Вестник Удмуртского университета. Серия 4. Физика и химия, 2006, № 8

 
ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 
3
ХИМИЯ 
 
2006. № 8

 
Физическая и органическая химия 
 
 
УДК 620.197.3 
 
А.И. Алцыбеева,  В.В. Бурлов,  Г.Ф. Палатик,  В.Л. Соколов 
 
ПРИНЦИПЫ ИНГИБИТОРНОЙ ЗАЩИТЫ ОБОРУДОВАНИЯ 
УСТАНОВОК ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ 
 
Исследованы коррозионные разрушения сталей в аппаратах действующих установок 
переработки нефти Киришского НПЗ. Обоснованы новые принципы системы ингибиторной защиты оборудования первичной переработки нефти. 
 
Ключевые слова: коррозионные разрушения, установки переработки нефти, ингибиторная защита. 
 
Углеводородорастворимые ингибиторы коррозии являются составной частью общепринятой в мировой практике системы химико-технологической защиты оборудования первичной переработки нефти, включающей наряду с ними 
обессоливание и обезвоживание нефти, защелачивание сырья и обработку верхних ионов атмосферных колонн нейтрализаторами [1-4]. В мировом производстве углеводородорастворимые ингибиторы составляют около 30% объема, при 
этом наибольшее количество (~70%) применяется в нефтепереработке. 
При разработке основных принципов и научно обоснованной системы 
ингибиторной защиты установок первичной переработки нефти следует 
учесть следующие главные моменты: 
• 
химический класс ингибиторов; 
• 
рабочую концентрацию ингибиторов при применении; 
• 
схему подачи ингибиторов в аппараты установок. 
Наибольшую часть в мировом производстве ингибиторов, предназначенных для защиты оборудования первичной переработки нефти, составляют 
амиды (диамиды), имидазолиновые основания и их смеси, являющиеся основой большинства современных промышленных ингибиторов [2; 3]. 
В настоящее время на отечественном рынке ингибиторов для установок 
переработки нефти представлены следующие промышленные продукты, относящиеся к амидо-имидазолиновому классу: 
• 
Геркулес 30617 фирмы ЗАО «Колтекс интернешнл» (Россия); 
• 
Петротеки 1200 и 1203, Сепакорр НТ фирмы Бейкер-Петролайт 
(США); 
• 
Додиген 481 фирмы Клариант (Германия); 
• 
Кемеликс 1123 фирмы Ай-Си-Ай Кемеликс (Великобритания); 
• 
Кор Клиар 178 фирмы Клиарвотер (США); 
• 
ЕС 1021В фирмы Налко-Экссон (США). 

А.И.Алцыбеева, В.В.Бурлов, Г.Ф.Палатик, В.Л.Соколов 
2006. № 8 
 
ХИМИЯ

4

Все перечисленные ингибиторы прошли опытно-промышленные испытания в сопоставительных условиях на установке АВТ-2 ПО «КИНЕФ» [2; 5]. 
Не останавливаясь подробно на результатах испытаний, отметим, что все ингибиторы в рабочих концентрациях, рекомендованных фирмами, не обеспечивали высокую степень защиты стали. Для достижения степени защиты не 
менее 90% требовалось увеличение рабочей концентрации в 1,5-2 раза: в 
среднем с 5-10 до 10-20 ррm. 
Установлено, что ингибиторы амидо-имидазолинового ряда защищают углеродистую сталь от общей коррозии и не препятствуют развитию локальных 
коррозионных поражений [2, 6, 7]. Более того, в ходе промышленных испытаний 
было зафиксировано образование питтингов на углеродистой стали Ст20 при 
подаче ингибиторов в концентрациях, рекомендованных фирмами [2; 5-7]. 
Для всех ингибиторов амидо-имидазолинового класса характерно «старение», то есть изменение технических и физико-химических характеристик во 
времени: расслоение продуктов, ухудшение растворимости в бензинах, резкое 
(иногда на порядок) снижение защитных свойств [2; 6; 7]. Подобные явления 
зафиксированы не только нами [2; 6; 7], но и рядом других авторов [3; 8-13]. 
Причины «старения» и способности амидо-имидазолиновых ингибиторов 
вызывать питтинги на сталях достаточно подробно обсуждены [2; 6; 7]. В краткой формулировке основные причины «старения» сводятся к протеканию в готовых продуктах реакций гидролиза и конденсации, приводящих к осадкообразованию, расслоению продуктов, увеличению склонности к мицеллообразованию в 
водной фазе, снижению адсорбционной способности и защитных свойств.  
Все промышленные амидо-имидазолиновые ингибиторы, молекулярная 
масса которых, как правило, более 300, в концентрации, используемой в промышленных условия (~10 ррm), находятся в водно-солевой фазе в мицеллярной форме, что также снижает их эффективность. 
В результате «старения» изменяется гидрофобно-гидрофильный баланс 
молекул, увеличивается склонность к мицеллообразованию, что в совокупности 
со снижением адсорбционной способности уменьшает их эффективность. Нами 
установлено, что подобные процессы начинаются в промышленных продуктах 
уже примерно через 3 месяца хранения [6; 7], что и определяет необходимость 
увеличения рабочей концентрации ингибитора примерно в 1,5-2 раза. 
Основной причиной способности амидо-имидазолиновых ингибиторов 
вызывать питтинги на сталях является то, что в интервале рН переработки 
нефти 5,5-6,5 они преимущественно тормозят анодную реакцию ионизации 
металла и не замедляют, а некоторые даже ускоряют катодную реакцию восстановления 
деполяризаторов. 
Из-за 
особенностей 
коррозионноэлектрохимического поведения амидо-имидазолиновых ингибиторов в интервале рН 5,5-6,5 они относятся к категории опасных ингибиторов, особенно 
при применении в концентрации, недостаточной для подавления коррозии 
стали при повышении агрессивности технологической среды. 
До появления на мировом и отечественном рынках промышленных ингибиторов новых химических классов, лишенных недостатков амидоимидазолинового ряда, в системе ингибиторной защиты установок первичной 
переработки нефти следует увеличить рабочую концентрацию амидоимидазолинов до 20 ррm. 

Принципы ингибиторной защиты … 
ХИМИЯ 
 
2006. № 8

5

А.И.Алцыбеева, В.В.Бурлов, Г.Ф.Палатик, В.Л.Соколов 
2006. № 8 
 
ХИМИЯ

6

Принципы ингибиторной защиты … 
ХИМИЯ 
 
2006. № 8

7

 
Рис. 1. Общая схема переработки нефти  
на эвапорационной и атмосферной колоннах: 
1 – сырьевой насос; 2 – теплообменники; 3 – конденсаторы-холодильники;  
4 – горячий насос; 5 – холодильники; 6 – печь  [4] 
 

 
Рис. 2. Стабилизационная колонна (установка АВТ-2 ) 

А.И.Алцыбеева, В.В.Бурлов, Г.Ф.Палатик, В.Л.Соколов 
2006. № 8 
 
ХИМИЯ

8

 
Рис. 3. Колонны вторичной ректификации (установка АВТ-2) 
 
 

 
Рис. 4. Вакуумная колонна (установка АВТ-6)  

Принципы ингибиторной защиты … 
ХИМИЯ 
 
2006. № 8

9

Существует и другой путь – комбинирование амидо-имидазолиновых 
соединений с ингибиторами питтингообразования. Однако этот способ значительно сложнее, т.к. возникает необходимость поиска ингибиторов питтингообразования (желательно из промышленных продуктов) и проведения опытно-промышленных коррозионных испытаний комбинированного ингибитора. 
Традиционная схема ингибиторной защиты установок первичной переработки нефти предусматривает подачу ингибиторов в шлемовые линии эвапорационной и атмосферной колонн, при этом может быть обеспечена защита 
лишь конденсационно-холодильного оборудования по верхнему тракту и в 
меньшей степени верхней части колонн. 
Опыт эксплуатации установок первичной переработки нефти и результаты многолетних промышленных коррозионных испытаний конструкционных материалов в действующем оборудовании свидетельствуют о необходимости пересмотра традиционной схемы ингибиторной защиты. 
В табл. 1 обобщены данные проведенных нами промышленных коррозионных испытаний углеродистой стали Ст20 и стали 08Х13 (основного материала плакирующего слоя) в действующем колонном оборудовании установок первичной переработки нефти ПО «КИНЕФ». Здесь же приведены данные по температурным режимам эксплуатации колонн, сведения о зафиксированных случаях коррозионного растрескивания сварных швов, околошовных 
зон и плакирующих слоев колонн и о полной замене колонн. Продолжительность испытаний – от 1,7 до 2,3 года.  
Металлические образцы загружались в аппараты по окончании ремонта 
(перед пуском установки в эксплуатацию) и выгружались после пропаривания 
при вскрытии аппаратов перед следующим ремонтом. Ранее нами было показано, что по результатам промышленных испытаний в описанном цикле эксплуатации установок можно оценивать коррозионные поражения сталей под воздействием в основном технологических сред и условий рабочего режима. 
Из данных табл.1 следует, что общая скорость коррозии сталей в рабочем режиме эксплуатации установок завода за редким исключением (атмосферный блок) не превышает 0,05-0,06 мм/год, что, казалось бы, является хорошим показателем. При такой скорости коррозии глубина поражений толстостенных аппаратов (до 40 мм) за счет воздействия коррозионных факторов 
в рабочем режиме для установок, эксплуатирующихся более 30 лет, не должна превышать 1,5-2 мм. 
Однако на всех сталях, в том числе углеродистой Ст20, во всех аппаратах при испытаниях в рабочем режиме зафиксировано образование питтингов, глубина которых в сопоставлении с общей коррозией весьма значительна, 
в особенности на стали 08Х13 – основном плакирующем материале колонн. 
Несложный расчет показывает, что при толщине плакирующего слоя стали 
08Х13 4-6 мм углубляющийся питтинг, даже при неизменной скорости его 
развития (табл.1), мог полностью разрушить плакировку до основного металла за 25-30 лет эксплуатации колонн и явиться главной причиной коррозионного растрескивания, наблюдавшегося во всех колоннах, изготовленных с 
плакирующимися слоями (табл. 1). В колоннах из однослойных сталей про

А.И.Алцыбеева, В.В.Бурлов, Г.Ф.Палатик, В.Л.Соколов 
2006. № 8 
 
ХИМИЯ

10

блем, связанных с коррозионным растрескиванием, не отмечено. Однако значительная язвенная коррозия нижних днищ в них наблюдалась. 
Величины скоростей коррозии и виды коррозии во всех колоннах первичной переработки нефти (вверху и внизу колонн) требуют пересмотра традиционной схемы ввода ингибиторов только в шлемовые линии эвапорационной и атмосферной колонн и определения новых точек подачи ингибиторов. 
На рис.1 представлена общая принципиальная схема переработки нефти на эвапорационной и атмосферной колоннах (из [4]). Точки ввода ингибитора обозначены стрелкой и знаком «ИК» с соответствующим номером в 
скобках. Кроме традиционных точек ввода (1) и (3) соответственно в шлемовые линии эвапорационной и атмосферной колонн предлагаются: 

• 
точки (2) и (4) ввода ингибитора в линии орошения обеих колонн 
соответственно; 
• 
точки (5), (6) и (7) ввода ингибитора в атмосферную колонну через 
циркуляционное орошение. При этом ингибитор защищает центральную часть атмосферной колонны и с технологическими потоками поступает в колонны-стриппинги, защищая их от коррозии (по 
температурным режимам, по-видимому, в основном К-3/1 и К-3/2). 
На рис. 2 и 3 представлены общие принципиальные схемы стабилизационной колонны и колонн вторичной ректификации бензинов установки 
АВТ-2 (для примера). Температурные режимы эксплуатации колонн (табл.1) и 
технологические потоки определяют следующие точки ввода ингибиторов: 
• 
в шлемовые линии (точки 1); 
• 
в сырье (точки 2); 
• 
в линии орошения (точки 3). 
Возможен также дополнительный ввод ингибитора в точки (4) – после 
теплообменников (через «горячую» струю). 
На рис.4 представлена принципиальная схема вакуумной колонны установки АВТ-6 (для примера). Температурные режимы эксплуатации колонны 
(табл.1) и технологические потоки определяют возможность ввода ингибитора в шлемовую линию (точка 1), в верхнее и среднее циркуляционное орошение (точки 2 и 3). 
В соответствии со схемой переработки нефти, технологическими и товарными потоками [4] особое внимание при разработке и освоении новой 
схемы ингибиторной защиты должно быть уделено определению остаточного 
количества ингибитора во влажной прямогонной керосиновой фракции (продукт «керосинового» стриппинга) и в сухой керосиновой фракции (после 
электроразделителей). При наличии ощутимой остаточной концентрации ингибитора в сухой керосиновой фракции проверяется её влияние на физикохимические и эксплуатационные показатели прямогонного авиационного топлива и проводятся квалификационные испытания топлива. 
По данным фирм-разработчиков промышленных ингибиторов, применяемых в настоящее время на российских НПЗ, амидо-имидазолиновые ингибиторы 
не оказывают влияния на активность и селективность катализаторов гидроочист

Принципы ингибиторной защиты … 
ХИМИЯ 
 
2006. № 8

11

ки, риформинга и других процессов и не изменяют физико-химические и эксплуатационные показатели остальных товарных продуктов современного НПЗ. 
 
Выводы 
1. С учетом  коррозионно-электрохимических особенностей промышленных 
ингибиторов амидо-имидазолинового класса и их склонности к «старению», рабочую концентрацию при их применении рекомендуется увеличить в 1,5-2 раза (до 15-20 ррm). 
2. С учетом реальных скоростей коррозии углеродистых сталей и стали 
08Х13 при эксплуатации установок первичной переработки нефти в рабочем режиме считаем целесообразным изменить систему подачи ингибиторов в колонны установок. Кроме традиционных точек ввода ингибитора в 
шлемовые линии эвапорационной и атмосферной колонн предлагается подавать ингибитор: 
• в линии орошения эвапорационной, атмосферной, стабилизационной 
и колонн вторичной ректификации бензинов; 
• в линии циркуляционного орошения атмосферной колонны; 
• в сырье и шлемовые линии стабилизационной колонны и колонн вторичной ректификации бензинов; 
• в шлемовую линию, верхнее и среднее циркуляционное орошение вакуумной колонны. 
 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
1. Брегман Дж. Ингибиторы коррозии / Пер. с англ. Л.: Химия, 1966. 270с. 
2. Бурлов В.В., Алцыбеева А.И., Парпуц И.В. Защита от коррозии оборудования НПЗ. СПб.: Химиздат, 2005. 248с. 
3. Ингибиторы коррозии. Т.2. Диагностика и защита от коррозии нефтегазопромыслового 
оборудования 
под 
напряжением 
/ 
Н.А.Гафаров, 
В.М.Кушнаренко, Д.Е.Бугай и др. М.: Химия, 2002. 367с. 
4. Баннов П.Г. Процессы переработки нефти: Учеб.-метод. пособие. М.: 
ЦНИИТЭНефтехим, 2000. Т.1. 224с. 
5. Гошкин В.П., Бурлов В.В. Оценка эффективности антикоррозионной защиты установок первичной переработки нефти // Нефтепереработки и 
нефтехимия. 2001. № 3. С.27-28. 
6. Altsybeeva A.I., Burlov V.V., Kuzinova T.M. et al. Amide-imidazoline Corrosion Inhibitors: Peculiarities of  Вehavior in Water-petroleum Еnvironments // 
Proc.of the 10th Europ. Symp.on corr. inhib. Ann. Univ. Ferrara, N.S. Sez. 
2005, Vol.2. P. 551-558. 
7. А.И.Алцыбеева, В.В.Бурлов, Т.М.Кузинова и др. Особенности поведения 
амидо-имидазолиновых ингибиторов коррозии в водно-углеводородных 
средах // Коррозия: материалы, защита. 2006. № 1. С.25-30. 
8. Lahodny-Sarc О. Corrosion inhibitors in oil and gas production // Proc. Of the 
6th Europ. Symp. on Corrosion Inhibitor. 16-20th September. Ferrara. 1985. 
Р.1313-1329. 

А.И.Алцыбеева, В.В.Бурлов, Г.Ф.Палатик, В.Л.Соколов 
2006. № 8 
 
ХИМИЯ

12

9. Martin J.A., Valone F.W. The Existence of Imidasoline Corrosion Inhibitors // 
Corrosion. 1985. Vol. 41, №5. Р.281-287. 
10. Martin J.A., Valone F.W. Spectroscopic Techniques of Quality Assurance of Oil 
Field Corrosion Inhibitors // Corrosion. 1985. Vol. 41, №8. Р.465-473. 
11. Dougherty J.A., Ouide Alink B.A.M. A Study of the Interaction of Imidazoline 
Corrosion Inhibitors with Elemental Sulfur // 9th European symp. on corrosion 
inhibitors. Ann. Univ. Ferrara. 2000. Sez. V. Suppl. №11. Р.925-940. 
12. Dougherty J.A., Oude Alink B.A. Corrosion Inhibitors of Mild Steel in Natural 
Gas Systems containing Elemental Sulfur, H2S and CO2 // Proc. Of the 7 th 
European Symp. on Corrosoin Inhibitors. Ann. Univ.Ferrara. 2000. Sez. V. 
Suppl. № 9. P.1299-1311. 
13. Mok W.J., Jenkins A.E., Gamble C.G. // Localized Corrosion and Inhibitor Selection // Int. Symp “Corrosion Science in the 21st Сentury”. Manchester 6-11. 
July 2003. V.6. Paper C 072. 
 
Поступила в редакцию 26.06.06 
 
 
A.I.Altsybeeva, V.V.Burlov, G.F.Palatik, V.L.Sokolov 
Principles of inhibitor protection of the primary oil processing units’ equipment 
 
Corrosion destruction of steels in devices of operating units of Kirishi oil refinery was investigated. New principles of inhibitor protection system of the primary oil processing 
equipment are established. 
 
Алцыбеева Алла Ивановна 
Бурлов Владислав Васильевич 
Палатик Галина Федоровна 
ОАО «Всероссийский научно-исследовательский институт нефтехимических 
процессов» 
192148, Россия, Санкт-Петербург,  
Железнодорожный пр., д.40 
E-mail: altsybeeva@yandex.ru 
             burlov@yandex.ru 
             palatik1953@yandex.ru 
 
Соколов Владимир Леонидович 
ООО «ПО «Киришинефтеоргсинтез»» 
187110, Россия, г.Кириши, Ленинградская обл.,  
ш. Энтузиастов, д.1 
E-mail: Sokolov_V_L@kinef.ru