JPS59102985A - 石油蒸留装置の防食方法 - Google Patents

石油蒸留装置の防食方法

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JPS59102985A
JPS59102985A JP21226882A JP21226882A JPS59102985A JP S59102985 A JPS59102985 A JP S59102985A JP 21226882 A JP21226882 A JP 21226882A JP 21226882 A JP21226882 A JP 21226882A JP S59102985 A JPS59102985 A JP S59102985A
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petroleum
water
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corrosion
condenser
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JP21226882A
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Kohei Kishi
岸 耕平
Norimasa Kobayashi
小林 徳正
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Kurita Water Industries Ltd
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Kurita Water Industries Ltd
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、石油精製工場や石油化学工場における原油
やナフサ等の石油蒸留装置の防食方法に関する。
石油蒸留装置においては、原油やナフサ等の石油原料を
水蒸気を利用して蒸留しているが、水蒸気I11!Iに
移行する塩化水素、有機酸、硫化水素、炭酸など酸性物
質(以下これを単に酸という)に起因して蒸留塔の塔頂
部、塔頂配管およびコンデンサーの金属材料が腐食する
。特にコンデンサーの初期凝縮部の腐食は著るしい。こ
のような金属の腐食を防止するため、従来は、塔頂配管
にアンモニアを注入して酸の中和を図っていた。そして
アンモニアは100%凝縮水すなわちドレン水のryH
が所定値になるように添加されていた。
しかし、この方法では、ドレン水のpHは所定値であっ
ても初期凝縮部におけるpHは必ずしも所定値に制御さ
れておらず、むし7ろpHが著しく低下しているため、
防食効果は十分でなかった。また、アンモニアの全部ま
たは一部を、アミンに代えて初期凝縮水の中和をはかる
ことが行われているが、添加比率や添加量の制御の基準
がなく、制御ができなかったので、満足した防食効果は
優られなかった。このため、実装置の初期凝縮水をサン
プリングし、そのpH(常温における)を測定する方法
が試みられたが、多大な労力全必要とするだけでなく、
初期凝縮部(凝縮率01程度)の温度におけるpHを得
ることは困難であった。
本発明は、このような状況下に、サンプリングの容易な
最終凝縮水すなわちドレン水の水質分析を行いこれVこ
基いて、石油蒸留装置の防食管理を行うことを目的とす
る。すなわち、本発明は、石油全蒸留塔で加熱し、塔頂
から流出する蒸気全コンデノサーで凝縮し、凝縮液をレ
シーバ−タンクで油水分離し、石油製品とドレン水とを
得る石油蒸留装置の塔頂蒸気ラインに中和剤を添加して
防食を行う方法において、ドレン水または凝縮液の酸濃
度を1llll定し、その値からコンデンサー内の凝縮
水のpF(を求ぬ、そ几しこ基いて中和剤の添加(葎を
制御することを特徴とする石油蒸留装置のl!7j食方
法である。
ドレン水中の酸としては、塩化水素、硫化水素、炭酸、
有機酸などがあり、それぞれの濃度を測定することが望
ましいが、pHを支配すると思わf’Lる主たる酸につ
いて、その濃度を測定してもよい。次に、中和剤の選定
と中和剤の添加濃度の設定を行い、初期凝縮水のp)(
の計算をする。中和剤と1〜では、アンモニアのほか、
ンクロヘキシルアミン、モルホリンなとの揮発性のアミ
ン全[野川することができる。この計算は、蒸気相と液
相との間の気液千命を考慮して溶液の解離平衡に基< 
pHtj>計算を行うものである。
第1図に、ある凝縮率における酸と塩基の気液千両の概
念を示す。第1図においで丸で囲んだCAO,CBOは
、凝縮率ゼロにおける酸および塩基の蒸気相初濃度(水
中換算濃度)を表わ(〜、凝縮率1のとき、すなわち完
全凝縮部における酸および塩基の液相濃度もそれぞれC
AO,Cll0  となる。したがって、CAO,Cl
l0は、実装置のレシーバ−タンク内のドレン水の分析
により求められる。第1図において、CAOは酸の蒸気
相初濃度、CBOけ塩基の蒸気相初濃度、CAGは酸の
蒸気相濃度、CBGは塩基の蒸気相濃度、CALli酸
の液相濃度、Clu、は塩基の液相譲度を表わす。
次に、ある凝縮率γにおける酸、塩基の蒸気相濃度、液
相濃IWおよびこれらによって決定さ几る液相のpHの
関係を概念的に第2図に示す。
第2図において、蒸気相の酸と塩基は、それぞね、独立
に挙動すると考えられ、さらに酸は酸の間で、塩基は塩
基の間でそれぞれ気液平向が成立しなければ在らないと
考えられる。したがって、1111および塩基の気相お
よび液相における濃I13“け、それぞれの見かけの気
液分配係数α″A、αB′によって決定される。このα
′Aすなわち、酸の見かけの気液分配係数は、酸の解離
足載KA、酸の気液分配係数αAおよび液相の水素イオ
ン濃度(Iピ)の関数で表わされ、またαB′すなわち
塩J1(の見かけの気液分配係数は、塩基の解離定数K
n、塩甚の気液分配係数αB および液相の水素イオノ
副目1’j(11+)の関数で表わされる。
また、液相中の酸と塩基の間には、解離平向が成立して
おり、この平#によってp■(が決定される。第2図に
おけるIll Aは、MfJ記した酸の見かけの気液分
配係数αA′と凝縮率γとを考慮して簡略化した係数で
あり、また′rB は、同様に塩基の見かけの気液分配
係数α′B と凝縮率γとを考慮して簡略化した係数で
ある。
上述の関係から、酸および塩基の液相濃度CAt、Cy
u−f関数形式で表わすと次のようになる。
CAr、=fl (r、cAo、KA、αA、(H+)
)  −−−−−−(+)Cnr、=f2(γ、CBO
,KB、αo、(I(+))  ・・・・・・(2)ま
た、求めようとする液相pHすなわち液相の水素イオン
濃度(H+)は (H+) = fs (CAL 、 CBL 、 KA
 、 Kn )    ・・・・・・(3)で表わされ
る。
そして、気液分配平で麹、溶液の解離平衡が成り立つ状
態において(H+)は、前記式(1) 、 (21およ
び(3)を同時に満足する(H+)でなければならず、
この(H+)が求めようとするある研縮部のpJ(=−
fog(H”) ’r 与エル。
なお、KA、KB、αA、αBは温度によって変化する
ため、計算する系の温度に対応した値を用いなければな
らない。
以上の記述は、説明を簡略化するため酸として1成分、
塩基として1成分の場合であるが、多成分tDjn (
Al、A2・Am)オjび塩基(Bl、B2−・−f3
n)の場合は、 CA I t = fo (γ、CAIo、KA1.α
At、()j+月−(lの1)CA2■、” f12 
(r 、C−A2a 、KA2 *αA2.(I(”)
)   (lの2)CArnr、= fxm (γ、c
Amo、Khtn、αA771. (H”))  (I
のm)CBlr、= f2+ (r、CB+osKBl
 、aBl、 0ゼ))−(2ot)CB2L=f22
(r、Cho、KB2.αB2.(I(”)) ・・’
  (2の2)CBnr、=f2n(7−、cBnO,
KBn、aBl、(H”))−(2のn)01+) =
 f3(CAI L、ch2x、・−cAmr、、cn
IL、cn2L、 =−cBnr−KAI 、KA2.
−−−Khm、Knl、KB2 、−・−Knn)−・
・−・(3) で表わさ力2る式の全部を同時に満足する(11+)を
求めればよい。
このようにして求めた凝縮水のpH,特に初期凝縮部(
a−縮率0.O1〜0.1)のpHが防食全行う上で適
正なpH−’′cあれば、初期に設定した中和剤の添加
濃度が適正であることを示し、このpHが適正なpH範
囲からはずれていれば、中和剤の添加量を制御する。こ
こで、中和剤の添加量の制御とは、中和剤を1種類しか
使用していない場合は、その添加量を増減することを意
味し、中和剤を多種類使用している場合は、その除加比
率を変えることとそれぞれの添加量を増減することを包
含する。
凝縮水のpHの適正な領域は、石油蒸留装置の種類すな
わち、常圧蒸留塔、減圧蒸留塔、スタビライザーなどに
よって異なる。原油の常圧蒸留においては、初期凝縮水
のpHは一般に5.5〜6.0程度が適正な領域である
とされている。
本発明によれば、腐食のおこりやすいコノデン丈−内初
期漿縮部における実際の温度でのpHを計算で求めるこ
とができるので、中和剤によるじ11食管理が適正に行
うことができる。
実施例 ドレン水中に全鉄が8.4 rty/ を検出され、腐
食がはげしいと思われる原油の常圧蒸留装置のドレン水
の酸濃度など水質を測定したところ第1表のとおりであ
った。
第1表 ここで、前述の連立方程式を用いて凝縮水のpHを求め
たところ、第2表のとおりであった。
第2表から、初期凝縮部において、p I−Iが低いの
で腐食が起こシ、ドレン水中の全鉄濃度が高くなったも
のと推察された。
そこで、第1表における中和剤であるクリトップN20
5Cと28%Nll5との添加比率を20対8()から
80対2oに笈え、添加油としては、ドレン水のpHが
6.0になるようにクリトップN 205 Cf:%9
品として199.8 mg/ l、アンモニアを28%
Nfhとして50.Omtt;)/1とした場合の凝縮
水のpHを計算によシ求めた。結果は第3表のとおりで
あった。
第3表 第3表から、初期凝縮部における腐食環境は改善される
ことが期待された。
次に、実際に塔頂蒸気ラインにクリドッグN205Cを
製品として199.8 rnq/ t、アンモニアを2
8%NH3として50.0■/を添加したところドレン
水の全鉄は0.3 my/ Lとなった。なお、ドレン
水のpHは6.0と変わらなかった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ある縦縮率における酸と塩基の気液平衡の砥
念を示し、第2図は、ある縦縮率における酸、塩基の蒸
気相濃度、液相濃度およびpHの関係を概念的に示す。 出願人 栗田工業株式会社 手続イni正書(方式〕 1.事件の表示 昭和57年特許願第212268号 2発明の名称 石油蒸留装置の防食方法 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 住 所  大阪市東区北浜2丁目15番地の14 補正
命令の日刊   昭和58年3月29日(発送日)51
′11i 、iEの苅塾   願書の発明の名1ン5の
イト■および図面6、補正の内外  別紙のとおり

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■)石油を蒸留塔で加熱し、塔頂から流出する蒸気をコ
    ンデンサーで凝縮し、凝縮液をレシーバ−タンクで油水
    分離し、石油製品とドレン水とを舟る石油蒸留装置の塔
    頂蒸気ラインに、中和剤を添加して防食を行う方法にお
    いて、ドレン水または凝縮液の酸濃度を測定し、その値
    からコンデンサー内の凝縮水のpHを求y)、それに基
    いて、中和4Jの添加量を制御することを特徴とする石
    油蒸留装置の防食方法。 2)中和へ14としてアンモニアとアミンとを併用する
    特許請求の範1!1ノ第1項記載の防食方法。
JP21226882A 1982-12-03 1982-12-03 石油蒸留装置の防食方法 Granted JPS59102985A (ja)

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