Problemy korozyjne w przemyśle rafineryjnym

• Autorzy: Ptak Stefan , Pomykała Kamil

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2022.04.07

Warianty tytułu

EN

Corrosion problems in the refinery industry

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Problemy korozji atmosferycznej i korozji związanej z oddziaływaniem różnych mediów w procesach technologicznych oraz towarzysząca im ochrona antykorozyjna metali występują we wszystkich dziedzinach techniki. Korozja atmosferyczna powoduje największe straty ekonomiczne spośród wszystkich znanych rodzajów korozji, a podstawowe znaczenie dla jej przebiegu ma tlen, który jako akceptor elektronów wywiera zasadniczy wpływ na korozję metali. Następnym czynnikiem mającym wpływ na korozję jest woda, która gromadzi się na powierzchni metali. Obecność ciekłej warstewki wody na powierzchni metalu powoduje absorpcję obecnych w atmosferze agresywnych substancji korozyjnych i znaczne przyspieszenie korozji. Kolejnym związkiem chemicznym mającym wpływ na korozję jest dwutlenek węgla, który charakteryzuje się wysoką rozpuszczalnością w wodzie, przez co tworzy z zawartą w powietrzu wodą roztwory kwaśne. Spośród czynników fizycznych podstawowe znaczenie dla przebiegu atmosferycznej korozji metali mają temperatura i jej zmiany oraz ruch powietrza. Korozja powoduje niszczenie materiałów pod wpływem chemicznej lub elektrochemicznej reakcji z otaczającym środowiskiem i/lub na skutek działania mikroorganizmów, a biorąc pod uwagę geometrię i umiejscowienie obszarów zmian korozyjnych oraz uwarunkowania zachodzących zjawisk wyróżnia się różne rodzaje korozji. Zjawisko korozji jest wszechobecnym zagrożeniem wpływającym na prace instalacji technologicznych zarówno rafinerii, jak i powiązanych z nią zakładów petrochemicznych. Korozja jest ogólnie definiowana jako stopniowe niszczenie materiałów zachodzące między ich powierzchnią a otaczającym środowiskiem. Koncerny rafineryjne i petrochemiczne na ochronę przeciwkorozyjną przeznaczają ogromne środki finansowe, jako że niekontrolowana korozja instalacji technologicznych prowadzi do znacznych strat w produkcji oraz do wzrostu kosztów utrzymania i napraw. W artykule scharakteryzowano powstawanie korozji atmosferycznej i korozji związanej z przerobem ropy naftowej w instalacjach technologicznych. Opisano rodzaje korozji i mechanizm jej powstawania. Zaprezentowane zostały sposoby zapobiegania korozji w instalacjach technologicznych przerobu ropy naftowej – ze szczególnym uwzględnieniem ochrony antykorozyjnej związanej ze stosowaniem inhibitorów korozji do ciągłego dozowania. W dalszej części artykułu, na przykładzie dwóch instalacji, przedstawiono sposoby ochrony antykorozyjnej przy użyciu inhibitorów korozji oraz metodyki badań analitycznych procesów korozji.

EN

The problems of atmospheric corrosion and corrosion related to the impact of various media in technological processes and the accompanying anti-corrosion protection of metals occur in all fields of technology. Atmospheric corrosion causes the greatest economic losses among all known types of corrosion, and fundamental to the course of atmospheric corrosion is oxygen, which as an electron acceptor has a major influence on the corrosion of metals. Electrochemical corrosion processes cannot occur without oxygen. Another factor influencing corrosion is water accumulating on the surface of metals. The presence of a liquid layer of water on the metal surface causes the absorption of aggressive corrosive substances present in the atmosphere and a significant acceleration of the corrosion rate. Another chemical compound that affects corrosion is carbon dioxide, which is highly soluble in water and forms acidic solutions with the water in the air. Among the physical factors, temperature and its changes, as well as air movement are of fundamental importance for the course of atmospheric corrosion of metals. Corrosion causes destruction of materials as a result of chemical or electrochemical reactions with the surrounding environment and/or as a result of the action of microorganisms, and taking into account the geometry and location of the areas of corrosion changes and the conditions of the occurring phenomena, different types of corrosion are distinguished. The phenomenon of corrosion presents a ubiquitous threat, affecting the running of technological installations of both refineries and related petrochemical plants. Corrosion is generally defined as the gradual deterioration of materials between their surface and the surrounding environment. Refining and petrochemical concerns spend enormous financial resources on anti-corrosion protection as uncontrolled corrosion of technological installations leads to significant production losses and an increase in maintenance and repair costs. The article describes the formation of atmospheric corrosion and corrosion associated with the processing of crude oil in technological installations. The types of corrosion and the mechanism of its formation are described. Ways of preventing corrosion in technological installations of crude oil processing are presented, with particular emphasis on corrosion protection related to the use of corrosion inhibitors for continuous dosing. In the further part of the article, on the example of two installations, methods of anticorrosion protection using corrosion inhibitors and methodologies for analytical testing of corrosion processes are presented.

Słowa kluczowe

PL

korozja atmosferyczna; korozja; rafineria

EN

corrosion; atmospheric corrosion; refinery

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 78, nr 4
• Strony: 312--323
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys.

Twórcy

autor

Ptak Stefan

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Pomykała Kamil

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Al-Sabagh A.M., Abd-El-Bary H.M., El-Ghazawy R.A., Mishrif M.R., Hussein B.M., 2012. Corrosion inhibition efficiency of heavy alkyl benzene derivatives for carbon steel pipelines in 1 M HCl. Egyptian Journal of Petroleum, 21(2): 89–100. DOI: 10.1016/j.ejpe.2012.11.003.
• Barton K., 1976. Protection against atmospheric corrosion: theories and methods. John Wiley & Sons, London, New York, Toronto.
• Farahbod F., 2012. Investigations to find appropriate range of pH and a new replacement for hydrazine to protect corrosion in steam-tanks of petrochemical industries. Engineering Failure Analysis, 22: 38–49. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2012.01.003.
• Gaździk B., 2016. Procesy korozyjne w rafineriach i zapobieganie ich skutkom poprzez stosowanie inhibitorów korozji. Nafta-Gaz, 72(3): 198–206. DOI: 10.18668/NG.2016.03.07.
• Gaździk B., Kempiński R., Gaździk A., Pomykała K., 2019. Innowacyjne inhibitory korozji do strumieni węglowodorowych w kopalniach ropy naftowej i w rafineriach. Nafta-Gaz, 75(6): 356–372. DOI: 10.18668/NG.2019.06.07.
• Głuszko M., 1997. Korozja atmosferyczna konstrukcji stalowych i stalowych ocynkowanych w otoczeniu elektrowni węglowych. Metody ochrony. IV Seminarium Naukowo-Techniczne Zakopane, 18–20 czerwca 1997: 20–28. <https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/31/005/31005436.pdf> (dostęp: kwiecień 2022).
• Głuszko M., 2008. Zagadnienia ochrony antykorozyjnej konstrukcji stalowych oraz urządzeń elektroenergetycznych eksploatowanych w warunkach atmosferycznych. Prace Instytutu Elektrotechniki,235: 1–173.
• Grossman, P.R., 1978. Investigation of Atmospheric Exposure Factors that Determine Time-of-Wetness of Outdoor Structures. [W:]
• Coburn S.K. (ed.), Atmospheric Factors Affecting the Corrosion of Engineering Materials. Wyd. ASTM STP, American Society for Testing and Materials, 5–16.
• Groysman A., 2006. Anti-Corrosion Management, Environment and Quality at the Oil Refining Industry. <https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.621.1465&rep=rep1&type=pdf> (dostęp: marzec 2021).
• Groysman A., 2017. Corrosion Problems and Solutions in Oil Refining and Petrochemical Industry. Springer International Publishing, Switzerland. DOI: 10.1007/978-3-319-45256-2.
• Harrell B.G., Pollard D.G., Zetlmeisl M.J., Stark J.L., Ziegler R.J., McElhinney M., 2007. Corrosion inhibitor. Baker Hughes Incorporated. US 2007119747A1.
• Harrison R.M. (ed.), 2014. Pollution causes effects and control. The Royal Society of Chemistry Publishing, Cambridge, UK, 1–557.
• Kladkaew N., Idem R., Tontiwachwuthikul P., Saiwan Ch., 2011. Studies on Corrosion and Corrosion Inhibitors for Amine Based Solvents for CO2 Absorption from Power Plant Flue Gases Containing CO2, O2 and SO2. Energy Procedia, 4(19): 1761–1768. DOI: 10.1016/j.egypro.2011.02.051.
• Kurita Europe. Środki antykorozyjne zapobiegają korozji i zapewniają ochronę. <https://www.kurita.eu/pl/-corrosion-inhibitors>(dostęp: marzec 2021).
• Mandal T., Sharma M., Shanti P., Yadav A., Arora A.K., Puri S.K., Mazumdar S.K., Suresh R., 2019. Corrosion inhibitor composition for pipelines. United States Patent Application Publication; Pub. No.: US 2019/0031944 A1.
• Marcus P. (ed.), 2011. Corrosion Mechanism in Theory and Practice. Third Edition. CRC Press, Boca Raton, London, New York, 1–941.
• Moreno W.E.G., Dias Ponzi G.G., Machado Pereira Henrique A.A., de Oliveira Andrade J.J., 2019. Review of Studies on Corrosion of Steel by CO2, Focussed on the Behaviour of API Steel in Geological CO2 Storage Environment. Materials and Geoenvironment, 66(3):149–172. DOI: 10.2478/rmzmag-2019-0017.
• Pawłowska B., Olszewska J., 2006. Problemy korozji w rafinerii. [W:] Surygała J. (red.). Ropa naftowa: właściwości, przetwarzanie, produkty. Vademecum rafinera. WNT, Warszawa: 540–560.
• Saji V.S., Umoren S.A., 2020. Corrosion Inhibitors in the Oil and Gas Industry. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 1–437. DOI: 10.1002/9783527822140.
• Schulz W., 1999. Korozja atmosferyczna z punktu widzenia ochrony przed korozją określoną normą DIN EN ISO 12944. Inżynieria Powierzchni, 4: 30–38.
• Surowska B., 2002. Wybrane zagadnienia z korozji i ochrony przed korozją. Politechnika Lubelska.
• Van Oeteren K.A., 1980. Korrosionsschutz durch Beschichtungsstoffe Bond 1. Carl Hanser Verlag, München–Wien.
• Wolf H.A., Cao F., Blum S.C., Schilowitz A.M., Ling S., McLaughlin J., Nesic S., Jin P., Bota G., 2015. Method for identifying layers providing corrosion protection in crude oil fractions. United States Patent, Patent No.: US 9,140,640 B2.
• Akty prawne i dokumenty normatywne
• ASTM G185-06; Standard Practice for Evaluating and Qualifying Oil Field and Refinery Corrosion Inhibitors using the Rotating Cylinder Electrode.
• NACE 1D182-2005 Wheel Test Method Used for Evaluation of Film-Persistent Corrosion Inhibitors for Oilfield Applications.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).