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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(xiàn)狀分析
通過對渤海某油田重點設(shè)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(tài)物相組成有FeS、Fe3O4、Fe3S4、FeS2,FeSO3、FeS0.94,這進一步證明在油氣生產(chǎn)過程中硫化物腐蝕后主要生成了硫鐵化合物的不穩(wěn)定價態(tài),容易發(fā)生氧化放熱反應(yīng)。通過現(xiàn)場調(diào)研、取樣分析,可以得出,如表1所示的一些重點部位容易產(chǎn)生硫鐵化合物,如果不采取一些對應(yīng)的預(yù)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(chǎn)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(fā)生。針對這一問題,我們可以從工藝、設(shè)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(yōu)化原油脫硫工藝、加強溫度控制、嚴(yán)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(yōu)化脫硫工藝在原油脫硫過程中,加強脫硫工藝參數(shù)的控制,優(yōu)化脫硫技術(shù),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(fā)出堿洗法、萃取法、絡(luò)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(jīng)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(guān)鍵的參數(shù)。在環(huán)境溫度較高時,可采取水噴淋等冷卻方法對設(shè)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(shè)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(shè)備檢修時,在停工或蒸汽吹掃后,必須等設(shè)備充分冷卻且采取一定預(yù)防硫鐵化合物自燃措施后,方可打開人孔進行作業(yè)。
2.1.3嚴(yán)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(yán)格控制設(shè)備內(nèi)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(yè)時,可進行氮氣置換,防止空氣進入儲罐[5]。設(shè)備停工檢修時,應(yīng)先用惰性氣體進行吹掃置換,且作業(yè)時只打開作業(yè)處人孔,不能同時開啟設(shè)備上下人孔,避免空氣對流增大設(shè)備內(nèi)氧含量,從而降低硫鐵化合物自燃的風(fēng)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(xué)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(shè)備方面
2.2.1設(shè)備防腐設(shè)備腐蝕是產(chǎn)生硫鐵化合物的根源,對于易被硫腐蝕的部位,應(yīng)采用耐腐蝕特別是耐H2S腐蝕的材質(zhì)。同時可采用涂料保護、陰極保護、滲鋁、化學(xué)鍍、生物膜等技術(shù)手段防止硫腐蝕。
2.2.2設(shè)備清洗設(shè)備清洗的主要目的是清除設(shè)備內(nèi)的硫化物,包括物理清洗和化學(xué)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(chǎn)中較為常用的方法。
2.3管理方面
應(yīng)加強對整個生產(chǎn)系統(tǒng)的完整性管理,定期檢查儲罐、塔器、管道等易發(fā)生硫鐵化合物自燃的設(shè)備,及時掌握各設(shè)備的密封、腐蝕和工作狀態(tài)等情況,建立設(shè)備管理臺賬。及時解決檢查中發(fā)現(xiàn)的問題,最大程度上消除引發(fā)硫鐵化合物自燃事故的各類隱患。
3總結(jié)
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(shè)備的內(nèi)表面接觸,并對設(shè)備內(nèi)壁產(chǎn)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(dǎo)致火災(zāi)或爆炸事故。因此在石油生產(chǎn)過程中必須對這一安全隱患加以重視,從工藝、設(shè)備、管理等不同方面采取措施,防范事故的發(fā)生。近年來,在石油化工生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)因硫鐵化合物自燃引發(fā)爆炸事故頻發(fā),迫切需要引起管理者的足夠重視,同時生產(chǎn)技術(shù)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(chǎn)的安全運行,為海洋石油的“二次跨越”保駕護航。
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