Korózia v rafinérii a jej riešenie 46th International Conference of Petroleum Processing
Miroslav Michvocík Jún 2013, Bratislava
Korózne mechanizmy v rafinérii Podľa API 571 Plošná alebo lokalizovaná korózia • HCl, NH4Cl korózia • HF/H2SO4 korózia • NH4HS korózia – alkalická „kyslá“ voda • Korózia kyslých vôd • Vysokoteplotná H2/H2S korózia • Korózia nafténových kyselín • Korózia chladiacich vôd • Dealloying • Erózia-korózia
Dealloying monelových etáží
Korózne mechanizmy v rafinérii Podľa API 571
Korózne praskanie • v prostredí chloridov • v prostredí amínov • v prostredí lúhov • v prostredí vlhkého H2S (+H2) • v prostredí polytio- kyselín Korózne praskanie v prostredí chloridov
Korozivita rôp • Látky spôsobujúce koróziu – – – – – –
Soli prítomné v rope, najmä Mg a Ca Organicky viazaný chlór Organické kyseliny, Nafténové kyseliny Síra – H2S, RSH, heterocyklické zlúčeniny Organicky viazaný dusík Látky spôsobujúce zanášanie aparátov – kovy, asfaltény
Korozivita rôp
Spracovanie ropy „Včera, dnes a zajtra“
• Včera: – všeobecne spracovávanie ľahkých, nízkosírnych rôp – výrobné jednotky projektované na určitý druh ropy
• Dnes: – rafinérie spracovávajú rôzne typy dostupných rôp, – začínajú sa presadzovať aj alternatívne druhy (ropné piesky, ropné bridlice - „frakovanie“) – výrobné jednotky – snaha o flexibilitu pri spracovaní ropy
• Zajtra: – v dlhodobom horizonte prevaha alternatívnych druhov rôp – výrobné jednotky – prispôsobovanie dizajnu dostupnéme poolu rôp
Výber spracovávanej ropy •
Geopolitické vplyvy – Konflikty – Embargá – „Privieranie kohútikov“
•
Okrem dostupnosti vplyv na ceny!
Ekonomické vplyvy – Cena ropy, vrátane logistických nákladov – Výťažky produktov, náklady na spracovanie – Výsledná profitabilita spracovania
•
Logistika – Dostupnosť – možnosť dopraviť nakúpenú ropu do rafinérie
•
Existujúce technológie – Schopnosť spracovať danú ropu • Technologické aspekty – výťažky, kapacity jednotlivých uzlov, podmienky, dostatok vodíka atď. • Environmentálne aspekty – emisie, obsah síry v produktoch
Kategorizácia rôp • • • •
Ľahké ropy – API hustota > 30° Ťažké ropy - API hustota < 30° Sladké „sweet“ ropy – obsah síry < 0,5 % hm. Kyslé „sour“ ropy – obsah síry > 1 % hm. – TAN > 0,5 mg KOH/g ropy
• Alternatívne/nekonvenčné ropy – Ropné piesky a smoly – Kanada, Rusko, Kazachstan – Extra ťažké ropy – Orinoco Venezuela – „Frakovanie“ ropných bridlíc - USA
Korozivita rôp Ropa
API hustota
Obsah S
Ďalšie látky
Pôvod
Urals
31,7°
1,35
N
Rusko
Azeri Light
34,8°
0,15
-
Azerbajdžan
Brent Blend
38,3°
0,37
-
GB
Forcados
30,8°
0,16
Vysoká acidita
Nigéria
Arab Heavy
27,7°
2,87
-
Saudská A.
Boscan
10,1°
5,7
Vysoká acidita
Venezuela
Western Canadian
20,3°
3,43
Ni, V, N, acidita
Kanada
Riešenie koróznych problémov
Urals
Projekt technológie
• Správny dizajn technológie – Výber vhodného materiálu – Procesné parametre: teplota, tlak.... – Spracovávaná ropa – Kapacity - veľkosti aparátov a potrubí
• Dizajn vs. flexibilita – Zmena presadenia jednotiek - erózia/fouling – Zmena spracovávanej ropy
Forcados
Riešenie koróznych problémov Procesné parametre
• •
•
Podmienky umožňujúce priebeh koróznych dejov Prevádzkovanie pri projektovaných parametroch Dizajn vs. flexibilita – Zmena presadenia jednotiek - erózia/fouling – Zmena technologického režimu – destilačné rezy
Riešenie koróznych problémov Chemické prísady
• Inhibítory korózie – Riešenie následkov, nie príčin – Zmiernenie dôsledkov resp. rýchlosti korózie – Sú efektívne iba pre niektoré typy korózie • Neutralizačné amíny – HCl korózia • Inhibítory – H2S korózia, korózia nafténových kyselín • Biocídy – korózia chladiacich vôd
• Disperzanty, deemulgátory – Potláčanie zanášania aparátov – Zlepšenie odsoľovacieho procesu
Závery •
Dostupnosť ľahkých nekorozívnych rôp klesá
•
Spracovávanie ťažších a kyslých rôp je bežná prax ⇔ prispôsobenie konštrukčných materiálov, technológií – konverzné procesy
•
Z dlhodobého hľadiska podiel alternatívnych rôp bude narastať ⇔ vývoj efektívnych technológií na ich spracovanie vrátane protikoróznej ochrany
•
Technológie – prispôsobovanie dostupnému poolu rôp – nové technológie dizajnované na nové podmienky
Otázky ?