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Título: Efeito do tipo de neutralizante e ponto de injeção no processo corrosivo do sistema de topo da torre de destilação atmosférica de petróleo
Título(s) alternativo(s): Effect of neutralizer type and injection point in the corrosion process of the overhead system of the atmospheric distillation tower of crude oil
Autor(es): Marques, Delaney Gomes
Orientador(es): Borges, Paulo César
Palavras-chave: Permutadores térmicos
Aço-carbono - Corrosão
Corrosão e anticorrosivos
Neutralização (Química)
Inibidores químicos
Tubulação
Petróleo - Refinarias
Metalurgia
Heat exchangers
Carbon steel - Corrosion
Corrosion and anti-corrosives
Neutralization (Chemistry)
Chemical inhibitors
Piping
Petroleum refinaries
Metallurgy
Data do documento: 26-Set-2022
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: MARQUES, Delaney Gomes. Efeito do tipo de neutralizante e ponto de injeção no processo corrosivo do sistema de topo da torre de destilação atmosférica de petróleo. 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022.
Resumo: Os trocadores de calor do sistema de topo da torre de destilação atmosférica apresentam problemas severos com corrosão por condensação de ácido clorídrico. Esse trabalho tem como objetivo estudar o efeito do tipo de neutralizante e do seu ponto de injeção na corrosão do sistema de topo da torre. Os tipos de neutralizantes diluídos na água de lavagem foram amina e/ou água acre. A amina neutralizante é uma solução aquosa de dimethylethanolamine, usualmente conhecida como DMEA, comprada de um fornecedor de aditivos químicos especialista na área de petróleo e gás. Enquanto a água acre é uma solução rica em amônia que é gerada na unidade fluidizada de craqueamento catalítico (FCC) da própria refinaria. A água de lavagem com neutralizante foi injetada na tubulação de saída do topo da torre ou nas tubulações de entrada dos trocadores de calor. A combinação do tipo de neutralizante e o ponto de injeção foi dividida em cinco experimentos. Em cada experimento, a taxa de corrosão uniforme foi monitorada por meio do uso de sondas de resistência elétrica (RE) instaladas na tubulação de saída do topo da torre e num trocador de calor. Também foram utilizados cupons de corrosão na região de entrada, retorno e saída de produto no trocador de calor para mapeamento da taxa de corrosão por perda de massa. Durante os experimentos, a variação do teor de cloreto, pH e teor de ferro foram monitorados a partir da análise da água condensada do sistema de topo que acumulada no vaso separador. Em teores de cloreto médio variando entre 135 e 195 ppm os neutralizantes DMEA ou água acre controlaram o pH em 5,5 a 6,5 e de 6,5 a 7,5 respectivamente, mas não conseguiram controlar a corrosão do sistema de topo da torre. A corrosão no trocador de calor foi inferior a 0,125 mm/ano com a injeção de água acre na tubulação de topo da torre, mas ele provocou uma corrosão localizada alta na tubulação. Em teores de cloreto médio próximo de 50 ppm, o neutralizante DMEA foi mais eficiente do que a água acre na redução da taxa de corrosão do sistema de topo da torre quando injetado na entrada do trocador de calor e pH médio controlado entre 6,5 e 7,5. A injeção conjunta de DMEA mais água acre na tubulação apresentou o melhor desempenho dentre todos os experimentos de neutralização. No entanto são necessários mais estudos com um tempo maior de exposição a este experimento.
Abstract: The heat exchangers of the overhead system of the atmospheric distillation tower have severe problems with hydrochloric acid corrosion. This work aims to study the effect of the type of neutralizers and its injection point on the corrosion of the overhead system of the distillation tower. The types of neutralizers diluted in the washing water were amine and/or sour water. The amine is an aqueous solution of dimethylethanolamine, commonly known as DMEA, purchased through the bidding process from a chemical additive supplier specializing in the oil and gas field. While sour water is an ammoniarich solution that is generated in the refinery’s catalytic cracking fluidization (FCC) unit. The washing water with the neutralizer were injected into the outlet pipe from the top of the tower or into the heat exchanger inlet pipes. The combination of the neutralizer type and the injection point was divided into five experiments. In each experiment, the uniform corrosion rate was monitored using electrical resistance (RE) probes installed in the outlet pipe at the top of the tower and in a heat exchanger. Corrosion coupons were also used in the region of entry, return and output of product in the heat exchanger to map the corrosion rate by mass loss. During the experiments, the variation in the chloride content, pH, and iron content were monitored from the analysis of the condensed water from the overhead system that accumulated in the separator vessel. At average chloride levels ranging from 135 to 195 ppm, DMEA or sour water FCC controlled pH at 5.5 to 6.5 and 6.5 to 7.5 respectively, but could not control distillation tower overhead system corrosion. The corrosion in the heat exchanger was less than 0.125 mm/year with the injection of sour water FCC added to the distillation tower overhead systems, but this condition caused high localized corrosion in the pipe. At average chloride levels close to 50 ppm, the DMEA neutralizer was more efficient than sour water FCC in reducing the corrosion rate of the overhead system when injected into the heat exchanger inlet pipes that controlled medium pH between 6.5 and 7.5. The conjoined injection of DMEA plus sour water FCC in the pipe presented the best performance among all neutralization experiments. However, further studies are needed with a longer time of exposure to this experiment.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31534
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