يعتبر التاكل احد المشاكل الرئيسة التي تعاني منها معدات المنشأت النفطية وهو يحصل بدرجات متفاوتة. حيث ان المعادن تشكل الجزء الرئيس من هذه المعدات والتي ننعرض لمواد نفطية تحوي مواد مسببة للتاكل مباشرة مثل كبريتيد الهيدروجين والحوامض النفثينية والفينولات اضافة الى الماء الملحي المصاحب للنفط الخام. لذا فان استعمال المواد الكيمياوية يشكل خط الدفاع الرئيسي للجانب التشغيلي لمقاومة التاكل وتقليل معدلاته, وياتي ذلك طبعا بعد الاجراءات المتخذة من قبل المصممين للمعدات من حيث اختيار المعادن المناسبة والظروف التشغيلية والتي تتلائم مع طبيعة المواد الملامسة لهذه المعدات.
1- #مادة_كاسر_الاستحلاب Demulsifier
تكلمنا في حلقات سابقة عن المستحلبات وانواعها, فقط نعود ونذكر بان المستحلب هو: مزيج من الماء والنفط الخام حيث لايذوب احدهما في الاخر في الظروف الاعتيادية, ولكن احدهما ينتشر على شكل قطرات صغيرة جدا في السائل الاخر وبوجود عوامل مساعدة ومثبته ويسمى السائل الاول بالمنتشر Dispersed phaseوالسائل الاخر Continuous phase وهو على ثلاث انواع وتم التطرق لها في حلقات سابقة.
وهناكنوعين من العوامل المثبتة للمستحلب, #الاول خواد موجودة اصلا في النفط الخام مثل المركبات الاسفلتية والاصماغ والمواد الشمعية والاحماض النفثينية والكبريت وبعض المعادن والشوائب غير عضوية مثل الرمل والطين والسيليكات والاملاح.
#الثاني هو تراكل الشحنات الكهربائية على سطح القطرات المائية والتي تنشأ نتيجة لحركة النفط الخام منذ استخراجه من المكمن وحتى وصوله الى وعاء مزيلة الاملاح وهذه الشحنات تؤدي الى تنافر القطرات وتمنعها من الاندماج.
هنا يأتي دور كاسر الاستحلاب حيث يعمل على اذابة الغشاء الواقي المحيط بقطرات الماء مسببا اندماجها في قطرة كبيرة.
تستخدم مواد كاسرات الاستحلاب في وحدات التكرير حيث يتم حقنها في النفط الخام الداخل الى مزيلات الاملاح.
هناك عدة عوامل تؤثر على اضافة Demulsifier وهي :
أ- API النفط الخام حيث كلما انخفضت APIازدادت الحاجة الى كمية اكبرو بسبب ارتفاع محتوى المركبات الاسفلتية والراتنجية المثبته للمستحلب.
ب- درجة الحرارة حيث ان رفع درجة الحرارة يؤدي الى تقليل لزوجة النفط مما يسهل على كاسر الاستحلاب فصل الماء عن النفط ويزيد من فرق الكثافة بين النفط والماء الملحي وبذلك تزداد سرعة الفصل.ويزيد من الطاقة الحركية والكامنة للمحلول الرغوي فيساعد على اضعاف الغشاء الواقي للقطرة.
الا ان الزيادة المفرطة في درجة الحرارة لها اضرار كبيرة وذلك من خلال تبخر الماء والمواد النفطية ووصولها الى الاقطاب الكهربائية ومن ثم توقف كزيلة الاملاح عن العمل. حيث ان افضل درجة جرارة بعمل بها كاسر الاستحلاب تتراوح بين 110-130 مئوية.
من شروط السلامة عند التعامل مه مواد كواسر الاستحلاب, هو تجنب ملامسة المادة للعين او الجلد وتجنب استنشاق ابخرة المادة وفي حال حصل ذلك يجب غسل الجلد والعينين بالماء فورا, كما يجب خزن المادة بعيدا عن اللهب.
2- #مادة_الصودا_الكاوية Caustic Soda (NaOH)
وهي عبارة عن مركب هيدروكسيد الصوديوم ويكون على شكل بلورات بيضاء واحيانا نصف شفافة وهي ذات ذوبانية عالية في الماء مكونة محلول قاعدي قوي, يتم استخدام هذه المادة في وحدات التكرير حيث يتم حقنها في النفط الخام الخارج من مزيلات الاملاح وذلك بهدف تفكيك الاملاح الخطرة والسريعة التفكك مسببة للتاكل وهي كلوريد المغنيسيوم وكلوريد الكالسيوم وتحويلها الى ملح اكثر ثبوتية وهو كلوريد الصوديوم.
توجد الاملاح في النفط الخام ذائبة في الماء الذي يستخرج مع النفط من الابار وبنسب متفاوته وايضا قسم منها يكون ممتزج مع النفط الخام نفسه, وعند تعرض هذه الاملاح الى درجات الحرارة العالية نسبيا اثناء الاحماء الاولي والتسخين في الافران فأنها تتحلل بوجود بخار الماء ففي درجات الحرارة الاعلى من 120 مئوية يتحلل كلوريد المغنيسيوم في مناطق المبادلات الحرارية وينتج غاز كلوريد الهيدروجين والذي بدوره وبوجود وسط مائي في مناطق تكثف بخار الماء يتحول الى حامض الهيدروكلوريك والذي يهاجم الحديد في سبائك المعدات النفطية مكون كلوريد الحديدوز ثم يتفاعل الناتج مع كبريتيد الهيدروجين الموجود اصلا في النفط الخام مكوننا كبريتيد الحديدوز على شكل راسب اسود والمزيد من كلوريد الهيدروجين, والذي يعتمد تركيزه في بخار الماء المتكثف في منضومة اعلى برج التكريرعلى نسبة كلوريد المغنيسيوم وكمية بخار الماء المستخدمة في عملية النزع.
وهنا ياتي دور محلول هيدروكسيد الصوديوم الذي يتم تحضيره بتراكيز مختلفة حسب الحاجة بواسطة اذابة بلورات NaOH في الماء ويتم تخفيفه في وحدات التكرير بالماء قبل حقنه على انبوب النفط الخام الخارج من مزيلات الاملاح حيث يعمل على تفكيك الاملاح الخطرة MgCl2 وتحويله الى NaCl الاكثر ثبوتية, و تفكيك CaCl2, ومن الجدير بالذكر ان عند ارتفاع المحتوى الملحي في النفط الخام اكثر من 30 جزء بالمليون وزنا او ( 10 باوند لكل 1000 برميل) يكون تاثير محلول NaOH ضعيفا في الحد من تأثير هذه الاملاح وتصبح زيادة الحقن مضرة بالمعدات.
ان لمعالجة تأثير الاملاح بواسطة اضافة محلول الصودا الكاوية مخاطر كثيرة وخاصة في حالة زيادة الحقن عن الحد المطلوب مما يتطلب مراقبة ذلك بصورة مستمرة من حيث التركيز الذي يحظر به المحلول في الوحدة ومعدل الحقن الحقيقي وثبوت هذا المعدل ومقارنته مع محتوى الاملاح في النفط الخام , والمؤشر المهم والمؤثر على معدل الحقن هو نسبة ايونات الكلورايد والتي تضهر عند تحليل مياه التصريف والتي يجب ان لايقل عن 1 PPM ولايزيد عن 10PPM.
3- #مادة_مانع_التأكل_المعادل_للحامضية Neutralizer Corrosion Inhibitor
تتألف مادة مانع التاكل المعادل للحامضية من مزيد من المركبات الامينية نوع متعدد الامين القاعدية والتي يتم خلطها بنسب متفاوتة, والامينات عي من مشتقات الامونيا تتكون بعد ان يحل الكيل او اكثر محل ذرة الهيدروجين مكونة امينات اولية وثانوية وثالثية, ومن اهم خصائصها الفيزياوية انها شديدة الذوبان في الماء مكونة محلول رائحته تشبه رائحة الامونيا ودرجة غليان الامينات الاولية اعلى من درجة غليان الامينات الثانوية وهكذا, اما خواصها الكيميائية فتعتبر من القواعد الضعيفة لوجود زوج حر من الالكترونات في الجزيئة والذي بسببه تستطيع الامينات من التفاعل مع الحوامض العضوية واللاعضوية معادلة اياها مكونة املاح الامين المعوضة والتي تتميز بانها تذوب في الماء ولاتترسب وتخرج مع الماء.
يتم استخدام هذه المادة في وحدات التكرير ويأتي اضافة هذه المادة كخطوة مكملة لاضافة الصودا الكاوية والذي لم يستطيع تفكيك كافة الاملاح الضارة لذا ينشأوسط حامضي في منضومة overhead نتيجة لتكون حامض HCL اضافة الى الحوامض النفصينية الموجودة اصلا في النفط الخام اضافة الى حامض الكبريتيك الذي يتكون بفعل تحلل مركبات الكبريت مثل H2S والمركبتان والثيوفينات وغيرها. يتم تخفيف المادة بالماء وتحقن في انبوب الابخرة الخارج من قمة برج التقطير بهدف تحلية منظومة قمة البرج والتي تتالف من الصواني في اعلى البرجوالسطح الداخلي لقمة البرج والانبوب الخارج من قمة البرج والمكثف والانبوب الذاهب الى وعاء التجميع بعد المكثف ومضخة الراجع العلوي وانبوب الراجع العلوي.
معدل الحقن يكون بشكل يحافظ على دالة الحامضية PHللنموذج المأخوذ من ماء التصريف بما يتراوح بين5.5 و6.5 والتي يحصل فيها اقل معدل للتاكل في المعادن.
ومن اهم خصائص مادة معادل الحامضية, هو ان لايحتوي على مركب الامونيا لانه يؤدي الى تكوين املاح كلوريد الامونيوم التي لاتذوب في الماء وتترسب في الانابيب, وان تكون تاأثير على دالة الحامضية PHهادئ وغير حاد , وان يعطي افضلالنتائج باقل معدل حقن, وان يبدأ بالتكثيف قبل بخار الماء لكي يوفر وسط قاعدي مستعد لمعادلة الحوامض.
4- #مادة_مانع_التاكل_الغشائي Corrosion Inhibitor Filmer
تستخدم في وحدات التكرير ويتم حقنها على قمة برج التقطير وتتكون من ليط من مركبات الامينات العضوية, ان التاكل الذب تعاني منه المعدات النفطية في معظمه هو تأكل كهروكيميائي حيث ينشأ هناك قطب موجب متأكل يفقد الالكترونات (الانود) وقطب سالب يستقبل هذه الالكترونات (الكاثود) وبوجود وسط الكتروليتي ناقل تنتقل عبره الالكترونات بين القطبين وتعمل مادة مانع التأكل الغشائي وبما تملكه من خاصية الامدصاص على الالتصاق بالقطب المستقبل للالكترونات وبناء طبقة واقية من مركبات عضوية ذات اوزان جزيئية عالية مما يؤدي الى توقف الجهة المستقبلة للالكترونات عن الاستلام وتشبع المحلول الالكتروليتي بالالكترونات وبالتالي قطع الدائرة الكهربائية بين القطبين مما يحد من سرعة التاكل. كما تعمل هذه الطبقة الواقية على منع تكون الترسبات ويجب انت تكون هذه الطبقة مشبعة بجزيئات inhibitor , وبعكسه ستحدث حركة عكسية للجزيئات من سطح المعدن الى المحيط ولذلك يجب الاستمرار بالحقن والمحافظة على نسبة inhibitor في المحيط عالية.
يتم خلط هذه المادة بمنتوج النفثا الثقيل بنسبة حجم من المادة الى 8 حجوم من منتوج النفثا الثقيل, ويتم حقنها بواسطة مضخة على انبوب الابخرة الخارجة من قمة البرج ويجب ضمان افضل انتشار للمادة, والطبقة التي يكونها تستطيع الثبات تحت الضروف الحامضية ولكن عند ارتفاع PHاعلى من 8.5 تبدأ هذه الطبقة بالتساقط فالبيئة لمناسبة لعملها هي بين 5.5 – 6.5 PH.
