Источник информации: Эксплуатация, модернизация и ремонт оборудования в нефтепереабатывающей и нефтехимической промышленности. Реферативный сборник
В последние годы в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности наблюдается значительный интерес к использованию сверхкислотных катализаторов. Одним из перспективных направлений использования сверхкислот является процесс изомеризации парафиновых углеводородов в жидкой фазе, в котором в качестве катализатора применяется смесь фтористого водорода и пятифтористой сурьмы [1]. Подбор конструкционных материалов для работы в среде сверхкислотного катализатора представляет собой сложную задачу ввиду агрессивности его воздействия на металлы. Известно, что коррозионная стойкость металлов во фтористом водороде в значительной степени определяется наличием влаги в среде [2—7]. Однако количественная оценка этого фактора в настоящее время практически отсутствует, что значительно затрудняет выбор коррозионностойких металлов для материального оформления оборудования процесса. Поскольку углеводородное сырье для изомеризации парафиновых углеводородов на сверхкислотном катализаторе может содержать разное количество воды, авторами была поставлена задача выяснить влияние содержания воды в малых концентрациях на коррозионную стойкость сталей в средах данного процесса. Коррозионные испытания проводились на образцах сталей марок: 10,12X13,08Х18Г8Н2Т, 08Х22Н6Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 06Х28МДТ на пилотной установке в условиях стадии изомеризации гексаиовой фракции на сверхкислотном катализаторе состава НР— SbF5 при мольном соотношении углеводородов к катализатору 10: 1 и мольном соотношении НР : SbF5 равном 10 : 1. Продолжительность контакта образцов с реакционной средой составляла 100 ч при температуре 20—30°С. В углеводородное сырье, осушенное до 10 мг/кг влаги на цеолитах, вводили дозированные количества воды: 0,01; 0,025; 0,05; 0,125% мае. Как следует из результатов испытаний, приведенных в табл. 1, в среде, содержащей до 10 мг/кг воды, стали 10, 08Х22Н6Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 06ХН28МДТ являются весьма стойкими (характеризуются баллом 2—3 по ГОСТ 13819—68), в то время как стали 12X13 и 08Х18Г8Н2Т подвергаются равномерному коррозионному разрушению, т.е. являются в данных условиях пониженно стойкими (балл 7). При увеличении концентрации воды в среде до 0,01% мае. скорость коррозии углеродистой стали возрастает до 0,20 мм/год (балл 6), а стали 08Х22Н6Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 06ХН28МДТ еще -являются стойкими. При дальнейшем увеличении концентрации воды в среде скорость коррозии легированных сталей возрастает до 0,25—0,60 мм/год (балл 6—7) Коррозионная стойкость сталей в следах содержащих фтористый водород, связана с образованием на поверхности образцов защит ной пленке фторидов, не растворимых в плавиковой кислоте [7]. На поверхности исследованных образцов после испытаний наблюдалось образование тонкого плотного слоя продуктов коррозии. Идентификация продуктов коррозии была проведена методом рентгенофазового анализа на дифрактометре ДРОН-20 с использованием FеК? -излучения. Установлено, что основной фазой поверхностной пленки на образцах из углеродистой стали является фторид железа Fе2F5 • 7Н20. Коррозионные испытания были также проведены в стационарных условиях в среде чистого катализатора в автоклавах из нержавеющей стали с внутренней фторопластовой изоляцией с выдержками при 25 и 240°С в течение 100 и 10 ч, что соответствовало технологическим условиям на стадии регенерации катализатора. Соотношение между объемом коррозионной среды и поверхностью образца испытуемого металла составляло 8—9 мл раствора на 1 см2 поверхности. Автоклав заполнялся средой на 3/4 объема. Результаты испытаний приведены в табл. 2. Из рассмотрения данных следует, что все стали, независимо от степени легирования, имеют высокие скорости и являются в данных условиях испытания малостойкими (балл 8, 9).. Полученные результаты согласуются с данными авторов [2, 5—7], которые исследовали коррозионную стойкость сталей в промышленных условиях производства фтористого водорода. Защита оборудования на стадии регенерации катализатора достижима на Основе применения покрытий из неметаллических материалов — пентапластов и фторлонов [8], которые являются устойчивыми в средах растворов фтористого водорода и фтористых солей при температурах выше 50°С. На основании результатов испытаний коррозионной стойкости сталей на стадии изомеризации гексановой фракции парафинов при условии тщательной осушки углеводородов на цеолитах (т. е. при содержании влаги менее 10 мг/кг) для материального оформления оборудования процесса, в частности реактора и сепаратора, может быть рекомендована углеродистая сталь.