Corrosion inhibition in an industrial crystallization plant: Optimizing the process with a statistical method

An experimental statistical plan is utilized to solve corrosion problems of a section of an industrial plant for the production of caprolactam, consisting of a multistage flash evaporator entirely constructed in AISI 316L (X2CrNiMo 17 12 2). Preliminary tests show that the nitrates or acidity due to the sulfuric acid do not influence the corrosive phenomena and confirmed the positive, though costly, effect of adding hydroxylamine sulfate (SI) in the evaporator feed. An experimental plan was prepared to diminish the cost and dosage of SI in the system: the experimental statistical approach has allowed us to minimize the number of tests required in order to define the system rapidly and adequately, and to optimize the required amount of SI. The data processed have been obtained in a two-step experimental plan that allowed us to establish a relationship between the logarithm of critical corrosion current (icr) and the concentrations of some evaporator feeding components. In addition, it has been possible to clarify certain corrosion effects and to reduce the SI addition up to 1.4 g/l, thereby optimizing the chemical system and considerably reducing maintenance costs. A plausible explanation of the related effects of some of the feeding components is also proposed. Korrosionsinhibierung in einer industriellen Kristallisationsanlage: Verfahrensoptimierung mittels Statistik Die vorliegende Arbeit handelt von einer experimentellen statistischen Vorgehensweise zur Losung von Korrosionsproblemen in einer industriellen Anlage. Die Anlage, die den Produktionszyklus fur Caprolactam abschliest, besteht aus einem mehrstufigen Entspannungsverdampfer, der ausschlieslich aus AISI 316L (X2CrNiMo 17 12 2) gefertigt ist. Vorversuche haben ergeben, das die Nitrate Oder der durch Schwefelsaure bedingte Sauregehalt keinen Einflus auf die Korrosion haben und bestatigten die vorteilhafte, wenn auch kostspielige Wirkung der Zugabe von Hydroxilamin sulfat (SI) in die Versorgungsleitungen des Verdampfers. Zur Senkung der Kosten und zur Verringerung der SI-Zugabe wurde eine experimentelle Versuchsreihe ausgearbeitet, deren statistische Behandlung es ermoglichte, mit einer minimalen Anzahl von Versuchen das System schnell und ausreichend einzustellen und die erforderliche SI-Menge zu optimieren. Die Auswertung der Daten aus zwei aufeinanderfolgenden Versuchsreihen zeigte einen Zusammenhang zwischen dem Logarithmus des kritischen Korrosionsstroms (icr) und der Zusammensetzung einiger Komponenten in der Versorgung der Verdampfer. Diese Beziehung ermoglichte die Klarung einiger Korrosionsvorgange und die Verminderung der SI-Zugabe bis auf 1,4 g/l, wodurch das chemische System optimiert und die Instandhaltungskosten erheblich gesenkt werden konnten. Es wurde auch versucht, eine plausible Erklarung fur die damit verbundenen Effekte einiger der Speisekomponenten zu geben.