硫化亚铁自燃反应特性及活性抑制研究

长期使用的油品炼化及储运设备极易被原油中 游离态的活性硫腐蚀生成硫化亚铁 。 ［１４］ 设备停工 检修阶段或储罐内油品液位较低时，空气渗入设备 或储罐内，与裸露的硫化亚铁接触，易引起硫化亚铁
自热自燃，进而点燃周围易燃易爆油气而引发火灾 爆炸［５６］。
本文利用同步热分析法对实验室制备活性硫化 亚铁的热化学参数进行研究；改变反应气氛，研究活
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｖｅａｌｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆｉｇｎｉｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｌｏｓｉｏｎｏｆｏｉｌａｎｄｇａｓｓｔｏｒａｇｅｔａｎｋｓａｎｄｏｉｌ ｒｅｆｉｎｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃａｕｓｅｄｂｙｆｅｒｒｏｕｓｓｕｌｆｉｄｅ，ａｎｄｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｓｐｏｎ ｔａｎｅｏｕｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎａｃｃｉｄｅｎｔｓｏｆｆｅｒｒｏｕｓｓｕｌｆｉｄｅ，ｏｘｙｇｅｎａｎｄａｉｒｗｅｒｅｕｓｅｄａｓｒｅａｃｔｉｏｎｇａｓｅｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅａｃｔｉｖｅｆｅｒｒｏｕｓｓｕｌｆｉｄｅｓａｍｐｌｅｓａｎｄｐａｓｓｉｖａｔｅｄｓａｍｐｌｅｓｂｙｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｔｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｚｅｒ．Ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｎｇｅｗａｓｆｒｏｍ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｏ８００℃．Ｔｈｅａｐｐａｒｅｎｔａｃｔｉｖａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｏｆｔｈｅａｃｔｉｖｅａｎｄ ｐａｓｓｉｖａｔｅｄｓａｍｐｌｅｓｉｎｔｈｅｏｘｙｇｅｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｉｓｏｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｃｔｉｖｅｓａｍｐｌｅｕｎｄｅｒｏｘｙｇｅｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｉｎｃｌｕｄｅｄｓｅｌｆｉｇｎｉｔｉｏｎａｔｒｏｏｍ ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｕｎｄｅｒａｉｒａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｉｎｃｌｕｄｅｄａｕｔｏｉｇｎｉｔｉｏｎ ａｔｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｏｘｉｄａｔｉｏｎａｔｍｅｄｉｕｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｐｙｒｏｌｙｓｉｓ．ＴｈｅｆｉｎａｌｐｒｏｄｕｃｔｗａｓＦｅ２Ｏ３．Ｔｈｅ ｐａｓｓｉｖａｔｅｄｓａｍｐｌｅｃｏｕｌｄｎｏｔｉｇｎｉｔｅｉｔｓｅｌｆａｔｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｌｙ．Ｔｈｅｐａｓｓｉｖａｔｅｄｓａｍｐｌｅｗａｓ ｏｘｉｄｉｚｅｄａｔａｒｏｕｎｄ１００℃ ｉｎａｎａｉｒｏｒｏｘｙｇｅｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ．Ｔｈｅａｐｐａｒｅｎｔａｃｔｉｖａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｏｆｔｈｅａｃｔｉｖｅ ｓａｍｐｌｅｕｎｄｅｒｏｘｙｇｅｎｗａｓ５７．１０１ｋＪ／ｍｏｌ，ａｎｄｔｈｅａｐｐａｒｅｎｔａｃｔｉｖａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｏｆｔｈｅｐａｓｓｉｖａｔｅｄｓａｍｐｌｅｗａｓ ２３５．９８５ｋＪ／ｍｏｌ．Ｔｈｅｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔａｃｈｉｅｖｅｄｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｉｎｈｉｂｉｔｉｎｇｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｅｒｒｏｕｓｓｕｌｆｉｄｅ；ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ；ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ；ａｐｐａｒｅｎｔａｃｔｉｖａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙ
摘 要：为了揭示硫化亚铁自燃引起油气储罐和炼油设备着火、爆炸机理，探索硫化亚铁自燃事故防治技术，分别 以氧气、空气为反应气，通过同步热分析仪分别测定活性硫化亚铁样品及经钝化处理后的样品（简称钝化样品），在 室温 ～８００℃范围内的反应，采用等转化率法分别计算活性样品及钝化样品在氧气气氛下反应的表观活化能。结 果表明，活性样品在氧气下的反应包括室温自燃和高温段分解两个阶段；在空气下的反应包括室温自燃、中温氧化 及高温分解三个阶段，最终产物均为 Ｆｅ２Ｏ３；钝化样品室温无法自燃，在氧气或空气气氛下，钝化样品加热至 １００℃ 左右发生氧 化。经 计 算，在 氧 气 气 氛 下，活 性 样 品 表 观 活 化 能 为 ５７．１０１ｋＪ／ｍｏｌ，钝 化 样 品 表 观 活 化 能 为 ２３５．９８５ｋＪ／ｍｏｌ，钝化处理可抑制样品的活性。 关键词：硫化亚铁；自燃；钝化；表观活化能 中图分类号：ＴＱ０１３．２；Ｘ９３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－３２０６（２０１９）０５－１１１０－０４
Ｓｔｕｄｙｏｎｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｏｆｆｅｒｒｏｕｓｓｕｌｆｉｄｅ
ＳＨＥＮＪｉｎｇ１，ＹＵＡＮＴｉａｎｙｕ１，ＺＨＡＮＧＹｏｎｇｐｅｎｇ１， ＬＯＮＧＺｈｉｃｈｅｎｇ１，ＨＥＸｉ２，ＧＡＯＪｉａｎｃｕｎ１
（１．ＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２６１７，Ｃｈｉｎａ； ２．ＢｅｉｊｉｎｇＭｕｎｉｃｉｐａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＬａｂｏｕｒＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００５４，Ｃｈｉｎａ）
第 ４８卷第 ５期 ２０１９年 ５月
应 用 化 工 ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏｌ．４８Ｎｏ．５ Ｍａｙ２０１９
硫化亚铁自燃反应特性及活性抑制研究
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
沈静１，袁天宇１，张永鹏１，龙智成１，何溪２，高建村１
（１．北京石油化工学院 安全工程学院，北京 １０２６１７；２．北京市劳动保护科学研究所，北京 １０００５４）
收稿日期：２０１８０７０３ 修改稿日期：２０１８１０１０ 基金项目：北京高等学校高水平人才交叉培养计划实培计划项目 作者简介：沈静（１９８８－），女，河 北 乐 亭 人，讲 师，博 士，主 要 从 事 物 质 热 分 析 技 术 及 自 燃 火 灾 防 治 方 向 的 研 究。 电 话：
１３８１１５８９０５４，Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｈｅｎｊｉｎｇ９１＠ｂｉｐｔ．ｅｄｕ．ｃｎ 通讯联系人：高建村（１９６４－），男，天津人，教授，博士，主要从事应用化学和安全工程方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｇａｏｊｉａｎｃｕｎ＠