Опытно-промышленные испытания устройства для регулирования ионного состава воды в водооборотной системе НПЗ

На нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях России около 80% аварий и выходов из строя технологического оборудования происходит по причине коррозии его различных узлов. В первую очередь это касается теплообменного оборудования и оборудования систем оборотного водоснабжения. Самым распространенным способом снижения коррозионной активности оборотной воды является ее ингибирование, которое имеет несколько существенных недостатков: использование вредных химических веществ и их попадание со сточными водами в водоемы; загрязнение химическими веществами оборотной воды и интенсивный рост микроорганизмов; локальные коррозионные повреждения металла оборудования вследствие несоблюдения дозировки ингибиторов.

С целью повышения безопасности эксплуатации водооборотных систем промышленных предприятий и снижения затрат на их защиту от коррозии в статье рассматривается возможность регулирования ионного состава оборотных вод, которое позволяет целенаправленно воздействовать на их коррозионную активность. Для регулирования ионного состава воды использована ее магнитогидродинамическая обработка (МГДО), проводимая с помощью специально разработанного устройства. При движении оборотной воды через данное устройство в ней под воздействием силы Лоренца происходит перераспределение ионов ОН^- и Н 3 О⁺, и наличие в среде несбалансированных заряженных частиц приводит к замедлению либо анодной, либо катодной полуреакции коррозионного процесса.

Лабораторные испытания проводили при значении магнитной индукции 0,5 Тл и скоростях потока 0,5; 1,0 и 1,5 м/с. В качестве модели оборотной воды использовали растворы хлорида натрия различной концентрации.

Показано, что при реализации данного подхода происходит существенное снижение скорости коррозии стали 20 в обработанных водных растворах хлорида натрия. Степень защиты стали 20 от коррозии в растворах с минерализацией не менее 3% масс. и скорости прохождения потока через устройство МГДО не менее 1,5 м/с составляет около 90%.

На основании проведенных испытаний выполнены опытно-промышленные испытания метода МГДО для снижения скорости коррозии оборотной воды на нефтеперерабатывающем предприятии. Оборотная вода имела следующий состав: хлориды – 184,0 мг/дм3; нефтепродукты – 0,94 мг/дм3; сульфаты – 265 мг/дм3; жесткость карбонатная 6,46 мг*экв/дм3; жесткость некарбонатная – 12 мг*экв/дм3; рН 7,1; сухой остаток – 832 мг/дм3.

Пилотная установка для разделения потока оборотной воды на поток с избытком Н+ и ОН- отбирала 10% потока воды и перераспределяла поток в два параллельных трубопровода. В потоках фиксировалось изменение рН, окислительно восстановительного потенциала и скорость коррозии (гравиметрическим методом по ГОСТ 9.506-87).

В результате показано, что произошло изменение рН после установки на 0,1 единицу, изменение ОВП на 10-15 мВ. Скорость коррозии в потоках воды показала следующие результаты: скорость коррозии в потоке до МГДО – 0,083 мм/год; скорость коррозии в потоке Н+ – 0,357 мм/год; скорость коррозии в потоке ОН- – 0,011 мм/год.

Опытно-промышленные испытания устройства МГДО показали, что добавление в поток оборотной воды 10% воды обработанной в устройстве МГДО снижает скорость коррозии более чем в 7 раз.