预防硫化亚铁自然的防护知识

预防硫化亚铁自燃的防护知识

1 硫化亚铁产生的原因、自燃的机理和影响因素

1.1硫化亚铁产生的原因

1.1.1电化学腐蚀反应生成硫化亚铁，均匀地附着在设备及管道内壁。

1.1.2 大气腐蚀反应生成硫化亚铁

装置由于长期停工，设备内构件长时间暴露在空气中，会造成大气腐蚀，而生成铁锈。铁锈由于不易彻底清除，在生产过程中就会与硫化氢作用生成硫化亚铁。此反应较易进行，由于长期停工，防腐不善的装置更具有生成硫化亚铁的趋势。

1.2 硫化亚铁自燃的机理及现象

1.2.1 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+49KJ

2FeO+1/2O2= Fe2O3+271KJ

FeS2+O2=FeS+SO2+222KJ

Fe2S3+3/2O2= Fe2O3+3S+586KJ

1.2.2 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。

1.3 影响硫化亚铁生成速度的因素

从硫化亚铁的生成机理可知，在日常生产中，硫化亚铁的生成过程就是铁在活性硫化物作用下而进行的电化学腐蚀反应过程。因此，控制电化学腐蚀反应是限制硫化亚铁生成的关键手段。只要我们找出生产装置易发生硫腐蚀的部位，根据各部位特点采取有效措施，就可减少硫化亚铁的生成量，进而从根本上避免硫化亚铁自燃事故的发生。油品的含硫量、温度、水及Cl-的存在等因素是影响此电化学腐蚀反应进行速度的重要因素。

1.3.1 原油加工过程中的硫分布规律

只有在有硫存在的情况下，才会发生硫的化学腐蚀，所以含硫量高的油品所处的部位是最容易发生腐蚀的。因此，分析原油在加工过程硫的分布状况，对于控制硫化亚铁的生成将具有指导意义。

原油经常压蒸馏后，约85％的硫都集中在350℃以上的馏分，即常压渣油中，因此常压渣油流经的设备受硫腐蚀的倾向较大；在实际生产中，减压塔塔内构件及减压单元换热器是硫化亚铁最易生成的部位。

以常压渣油为原料的重油催化裂化工艺中，约70％的硫随反应油气进入分馏、吸收稳定系统；近30％的硫存在于焦炭中随再生烟气排掉。因此，催化裂化装置的分馏塔顶冷凝系统、吸收稳定系统的凝缩油灌及再沸器、柴油抽出系统是硫化亚铁易产生的部位。

以馏分油为原料的加氢精制、加氢改质装置，在催化剂的作用下，原料油中的有机硫将和氢气反应，生产无机硫化氢，随生产油进入分馏系统后，由于注入了塔底汽提蒸汽，降低了硫化氢的气相分压，硫化氢从油中析出而被带到塔顶，当蒸汽冷凝成水后，溶于水的硫化氢易腐蚀塔顶设备，因此在加氢装置分馏系统的塔顶冷凝冷却系统易生产硫化亚铁。

酸性水处理系统及酸性水流经的设备也是易发生硫腐蚀的场所。

某些未精制的轻质馏分中含有硫化氢，在储存和输送设备内容易生产硫化亚铁，如催化裂化的液化气、汽油，还有延迟焦化装置的液化气、石脑油等。

在有含硫介质存在的高温部位，还存在高温硫腐蚀现象。因为硫腐蚀反应为化学腐蚀反应，温度升高可加快反应速度。因此，对于物流温度较高的常压塔底及常渣换热单元、减压单元、催化裂化柴油抽出系统比较容易发生高温硫腐蚀。

1.3.2 水及Cl－存在可促进设备硫腐蚀

从硫化亚铁生成反应机理可知，当介质中有水存在时，可促进化学腐蚀的进行，而当有Cl－存在时，即使温度较低，也会发生如下反应：

Fe+2HCl→FeCl2+H2↑

FeCl2+H2S→FeS↓+2HCl

Fe+H2S→FeS↓+H2↑

FeS+2HCl→FeCl2+H2S

因此，对于常压塔顶冷凝系统，即塔顶、油气挥发线、水冷器及回流罐等部位，容易发生低温H2-HCl-H2O腐蚀，最后形成硫化亚铁。

2 预防硫化亚铁自燃的方法

2.1 从源头上控制硫化亚铁的生成

2.1.1 从工艺方面入手，减少硫对设备的腐蚀，控制硫化亚铁的产生。

①加强常压装置“一脱四注”，抑制腐蚀。

②采用渣油加氢转化工艺降低常压渣油的硫含量。

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。

2.1.2 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。

②采用喷镀隔离技术

③加强停工期间的防腐保护。

2.2 采用化学处理方法消除硫化亚铁。

2.2.1 酸洗：可采用稀盐酸清洗法清除硫化亚铁，但清洗过程将释放出硫化氢气体，不但污染环境，还容易造成中毒伤害。因此，清洗过程中需加入硫化氢抑制剂，以转化并消除硫化氢气体。

2.2.2 钝化：用钝化剂进行设备处理，将易自燃的硫化亚铁转变为较稳定的化合物。

2.2.3 氧化处理：可用氧化剂如高锰酸钾氧化硫化亚铁，这种方法具有使用安全，容易实施的优点。

2.3 停工检修过程中应注意的事项

2.3.1 停工前做好预防硫化亚铁自燃事故预案。

2.3.2 检修中控制可燃气体含量，防止因硫化亚铁自燃而发生着火爆炸事故。

2.3.3 检修时应严格控制塔器内温度。

2.3.4 设备吹扫清洗时，对于弯头、塔器内部拐角等盲区要特别引起注意，打开人孔前，应仔细检查低点排凝是否畅通，是否排尽残液，确保吹扫质量，防止残余油气在设备内部存留。

2.3.5检修期间，特别是在气温较高的环境下，必须加强对检修现场的巡查，发现硫化亚铁自燃，应及时处理。