Estudo laboratorial da estabilidade de filmes de sulfeto de ferro visando ao monitoramento da corrosão em unidades de craqueamento catalitico fluido

Abstract

Resumo: As refinarias de petróleo no Brasil enfrentam atualmente um enorme desafio: adaptar suas unidades para o processamento de petróleos mais agressivos, contendo teores altíssimos de nitrogênio (como é o caso dos petróleos nacionais). A utilização destes óleos tem acarretado um aumento expressivo dos problemas de corrosão e danos por hidrogênio provocados por sulfetos e cianetos presentes nas correntes de processo, de modo especial, nas Unidades de Craqueamento Catalítico Fluido (UCCF’s). Como a substituição por materiais mais resistentes constitui-se uma opção inviável, uma solução seria investir no desenvolvimento de métodos mais eficientes de monitoramento da corrosão, que indiquem a ocorrência de processos corrosivos em tempo real e permitam sua inibição imediata. Neste sentido, foi aqui proposto um método alternativo para monitoramento deste tipo de corrosão: a utilização da técnica eletroquímica de voltametria para avaliação da integridade do filme de sulfeto de ferro que se deposita na superfície do aço. A metodologia proposta foi investigada em uma célula eletroquímica convencional, utilizando soluções de sulfeto de sódio 0,05 M com pH corrigido para 9, sem e com adição de cianeto (1000 ppm), simulando as condições de estabilização e de destruição do filme de sulfeto de ferro. A resposta da técnica de voltametria foi avaliada comparativamente à de outro método atualmente disponível para monitoramento: a impedância eletroquímica. Concluiu-se que a técnica proposta é sensível ao processo de desestabilização do filme, podendo ser estudada e adaptada para futuro emprego em UCCF's, com o objetivo de aumentar a confiabilidade e a continuidade operacional.

Abstract: Nowadays Brazilian oil refineries face an important challenge: to adjust their units to the processing of more aggressive crudes, containing high levels of nitrogen, like those deriving from national production. The use of this kind of oil has caused an increase on corrosion and hydrogen damages related to the simultaneous presence of sulfides and cyanides on process streams, mainly in Fluid Catalytic Cracking Units (FCCUs). Considering that materials replacement would be economically impracticable, improvement of corrosion monitoring methods could be the solution for this problem. Techniques that indicate the occurrence of corrosive process at real time would allow its quick inhibition. Therefore, an alternative corrosion monitoring methodology has been proposed: the on-line evaluation of the iron sulfide film integrity by an electrochemical technique called voltammetry. This methodology has been investigated in a threeelectrode electrochemical cell, by using a 0.05 M sodium sulfide solution, with pH adjusted to 9. Tests were accomplished without and with addition of cyanide (1000 ppm CN-), in order to mimic the conditions of stabilization and destruction of the iron sulfide film. Voltammetry technique performance was evaluated comparatively to other available monitoring method: electrochemical impedance. The proposed methodology showed to be sensitive to the attack of cyanide to the film and could be studied for future application in FCCUs, aiming the enhancement of operational reliability and availability of industrial plants.