硫鐵化合物自燃危害及策略簡析理工論文
1某油田硫鐵化合物現狀分析
通過對渤海某油田重點設備沉積物樣品進行X-射線衍射分析,譜圖見圖1-圖4。從譜圖可以看出,樣品中主要晶態物相組成有FeS、Fe3O4、Fe3S4、FeS2,FeSO3、FeS0.94,這進一步證明在油氣生產過程中硫化物腐蝕后主要生成了硫鐵化合物的不穩定價態,容易發生氧化放熱反應。通過現場調研、取樣分析,可以得出,如表1所示的一些重點部位容易產生硫鐵化合物,如果不采取一些對應的預防及防范措施,可能會造成自燃等危害。
2硫鐵化合物自燃的防范措施
鑒于石油生產中硫鐵化合物自燃危害重大,我們有必要采取一定措施來防范其自燃的發生。針對這一問題,我們可以從工藝、設備、管理三個角度采取不同的防范措施。
2.1工藝方面
工藝方面主要通過優化原油脫硫工藝、加強溫度控制、嚴格控制氧含量、鈍化處理對硫鐵化合物自燃進行控制。
2.1.1優化脫硫工藝在原油脫硫過程中,加強脫硫工藝參數的控制,優化脫硫技術,盡可能對原油進行深度脫硫。目前原油脫硫工藝較為成熟,已開發出堿洗法、萃取法、絡合法、吸附法、催化法、加氫脫硫和生物脫硫法等多種的工藝,并且有源源不斷的新工藝為原油脫硫提供更加有效的解決方案,可保證經過處理后原油中H2S含量處于極低的水平。這就從根本上防止了硫腐蝕生成硫鐵化合物。
2.1.2加強溫度控制在硫鐵化合物氧化和自燃過程中,溫度是一個關鍵的參數。在環境溫度較高時,可采取水噴淋等冷卻方法對設備表面進行降溫。較低的溫度還可減慢硫及硫化物對金屬設備的腐蝕速率,降低硫鐵化合物的堆積量,還可使硫鐵化合物氧化釋放的熱量及時散失,避免熱量的積聚。設備檢修時,在停工或蒸汽吹掃后,必須等設備充分冷卻且采取一定預防硫鐵化合物自燃措施后,方可打開人孔進行作業。
2.1.3嚴格控制氧含量氧氣是硫鐵化合物自燃的必備條件,同時充足的氧氣可大幅度促進硫鐵化合物的生成,因此嚴格控制設備內部氧含量可有效防范硫鐵化合物的自燃。對于各種油品儲罐,可通過氮封保證其密封性,避免硫鐵化合物與空氣接觸。在付油作業時,可進行氮氣置換,防止空氣進入儲罐[5]。設備停工檢修時,應先用惰性氣體進行吹掃置換,且作業時只打開作業處人孔,不能同時開啟設備上下人孔,避免空氣對流增大設備內氧含量,從而降低硫鐵化合物自燃的風險。
2.1.4鈍化處理對硫鐵化合物進行鈍化處理是最安全的避免其自燃的方法。化學鈍化可消除硫鐵化合物的活性,從而使其無法被氧化,這樣就消除了其自燃條件。
2.2設備方面
2.2.1設備防腐設備腐蝕是產生硫鐵化合物的根源,對于易被硫腐蝕的部位,應采用耐腐蝕特別是耐H2S腐蝕的材質。同時可采用涂料保護、陰極保護、滲鋁、化學鍍、生物膜等技術手段防止硫腐蝕。
2.2.2設備清洗設備清洗的主要目的是清除設備內的硫化物,包括物理清洗和化學清洗[6]-[7]。常用的清洗手段有蒸汽吹掃、酸洗、堿洗、高pH溶劑、多級氧化劑清洗等。清洗法工藝簡單,清除效果較好且所需成本較低,是目前生產中較為常用的方法。
2.3管理方面
應加強對整個生產系統的'完整性管理,定期檢查儲罐、塔器、管道等易發生硫鐵化合物自燃的設備,及時掌握各設備的密封、腐蝕和工作狀態等情況,建立設備管理臺賬。及時解決檢查中發現的問題,最大程度上消除引發硫鐵化合物自燃事故的各類隱患。
3總結
原油中的硫及硫化物在加工、運輸、儲存過程中不可避免的與金屬設備的內表面接觸,并對設備內壁產生腐蝕,生成硫鐵化合物。在一定條件下,硫鐵化合物可通過氧化放熱并最終可能引起其自燃,并最終導致火災或爆炸事故。因此在石油生產過程中必須對這一安全隱患加以重視,從工藝、設備、管理等不同方面采取措施,防范事故的發生。近年來,在石油化工生產領域內因硫鐵化合物自燃引發爆炸事故頻發,迫切需要引起管理者的足夠重視,同時生產技術人員和研究者需針對這一問題開展專項研究,建立一套切實可行的硫鐵化合物防治程序,保障石油化工生產的安全運行,為海洋石油的“二次跨越”保駕護航。
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