Технология получения ингибитора коррозии и солеотложения для теплообменного оборудования

АННОТАЦИЯ

На основании проведенных исследований разработан - технологический регламент, произведен подбор местных сырьевых ресурсов для получения ингибиторов коррозии и солеотложений из исходного сырья выпускаемых в ОАО «Навоиазот» с целью ускорения внедрения, доступности и экономических, экологических соображений.

ABSTRACT

Based on the conducted research, the technological regulations were developed, and local raw materials were selected for obtaining corrosion inhibitors and salt deposits from the raw materials produced in JSC Navoiazot in order to accelerate the implementation, availability, and economic and environmental considerations.

Ключевые слова: ингибитор, коррозия, солеотложение, скорость коррозии, теплообменное оборудование.

Keywords: axial oil, lubricant, composition, composition, four-ball friction machine.

Ускоренное развитие нефтегазовой промышленности оказывает влияние на научно-технический прогресс в области техники и технологии буровых работ и переработки нефти, в которых реализуются процессы добычи, транспорта и переработки с использованием природных вод различного состава[3,6].

Рост числа вовлекаемых в разработку новых газовых и газоконденсатных, нефтяных месторождений и заводов по их переработке, а также ввод газопроводов и комплексных станций требует применения экономически эффективных методов и технических средств по предотвращению явлений коррозионного воздействия на скважинное, промысловое, транспортное, теплообменное оборудование и трубопроводы [1,2].

Характер протекания коррозии зависит от присутствующих в коррозионной среде ионов. При этом основное влияние на коррозию оказывают анионы, реже - катионы. Ионы, содержащиеся в растворе, разделяют на активаторы и ингибиторы [7].

Анионы-активаторы Сl-, Вг-, I- и некоторые другие могут нарушать пассивное состояние металла или препятствовать его возникновению,  разрушая фазовую пленку оксида либо вытесняя с поверхности металла адсорбированный кислород.

Катионы-активаторы - это ионы металлов, имею­щих переменную валентность, например ионы двух- и трехвалентного железа, одно- и двухвалентной меди [4, 5].

В результате проведенного анализа технологических возможностей Ферганского нефтеперерабатывающего завода, пришли к выводу, что для получения ингибитора коррозии и солеотложения марки «Гидролизованный полиакрилонитрил с мочевиной щелочностью» (ГПМЩ) можно использовать установку производства ингибитора без строительства новой опытной установки. Это позволит ускорить внедрение и выпуск новой продукции ингибитора коррозии и солеотложения.

Ингибитор коррозии и солеотложений типа «ГПМЩ», представляющий из себя ПАВ композицию на основе гидролизованного полиакрилонитрила и уротропина, получают 2-х стадийным методом (рис.-1). Первая стадия состоит в получении побочного продукта гидролизованного полиакрилонитрила гидролизом отхода волокна полиакрилонитрила «Нитрон» с применением водного раствора щёлочи едкого натра NaOH. Вторая стадия состоит в растворении концентрированного раствора гидролизованного полиакрилонитрила дистиллированной водой до необходимой концентрации и введении в композицию ингибитора коррозии мочевину.

Рисунок 1. Принципиальная технологическая схема установки получения ингибитора солеотложения и коррозии «ГПМЩ»

Краткое описание технологического процесса. Технологическим процессом предусмотрено проведение следующих технологических операций:

- подготовка сырья и реагентов;

- загрузка сырья и реагентов в варочный аппарат М-1;

- перекачка промежуточного продукта гидролизованного полиакрилонитрила из варочного аппарата М-1 и загрузка сырья и реагентов в смешивающий аппарат (реактор)  М-2;

- слив готовой продукции в тару.

Процесс приготовления ингибитора коррозии и солеотложений «ГПМЩ» заключается в синтезе гидролизованного полиакрилонитрила (ГИПАН), гидролизом полиакрилонитрила (ПАН) раствором щёлочи едкого натра NaOH, разбавлении гидролизованного полиакрилонитрила (ГИПАН) дистиллированной водой и смешение с мочевиной. После синтеза композиция передается к затариванию.

Подготовка сырья и реагентов. Подготовка сырья и реагентов заключается в проверке компонентов на соответствие их требованиям качества, приготовлении их растворов требуемой концентрации и загрузке в дозаторы мерники.

Установка состоит из следующих линий:

- линия подачи раствора щёлочи NaOH (едкий натр) из емкости Е-1 в варочный аппарат М-1;

- загрузка отхода волокна полиакрилонитрил (ПАН) в варочный аппарат М-1;

- линия перекачки гидролизованного полиакрилонитрила (ГИПАН) в реактор М-2 по схеме М-1→Н-2→М-2;

- линия подачи дистиллированной воды H₂O в реактор М-2 из мерника Е-2;

- линия подачи раствора Мочевина из мерника Е-3 в реактор М-2.

Загрузка сырья и реагентов в варочный аппарат М-1. Закачка сырьевых компонентов в мерники осуществляется из сырьевых ёмкостей при помощи соответствующих насосов.

Подача компонентов в варочный аппарат из мерников производится самотеком в следующем порядке:

- сначала в аппарат загружается расчётное количество отхода волокна полиакрилонитрил (ПАН).

- затем при включенном перемешивающем устройстве в аппа­рат поступает расчётное количество раствора едкого натра NaOH из мерника Е-1.

Температуру в аппарате М-1 поднимают до 85-90⁰С при помощи подачи водяного пара в рубашку М-1.

Загрузка сырья и реагентов в аппарат М-2. Закачка сырьевых компонентов в мерники осуществляется из сырьевых ёмкостей при помощи соответствующих насосов.

Подача компонентов в варочный аппарат из мерников производится самотеком в следующем порядке:

- сначала в аппарат М-2 перекачивается из аппарата М-1 при помощи насоса Н-2 расчётное количество приготовленного гидролизованного полиакрилонитрила (ГИПАН).

- далее при включенном перемешивающем устройстве в аппа­рат поступает расчётное количество дистиллированной воды из мерника Е-2.

- затем из мерника Е-3 в аппа­рат поступает расчётное количество раствора мочевины.

После загрузки всех сырьевых компонентов и реагентов в варочный аппарат М-1 начинают процесс варки при температуре 85-90 ⁰С в течении 4-х часов. Реакционную смесь тщательно перемешивают с помощью мешалки и доводят температуру реакционной смеси до 85-90^оС с помощью пара подаваемого в рубашку реактора (М-1). При достижении соответствующей температуры  производят перемешивание в течении 4 часов. В процессе реакции происходит выделение аммиака NH₃ и продукт меняет свой цвет от белого до темно-красного и, наконец, до оранжево-желтого. Реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры. Конец процесса определяется по плотности 1000-1070 кг/м³ и вязкости 1 % водного раствора, в пределах, 10-40 сП (сантипуаз) получаемого продукта, а также исчезновением резкого запаха аммиака.

На второй стадии приготовленный гидролизованный полиакрилонитрил (ГИПАН) в реакторе (М-2), разбавляется необходимым количеством дистиллированной воды и перемешивается. Далее происходит смешение с подаваемым водным раствором мочевины из мерника (Е-3). 

Реакционную массу перемешивают в течение 1 часа. В процессе перемешивания мочевина должна полностью раствориться. Получен­ный продукт представляет собой водный гомогенный раствор светло-жёлтого прозрачного цвета, pH=12. После получения анализов, отвечающих основным требованиям ТУ (рН, плотность, вязкость), можно приступить к сливу ингибитора коррозии и солеотложения  «ГПМЩ» самотеком в расфасовочную  тару.

На основании проведенных испытаний с использованием разработанного ГПЩМ показали, что он эффективно влияет на защиту процессов коррозии и солеотложений работы теплообменного оборудования Ферганского НПЗ, а также рекомендован на промышленные испытания с определением возможности реализации технологической схемы его получения в условий Ферганского НПЗ с целью получению опытной партии расширенного внедрения.

Список литературы:

1. Гольдаде Б.Л., Неверов А.С., Пинчук Л.С. Низкомодульные композиционные материалы на основе термопластов. – Минск: Наука и техника - 1984, - 231 с.
2. Гутман Э.М., Низамов К.Р., Гетманский М.Д., Низамов З.А. Защита нефтепромыслового оборудования от коррозии– Москва, Недра – 1983 - 152 с.
3. Колотыркин Я.М. Электрохимические аспекты коррозии металлов.// Защита металлов. -1984.- Т. 20.- № 1.- С.59 -70.
4. Г.Р. Рихсиходжаева, А.Н. Ризаев, Б.Х. Убайдуллаев, С.Х. Ганиева, Б.А. Сманов. Разработка ингибиторов коррозии и солеотложений для промышленных вод. MONOGRAFIA POKONFERENCYJNA, Science, Research, Development #13, V.02, Berlin (Берлин), 30.01.2019-31.01.2019, стр. 157-162.
5. Рихсиходжаева Г.Р., Ризаев А.Н., Убайдуллаев Б.Х., Ганиева С.Х., Сманов Б.А. Разработка ингибиторов коррозии и солеотложений для защиты стальных конструкций нефтеперерабатывающих предприятий. Меъморчилик ва қурилиш муаммолари, илмий-техник журнали, 2018, №4, Самарқанд-2018, 50-53 стр.
6. Иванов В.Г., Черников Н.А. Водоснабжение и водоотведение промышленных предприятий. - Учебное пособие. – СПб: ООО «Издательство «ОМ-Пресс», 2013. - 592 с.
7. Рихсиходжаева Г.Р., А.Н. Ризаев, Б.Н. Хамидов. Коррозионная стойкость конструкционных материалов в оборотной воде. \\ Materially XVI Międzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji, “Naukowa myśl informacyjnej powieki – 2020”, 07-15 marca 2020 roku. Przemysl Nauka i studia 2020. 127-129 c.