیدروژن کلرید تولید می‌کنند. هیدروژن کلرید بسیار فرار است و در برج تقطیر، همراه با فراورده‌های سبک و بخار آب، به بالای برج صعود می‌کند. هنگامی که دما به زیر نقطه رویش آب می‌رسد، هیدروژن کلرید به مقدار زیاد در آب حل شده و اسید کلریدریک تشکیل می‌دهد؛ این امر باعث خوردگی شدید در قسمت‌هایی مانند سقف برج در فشار جوی، خطوط ته‌نشینی فراورده‌ها، تجهیزات خنک‌کننده فراورده‌ها و سیستم‌های خلأ‌سازی مرحله اول و دوم برج کاهش فشار می‌شود.

هیدرولیز نمک‌ها منجر به ایجاد اسیدهای غیرآلی و اسیدهای آلی حلقوی می‌شود؛ همچنین، در صورتی که سوخت مورد استفاده در کوره‌های گرمایشی از نوع روغن سوختی باشد، معمولاً از روغن‌های حاصل از فرآیندهای تقطیر بدون تصفیه برای تأمین سوخت استفاده می‌شود. دود حاصل از احتراق این روغن‌ها می‌تواند باعث خوردگی ناشی از نقطه رطوبت دود شود.

تا جایی که من می‌دانم، خوردگی‌های شدید ناشی از فشار کم و زیاد چند نوع هستند: ۱. خوردگی ناشی از دمای پایین در بالای برج؛ محل‌هایی که این خوردگی رخ می‌دهد عبارتند از صفحات بالای برج، دیواره‌های برج و سیستم‌های خنک‌کننده گازهای بالای برج. ۲. خوردگی ناشی از شستشو، در نواحی روغن‌های سنگین با دمای بالا، به‌ویژه هنگام کارکرد طولانی‌مدت و با بار سنگین تجهیزات، مانند قسمت‌های پیچ لوله‌های ورودی بخاری. ۳. خوردگی ناشی از تنش: در بخش‌هایی که گاز موجود در بالای برج از آنجا عبور می‌کند، شکست‌های ناشی از خوردگی تنشی در جوش‌های سردشده به وضوح قابل مشاهده است. ۴. خوردگی ناشی از نقطه رطوبت دود. اقدامات ضدخوردگی: ۱. بهبود نرخ تصفیه آب از طریق روش الکترودیالیز، ۲. تزریق آب و مواد خورنده در بالای برج، ۳. کنترل دقیق دمای گازهای خروجی، ۴. انتخاب مواد مناسب‌تر برای تجهیزات

بر اساس مشاهدات چند ساله، به زبان ساده، عمدتاً روش‌های زیر وجود دارد: ۱. خوردگی S-HCl در دماهای پایین؛ این پدیده عمدتاً در بخش بالایی توربین رخ می‌دهد. اقدامات کنترلی اصلی شامل تقویت فرآیند حذف نمک (رویکرد ریشه‌ای)، تزریق مواد خنثی‌کننده در بخش بالایی توربین، و کنترل مقدار pH با استفاده از آمونیاک است. ۲. خوردگی نوع S در دماهای بالا در اسید‌های آروماتیک، عمدتاً در بخش بازگشت جریان رخ می‌دهد؛ می‌توان از افزودن مواد کندکننده خوردگی در دماهای بالا استفاده کرد، اما اثر آن ممکن است چندان قابل توجه نباشد. همچنین می‌توان لوله‌ها و تجهیزات را مستقیماً با مدل ۳۱۶L جایگزین کرد. ۳. خوردگی ناشی از هیدروژن سولفید، به‌ویژه خوردگی مس، عمدتاً در اتصالات ستون‌های عملیاتی و سیستم‌های زمین‌گیری مشهود است. ۴. خوردگی ناشی از شستشو در قسمت لوله‌های کوره: باید از لوله‌های کوره با استانداردهای بالا استفاده کرد و تا حد امکان، سرعت جریان محیط داخل لوله‌ها را کاهش داد.
۵. خوردگی در بخش همرفت در کوره‌های گرمایشی: عمدتاً ناشی از خوردگی توسط گوگرد است؛ بنابراین باید دمای گازهای خروجی و میزان گوگرد موجود در سوخت را تحت کنترل نگه داشت. به‌ویژه، دمای گازهای خروجی نباید خیلی پایین باشد؛ در غیر این صورت، لوله‌های کوره به راحتی از بین می‌روند. ۶. خوردگی S پمپ‌های پایین برج؛ در صورت فرآوری نفت خام حاوی گوگرد زیاد، خوردگی این پمپ‌ها بسیار شدید است. علاوه بر این، عواملی مانند سایش نیز وجود دارد، به‌ویژه در بخش‌هایی که جریان نفت از آن‌ها می‌گذرد. دانش ناقصی دارم؛ لطفاً اشتباهاتم را ببخشید