ESTUDIO SOBRE EL EFECTO DE LOS ACIDOS NAFTENICOS EN LA
CORROSION
Presentado por:
20132121788
IGLESIAS TORRES MARIA ALEJANDRA
20141125245
LOSADA LONDOO RAFAEL HERNANDO
20132121530
NINCO CORTES IVAN DAVID
UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANMA
INGENIERIA DE PETROLEOS
FACULTAD DE INGENIERIA
2014
1. CLASIFICACION DEL ARTICULO
Segn lo expuesto en el paper se puede deducir que el paper fue
enfocado a un estudio prctico, puesto que lo que ac se pretende es
mostrar los resultados obtenidos sobre el estudio de los cidos
naftnicos en el proceso de corrosin y el efecto del cido sulfhdrico
como neutralizador del proceso.
Durante el desarrollo de este estudio es muy importante tener en
cuenta los siguientes aspectos: se utiliz una variable de
referencia para medir los distintos entornos de trabajo llamada TAN
la cual se define como:
TAN= (mg de KOH / gr de muestra). Un valor de TAN comprendido
entre (0.3 3.5) sera la cantidad normal, pero para crudos cuyo TAN
es mayor que 10 se considera corrosivo.
Los tipos de cidos naftenico que ms se encuentran son dos:
cidos naftenico con 2 cadenas de ciclo pentano
cidos naftenico de bajo peso molecular (estos son los ms
dainos)
2. ANALISIS DEL ARTICULO
2.1 PROBLEMA A RESOLVER:
El trminocido naftnicose refiere a una mezcla variada de
diferentescidos carboxlicos que incluye el intervalo de 9 a 20
tomos de carbono. El nombre tambin se utiliza para indicar la
fraccin de cido obtenible a partir depetrleo, compuesto decidos
carboxlicos insaturados que se caracterizan porla frmula
qumicagenrica de CnH2n 1COOH y porpeso molecularde entre 180-350
gr/mol. Son de textura oleosa lquida y un poco de color amarillo
fragante, ligero con el que casi negro impuro.
Los cidos naftenico son considerados sustancias potencialmente
contaminantes puesto que son la principal causa de ocasionar daos
en la tubera debido a su capacidad potencialmente corrosiva. Estos
estn presentes en la mayor cantidad de crudos que se obtienen en el
mundo. Dichos compuestos se obtienen con diferentes caractersticas
segn el lugar del mundo en donde se producen, puesto que pueden
variar en cuanto a su estructura molecular, punto de ebullicin,
peso molecular, densidad entre otros parmetros.
Para tal fin la industria del petrleo ha implementado una serie
de estrategias que logren limitar el dao causado por estas
sustancias, que vienen desde implementar tuberas hechas con
materiales con un alto resistencia a la corrosin a base de cromo,
nquel, molibdeno entre otros elementos, hasta invertir cantidades
millonarias en investigacin cientfica. Obviamente, estas
estrategias incrementaras el proceso de produccin de los
hidrocarburos lo que se significa un factor muy importante a tener
en cuenta en el momento de vender.
Adems de presentar corrosin causada por cidos naftenico, tambin
es tpico conocer el proceso de corrosin ocasionada el cido
sulfhdrico (H2S). Este tipo de corrosin se aprecia porque el
desgaste se produce a lo largo de toda la tubera o de toda la
superficie expuesta. Mientras que la corrosin ocasionada por los
cidos naftenico se logra apreciar en los puntos donde el crudo
adquiere mayor velocidad de flujo y en las unidades de destilacin,
en donde se produce condensacin de vapores de acido
Por otra parte, estos problemas se ven incrementados con las
condiciones normales de operacin del sistema, puesto que se encontr
que la velocidad de corrosin ocasionada por estas sustancias
incrementaba cuando la velocidad del flujo aumentaba y tambin
debido a los esfuerzos mecnicos en el interior de la tubera
ocasionada por los choques de las capas de fluido en el interior de
la tubera.
2.2 CMO SE RESOLVI EL PROBLEMA
Para llegar a la solucin de dicho problema hicieron gran
variedad de pruebas, desde la utilizacin de material resistente a
la corrosin a base de cromo, nquel y molibdeno; as tambin como la
inyeccin de sustancias azufradas al crudo con el fin de inhibir el
proceso de corrosin.
Pruebas con materiales resistentes a la corrosin:
Este tipo de pruebas, se llevaron a cabo bajo unas condiciones
especficas, las cuales se llevaron a cabo con placas de acero con
aleaciones de cromo.
Se someti la muestra de acero durante un periodo de exposicin de
30 das a 345C en diferentes tipos de mezcla, las cuales contenan
H2S, y cido naftenico en diferentes concentraciones. La prueba se
realiz utilizando cidos naftenico con bajo, medio y alto punto de
ebullicin. E igualmente se utiliz diferentes muestras de H2S a
diferentes concentraciones y condiciones.
Se usaron placas de acero al 0Cr, 5Cr, 12Cr, y 18Cr-8Ni que
fueron expuestas en entornos de cido sulfhdrico a diferentes
concentraciones. Primero se us un ambiente con bajo TAN y luego se
fue incrementando la concentracin del TAN progresivamente con el
fin de poder medir el espesor de la capa sulfatada de la placa del
material. De ah se concluy que las placas con mayor porcentaje de
cromo (12Cr, y 18Cr-8Ni) presentaron menor deterioro por corrosin.
Las placas 0Cr, 5Cr presentaron igual comportamiento pero en menor
proporcin y con alto grado de picaduras en su superficie.
Efecto de las especies sulfatadas:
Otra manera de dar solucin al problema fue aadiendo sustancias
sulfatadas al crudo, las cuales inhiban el proceso de corrosin los
resultados obtenidos fueron los siguientes:
Efecto del H2S :Al agregarle H2S se encontr un efecto de
inhibicin de la corrosin a partir de una concentracin de TAN 3.5 a
una velocidad de flujo 200 pies/seg. De lo que se concluye que a
cantidades menores de H2S se produce buena inhibicin de la
corrosin.
Para el acero 5Cr se present que la inhibicin completa ocurra al
adicionar 0.2 psi de H2S pero cuando la cantidad de H2S era de
(0.45), el proceso de corrosin iniciaba de nuevo.
Para el acero 9Cr se determin que presenta mayor resistencia a
la corrosin cuando la cantidad de H2S est presente entre 0.2 y 0.45
psi. Si sobre pasa ese rango, se producira un proceso
contraproducente y aparecera el proceso de corrosin nuevamente. En
pruebas ms especficas se determin que la presin mxima de H2S a la
cual puede resistir el acero 9Cr antes de iniciar el proceso de
corrosin es de 1.8 psi.
Efecto del NET y DBT: adems de usar cido sulfhdrico, tambin se
utilizaron 2 especias sulfatadas: 1,9 Nonanedithiol (NET) y
Dibenzothiofeno (DBT).
Se encontr que de los dos el que proporciona mejor capacidad de
inhibir la corrosin es el DBT puesto que presenta mejor capacidad
de formacin de H2S al reaccionar. Al adicionar el DTB a la mezcla
se encontr que el efecto de inhibicin de la corrosin del H2S
mejoro, permitiendo un rango de accin mucho mayor. Sin embargo,
cuando la cantidad aadida es demasiada, pues se presenta de nuevo
el efecto de corrosin.
2.3 RESULTADOS PRINCIPALES
Al agregar directamente H2S gaseoso en proporciones medidas
produce una inhibicin directa de la corrosin, pero esta no debe de
sobrepasar del siguiente rango (1600 14000 ppm), que es
aproximadamente (0.02 0.2) PSI
Las especies NET y DBT producen cantidades limitadas de H2S,
debido a su bajo punto de ebullicin. Pero de entre las dos
sustancias la que obtuvo mejor rendimiento fue DTB.
Segn los resultados obtenidos se logra obtener una mejor
inhibicin a la corrosin en las pruebas donde la cantidad de cido
sulfhdrico es de (o.2 0.45 PSI)
Se determin que las especies NET y DBT no producan un efecto
inhibidor de corrosin cuando las concentraciones de cido sulfhdrico
era baja. Solo en cantidades medias de este compuesto, era que se
lograba apreciar el fenmeno de inhibidor. Pero si la cantidad de
cido sulfhdrico era mayor a la requerida, se empezaba a notar de
nuevo la corrosin sobre el metal. De donde se concluy que la
habilidad que poseen el NET y el DBT para inhibir la corrosin est
directamente relacionada con la cantidad de H2S que haya sobre la
mezcla y esta a su vez se relaciona con la capacidad que poseen
estos compuestos para reaccionar y formar H2S
En el experimento se encontr tambin que La eficiencia del DBT
para reaccionar y producir H2S era baja, puesto que solo produca
entre 100 700 ppm unos 0.015 y 0.01 PSI y esto fue debido a su bajo
punto de ebullicin. Por otra parte, las pruebas hechas con el NET
cuyo punto de ebullicin era inferior al del DBT; mostro que la
cantidad producida de H2S fue de 1000 ppm unos 0.01 PSI en el gas
de escape, y una baja tasa de inhibicin a la corrosin.
En la prueba tambin se encontr que para que las especies
sulfatadas NET y DBT tuvieran un mejor desempeo, estas se deben
agregar en fase gaseosa ya que de esa manera se presenta una mejor
reaccin de formacin del cido sulfhdrico por lo que se expres la
concentracin obtenida de H2S como funcin de la cantidad agregada de
DBT y NET con el tiempo.
En las tuberas de acero al cromo resistentes a la corrosin, se
encontr que entre mayor cantidad de cromo el material se hace ms
resistente. Por lo tanto se le debe agregar una cantidad limitada
de H2S, puesto que si se le inyecta ms de lo requerido el fenmeno
se vuelve contraproducente y aparecera de nuevo el fenmeno de
corrosin en la tubera.
3. CONCLUSIONES
Del estudio prctico realizado con el fin de reducir el efecto de
la corrosin en las tuberas, se pudo concluir lo siguiente:
El cido sulfhdrico es el principal agente inhibidor de la
corrosin en las tuberas, puesto que este al reaccionar con el cido
naftenico disminuye la capacidad abrasiva del cido, produciendo una
cobertura azufrada que se precipita y se adhiere en el fondo de la
tubera. Por tal motivo, en condiciones y cantidades adecuadas de
este compuesto se logra un gran efecto inhibidor de corrosin.
Pero tambin se puede concluir que las cantidades presentes de
H2S deben ser limitadas (o.2 0.45 PSI) , solo en estas proporciones
es que se logra un ptimo proceso de inhibicin ya que de no ser as
el fenmeno de corrosin en la tubera aparecera de nuevo pero esta
vez la corrosin ser ocasionada por el mismo cido sulfhdrico.
Tambin se logr determinar que la temperatura y los esfuerzos
mecnicos del fluido son factores muy influyentes en el proceso de
corrosin, puesto que se determin que a mayor temperatura y mayor
velocidad del crudo mayor es el dao ocasionado por corrosin, no
solo la ocasionada por el cido naftenico sino tambin la ocasionada
por el mismo cido sulfhdrico. Por lo tanto si la concentracin de
las especies sulfatadas NET y DBT es demasiado alta entonces es
posible y factible que se produzca corrosin debido al cido
sulfhdrico. Por lo que se logra determinar una estrecha relacin
entre la corrosin y estos efectos antes mencionados.
Tomando como referencia el espesor final de la capa sulfatada
medida despus de sumergir las muestras de acero en entornos con un
alto TAN, se pudo determinar que el cido naftenico tiene la
capacidad de disolverlas, ya que el espesor final fue menor.
4. REFERENCIA BIBLIOGRFICA
R.D. Kane and M.S. Cayard
InterCorr International, Inc.
14503 Bammel North Houston Road, Suite 300
Houston, Texas USA 77014
