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硫化亚铁自燃知识学习

硫化亚铁自燃硫化亚铁自燃⒈装置停车后降温要缓慢,将系统温度降到常温;⒉在有条件,易产生硫化亚铁部位,能用水浸泡的用水浸泡。

具体理由你可以参考下面材料:⒈干燥硫化亚铁在干空气中的自燃温度一般为300-350℃,干燥的硫化亚铁自燃之前,硫化亚铁与空气在一定条件下发生的氧化反应,放出的反应热导致系统温度升高,虽不能发生自燃,但其自热性氧化反应为硫化亚铁自燃创造了条件。

硫化亚铁粒径变细以后,硫化亚铁的起始自热温度向低温移动呈降低趋势。

2. 少量水(硫化亚铁中含水20%以下)的引入会导致硫化亚铁的起始自热温度降至常温,从而使硫化亚铁在常温下也能发生自热和自燃。

但含水60%以上可以有效抑制硫化亚铁自热和自燃。

3. 在模拟蒸馏塔停工检修过程中,不同温度条件下开启人孔时,塔内硫化亚铁在饱和水蒸汽存在的条件下,随空气湿度增大,硫化亚铁的自热和自燃性能也逐渐增强。

4. 70℃饱和水蒸汽条件下,随空气流量的增大,硫化亚铁的自热性逐渐增强。

5. 油垢即使在常温下也表现出自热性,反应热导致系统温度缓慢升高,当温度大于200℃以后,因自燃使系统温度急剧升高。

6. 在70℃饱和水蒸汽、空气流量为0.48m/s,含10%污垢的硫化亚铁即使在100℃以下,氧化反应也能快速进行,所放出的氧化反应热导致体系温度迅速升高;温度升至120℃就出现了自燃。

检修中硫化亚铁自燃现象随着加工含硫原油的增加,越来越严重。

发生部位也多。

尤其是减压填料塔,减顶冷却器芯子,催化沉降器顶油气线,分馏塔顶油气分离罐,脱硫塔系统,污水汽提系统等。

让设备保持湿润状态是防止自燃的有效方法。

在停工前接上注水临时线,经常打水保持湿润即可保证不发生自燃。

另外,停工时用一种钝化剂清洗也是有效方法,但是成本要大一些。

检修时为保证本质安全,本人不主张充氮的方法。

1硫化亚铁自燃的机理及现象(1)硫化亚铁自燃的机理硫化亚铁及铁的其它硫化物在空气中受热或光照时,会发生如下反应:FeS+3/2O2=FeO+SO2+49KJ2FeO+1/2O2=Fe2O3+271KJFeS2+O2=FeS+SO2+222KJFe2S3+3/2O2=Fe2O3+3S+586KJ(2)硫化亚铁自燃的现象硫化亚铁自燃的过程中如没有一定的可燃物支持,将产生白色的SO2气体,常被误认为水蒸汽,伴有刺激性气味;同时放出大量的热。

当周围有其它可燃物(如油品)存在时,会冒出浓烟,并引发火灾和爆炸。

2硫化亚铁自燃事故的防治对策2.1 从根源上控制硫化亚铁生成硫化亚铁的产生过程是设备的腐蚀过程,有必要从多个方面采取措施,减少对设备的硫腐蚀。

(1)从工艺方面入手,减少设备硫腐蚀,控制硫化亚铁的产生。

1加强常压装置“一脱四注”抑制腐蚀。

根据原油的实际状况,选择效果好的破乳剂,优化电脱盐工艺,加大无机盐(例如MgCl2、CaCl2 )脱除率,从而减小塔顶Cl-含量。

使用适合于高硫原料的缓蚀剂,降低腐蚀速度。

适当加大注氨量,减轻硫腐蚀。

2采用渣油加氢转化工艺降低常压渣油的硫含量。

催化裂化装置对常渣的硫含量要求较高,在加工高含硫原油的情况下,可采用渣油加氢转化技术,降低渣油中的硫、胶质、氮等物质的含量,可以减轻催化设备腐蚀,同时生产出高品质的产品。

3在分馏塔顶试添加缓蚀剂,使钢材表面形成保护膜,起阻蚀作用。

(2)从设备方面采取措施,阻止硫化亚铁产生。

1易被硫腐蚀的部位,更换成耐腐蚀的钢材。

兼顾成本,选择性价比较高的耐腐蚀钢材,例如选择价格合理而防腐性能与昂贵的316L钢相当的渗铝钢。

2采用喷镀隔离技术在易腐蚀设备内表面采用喷镀耐腐蚀金属或涂镀耐腐蚀材料等技术实现隔离防腐目的。

但生产过程中如果流经设备及管线的油品的流速较大或设备中的易磨损部位不宜采用喷镀隔离技术。

3加强停工期间的防腐保护。

对于长期停工的装置,应采用加盲板密闭,注入氮气置换空气等措施,防止大气腐蚀。

(3)加强日常操作管理加强有关岗位的操作管理,防止因操作不当造成硫化亚铁的不断生成。

2.2采用化学处理方法消除硫化亚铁。

对于像减压塔填料,酸性水汽提塔板极易产生硫化亚铁部位,可采用化学方法处理。

(1)酸洗:可用稀盐酸清洗来消除硫化亚铁存在,但会释放出硫化氢气体,需加额外硫化氢抑制剂,以转化并消除硫化氢气体。

(2)螯合物处理:特制的高酸性螯合物在溶解硫化物沉淀时非常有效,不会产生硫化氢气体,但实际价格较昂贵。

(3)氧化处理:可用氧化剂高锰酸钾氧化硫化物,具有使用安全,容易实施的优点。

2.3 停工检修过程中应注意的事项(1)停工前做好预防硫化亚铁自燃事故预案。

停车前根据装置自身特点及以往的实践经验,做好硫化亚铁自燃预案,一量发生自燃事故,立即采取措施,防止事故范围扩大,减小经济损失。

(2)设备吹扫清洗时,对于弯头、拐角等死区要特别处理,并注意低点排凝,确保吹扫质量,防止残油及剩余油气的存在。

从而避免硫化亚铁自燃引发爆炸和火灾扩大。

(3)设备降至常温方可打开,进入前用清水冲洗,保证内部构件湿润,清除的硫化亚铁应装入袋中浇湿后运出设备外,并尽快采取深埋处理。

(4)加强巡检。

检修期间,特别是在气温较高的环境下,必须加强检查,及时发现,及时处理。

/viewthread.php?tid=439266FeS自燃现象在填料塔检修中的危害及预防在以天然气、[wiki]石油[/wiki]等为原料的加工工业中,填料塔应用甚广,但因高含硫原料比例的提高,硫腐蚀的问题日益严重。

硫腐蚀产物多以FeS的形式出现,在设备停工检修阶段,若不采取有效预防措施,FeS遇空气会迅速发生氧化甚至燃烧。

所以,消除FeS成了高含硫原料加工设备停工检修的第一道必需的安全工序。

1 FeS在填料塔中形成机理FeS是深棕色或黑色固体,难溶于水,密度4.74g/cm3,熔点1193℃。

油品中的硫大致分成活性硫和非活性流两大类。

活性硫包括单质活性流(S)、硫化氢(H2S)、硫醇(RSH)。

其特点是可以和金属直接反应成金属硫化物。

在200℃以上,干流化氢可和铁发生直接反应生成FeS。

360~390℃之间生成率最大,至450℃左右减缓而变得不明显。

在350~400℃下,单质硫很容易与铁直接化合生成FeS。

在这个温度下,H2S可以发生分解:H2S→S+H2 分解出的活性硫和铁的作用极强烈。

在200℃以上,硫醇也可以和铁直接反应:RCH2CH2SH+Fe==RCHCH2+FeS+H2 非活性硫包括硫醚、二硫醚、环硫醚、噻吩、多硫化物等。

其特点是不能直接和铁发生反应,而是受热后发生分解,生成活性硫,这些活性硫按上述规律和铁发生反应。

不同温度下不同硫化物的分解,产生不同程度的硫腐蚀。

复杂的硫化物在115~120℃开始分解,生成H2,120~210℃比较强烈,350—400℃达到最强烈的程度,480℃基本完全分解。

在工艺系统内,只要有硫存在,必然会产生硫化亚铁,它受介质的温度、流速、硫含量、硫的存在形式所影响。

硫化亚铁的组成和性质也对硫化亚铁的不断产生有较大影响。

如果生成的硫化亚铁结构疏松,对钢铁无保护性,则加速硫化亚铁的生成。

2 FeS在填料塔中的危害FeS在工艺设备中的分布一般遵循这一规律:介质中硫含量越高,其FeS 腐蚀产物越多,但是介质中硫含量仅为百万分之几的设备在打开时也会发生FeS自燃的现象。

其原因不是介质中硫含量高,而是微细的FeS腐蚀产物会随物料从上游不断地往下游转移,在某一速度相对较低的区域,不断地聚集沉积下来。

对于塔设备,器内物料流速低,硫化亚铁的腐蚀产物在某些局部区域很容易发生沉积特别是填料塔,其填料除了具有分馏的功能外.还具有高效的过滤功能,上游携带来的硫化亚铁很容易被拦截下来。

同时,金属填料具有较大的比表面积,与物料的接触面积大,即使物料中的硫含量很低也会腐蚀填料。

由于填料塔内的物料流速低,填料表面腐蚀生成的硫化亚铁很难被物料带走。

这样,在大负荷、长周期、多周期连续运行的填料塔,塔内将积聚一定量的硫化亚铁。

由于塔设备内的硫化亚铁不是纯净物,与焦炭粉、油垢等混在一起形成垢污,结构一般较为疏松。

硫化亚铁在潮湿空气中氧化时,二价铁离子被氧化成三价铁离子,负二价硫氧化成四价硫,放出大量的热量。

由于局部温度升高.加速周围硫化亚铁的氧化,形成连锁反应。

如果垢污中存在碳和重质油,则它们在硫化亚铁的作用下.会迅速燃烧,放出更多的热量。

这种自燃现象易造成火灾爆炸事故。

例如.2003年9月,某烷基苯厂烷一车间在大修中准备更换C-405填料塔塔内件和填料,经退油、加盲板后,于9月13日开始至9月16口进行了蒸汽吹扫,9月17日15时打开塔的人孔通风,准备交出施工时,塔内硫化亚铁遇空气发生自燃引起火灾.约22时,现场值班人员发现塔中部发红,意识到塔内着火,立即报警扑救。

在扑救过程中,约23时塔中部被烧软断裂,上半部分斜倒下落在装置的空地上。

3 填料塔检修中FeS自燃现象的预防FeS的存在、与空气中的氧接触、一定的温度,是FeS在设备检修中发生自燃的三个要素。

在设备检修中为了预防FeS自燃事故发生,至少要消除其中之一要素。

a)对进塔原料脱硫、脱水,防止生成FeS现在的脱硫工艺可以有效脱除原料中的硫化物,精脱可以脱除99%以上的硫.这可以从根本上防止硫腐蚀生成FeS。

当然在脱硫工艺系统仍存在硫腐蚀的问题。

在塔内形成的硫化氢腐蚀破坏塔体、内件和填料。

但碳钢在250℃以下的无水硫化氢中基本不腐蚀,而当有水共存时将产生明显的腐蚀。

原料进塔之前采用以电脱盐脱水为核心的“一脱三注”工艺,及时对脱盐后的原油含盐量、含水量及初馏塔、常压塔、减压塔顶排水的pH、Cl-、Fe含量进行分析并严格控制,会减少原料对塔设备的腐蚀,即设备中形成FeS数量大大减少.从而减少了更换填料的次数,也减少了检修中发生白燃的机会。

b)检修中控制氧含量,防止FeS自燃硫化亚铁的氧化必须有氧气存在,所以在停工检修之前,用惰性气体对塔内部可燃气体置换,使硫化亚铁粉末不能与空气中的氧接触发生氧化反应。

但这种方法给操作带来不便。

进塔作业时,不能同时打开上下人孔,只打开需作业处人孔,否则空气会形成对流,使塔内氧含量大大提高。

c)检修时严格控制温度影响硫化亚铁氧化的主要因素为温度,所以在停工、蒸汽吹扫后,决不能市即打开人孔进行作业,须在塔内温度冷却至室温以下,且采取防止硫化亚铁白燃的必要措施后才可打开人孔.对于填料塔,由于填料体积大,热容量高,在不通风的情况下,自然冷却慢,可从塔顶注水冷却,提高冷却速度,较为安全。

d)使用钝化剂.消除FeS活性硫化亚铁钝化剂是一种由对FeS具有较强螯合作用的螫台剂、缓蚀剂等复配而成的高效化学清洗剂,能有效除去聚结在设备上的FeS、Fe2O3等无机垢,防止FeS自燃烧毁填料或设备。

具有在设备上不沉积、对设备腐蚀性小,对环保无特殊影响.性质稳定,无毒无害,使用安全方便等特点。

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