Estudo de aplicação de técnica eletroquímica para monitoramento da corrosão em unidades de craqueamento catalítico fluido

Abstract

Resumo: Alguns vasos das Unidades de Craqueamento Catalítico Fluido (FCC) são susceptíveis a problemas de corrosão sob tensão e danos por hidrogênio. Esta situação ocorre devido à presença de H20, H2S, NH3, e CN ' nas soluções de processo. A corrosão do aço pelo sulfeto conduz à formação de hidrogênio atômico e de uma camada de sulfeto de ferro que age como barreira entre metal - solução, retardando a corrosão. Quando o cianeto está presente na corrente, este destrói o filme de sulfeto e expõe novamente a superfície metálica ao meio agressivo. Propõe-se um novo método de monitoramento "on-line" em tempo real da corrosão, baseado na avaliação da integridade da película de sulfeto utilizando o princípio da técnica de Dissolução Anódica Voltamétrica (DAV). Uma vez desenvolvido, este método possibilitará a inibição em tempo real do processo de degradação do sulfeto de ferro pelo cianeto. Em comparação com os sensores de hidrogênio, tal técnica apresentaria a vantagem de atuar antes da ocorrência de permeação significativa de hidrogênio, aumentando a vida útil dos equipamentos. Resultados de ensaios laboratoriais indicaram a viabilidade da técnica para detectar o ataque do cianeto ao filme de sulfeto de ferro. Como eletrólito, foram usadas soluções de Na2S 0,05 M, à pressão atmosférica e à temperatura ambiente, com pH ajustado para 9. Também são mostrados resultados preliminares obtidos na fase de testes de escala piloto, em um vaso instalado em uma refinaria

Abstract: Some Fluid Catalytic Cracking (FCC) vessels are prone to suffer serious problems such as stress corrosion cracking and hydrogen damage. This situation takes place due to the presence of H2S, NH3 e CN' in the process Solutions. The corrosion of Steel by hydrogen sulfide leads to the formation of atomic hydrogen and an iron sulfide scale, which acts like a barrier and retards the corrosion process. When cyanide is present, it reacts with the sulfide film, exposing again the steel surface to the aggressive medium. Thus, a new method for on-line monitoring of this kind of corrosion is been proposed and tested. It uses the concept of the Voltammetric Anodic Dissolution (VAD) Technique for the evaluation of the iron sulfide film integrity. VAD technique for discontinuity evaluation of coatings is based on the fact that the film porosity is directly proportional to the charge involved in the dissolution-passivation process of the covered substrate. This methodology will make possible detecting and inhibiting the degradation process of the iron sulfide by cyanide action at real time. In comparison to the commonly used hydrogen sensors, such technique would have the advantage of acting before occurring a large amount of hydrogen generation and permeation through the Steel, increasing equipments lifetime. This work have been conducted in both laboratory and pilot scale. The latter is being accomplished in PETROBRAS/SIX Unit (São Mateus do Sul, Paraná, Brazil), where a pilot-reactor was especially constructed for this purpose. Laboratory results showed that VAD technique can be used for evaluation of sulfide films integrity. Preliminary curve obtained in pilot vessel are also presented