Caso 006: Corrosão em Borbulhadores de Torre de Destilação Atmosférica (1957).

Ocorreu em 1957 na Refinaria Presidente Bernardes de Cubatão–RPBC, no sistema de topo de uma torre de destilação atmosférica, nas imediações da boca de visita nas badeja 1 e 2 no lado oposto a tomada de injeção de amônia (NH₃).

Nesse local, foi encontrado dezenas de borbulhadores severamente corroídos eletroquimicamente por ação de ácido mineral. Esse borbulhadores foram classificados como aço inoxidável AISI 400, conforme teste por ponto efetuado em 1992, com intuito estabelecer a causa e montar um Museu de Inspeção de Equipamentos na RPBC.

Um dos borbulhadores da torre de destilação , 
completamente corroídos com deterioração
elevada da campânula, perda total dos dentes e 
perda espessura em todo conjunto.

Borbulhador corroído.

A injeção de amônia, neste caso é utilizada para neutralizar agentes corrosivos como o HCl (ácido clorídrico) contido no óleo crú, elevando o pH da água acima de 5, neutralizando a acidez e assim atenuando a corrosão eletroquímica.

A reação da amônia (NH₃) com o HCl ocorre no estado gasosos, e para teores de cloreto superiores a 70 ppm pode ocorrer precipitação (sublimação) de NH₄Cl (cloreto de amônio) antes da condensação da água. Como é muito higroscópica, o NH₄Cl  absorve água até mesmo antes da condensação desta, regenerando o HCl.

RELEMBRANDO

Torre de Destilação Atmosférica: equipamento responsável etapa da separação da carga do  óleo cru em diferentes frações de hidrocarbonetos, em função da temperatura de ponto de ebulição dos hidrocarbonetos neles contidos. As frações são conseguidas (separadas) devido às características de volatilidade cada fração, obtendo-se assim, os produtos desejados pela refinaria.

Torre de Destilação Atmosférica.

Princípio de funcionamento da torre.

Borbulhador: peça é projetada de modo a dispersar a fase gasosa em bolhas finas no seio do líquido. Ele também impede que o líquido desça pelas passagens do gás quando este flui com baixa velocidade.

A bandeja ou prato com borbulhadores tem orifícios onde se erguem dutos ascendentes cobertos, cada um, com uma campânula. O vapor ascende no duto e é dirigido para baixo, escapando pelos orifícios verticais da campânula, como pode ser observado na figura abaixo. Esse movimento faz com que o vapor entre em contato com o líquido que está represado no prato , facilitando o carreamento de hidrocarbonetos mais leves através dos gases ascendentes até o topo da torre.

 

Borbulhadores semelhantes aos de 1957.

Corrosão Eletroquímica: “Pode ocorrer sempre que existir heterogeneidade no sistema material metálico-meio corrosivo, pois a diferença de potencial resultante possibilita a formação de áreas anódicas e catódicas. Os casos mais frequentes de heterogeneidades responsáveis por corrosão eletroquímica estão relacionados com o material metálico ou com o meio corrosivo”. (Vicente Gentil).

AÇÕES

• Foram substituídos as seções avariadas da bandeja e 70 borbulhadores, utilizando-se desta vez como material o aço inoxidável tipo 304 e aço liga 11-13% Cr-Ni respectivamente;
• Recomendou-se que a amônia fosse injetada na altura da 5ª bandeja. Posteriormente foi verificado que o problema persistia, porém em menor escala.

OBS: Geralmente a injeção desse neutralizador é recomendada na linha de saída do topo das torres de destilação, e raramente no corpo das torres como nesse caso, devido ao risco de obstrução por NH₄Cl.

(Fonte: Relatório de Estágio de Metalurgia - Museu de Inspeção de Equipamentos, 1992 por Cesar Cunha Ferreira).