硫铁化合物自燃危害及策略简析理工论文
1某油田硫铁化合物现状分析
通过对渤海某油田重点设备沉积物样品进行X-射线衍射分析,谱图见图1-图4。从谱图可以看出,样品中主要晶态物相组成有FeS、Fe3O4、Fe3S4、FeS2,FeSO3、FeS0.94,这进一步证明在油气生产过程中硫化物腐蚀后主要生成了硫铁化合物的不稳定价态,容易发生氧化放热反应。通过现场调研、取样分析,可以得出,如表1所示的一些重点部位容易产生硫铁化合物,如果不采取一些对应的预防及防范措施,可能会造成自燃等危害。
2硫铁化合物自燃的防范措施
鉴于石油生产中硫铁化合物自燃危害重大,我们有必要采取一定措施来防范其自燃的发生。针对这一问题,我们可以从工艺、设备、管理三个角度采取不同的防范措施。
2.1工艺方面
工艺方面主要通过优化原油脱硫工艺、加强温度控制、严格控制氧含量、钝化处理对硫铁化合物自燃进行控制。
2.1.1优化脱硫工艺在原油脱硫过程中,加强脱硫工艺参数的控制,优化脱硫技术,尽可能对原油进行深度脱硫。目前原油脱硫工艺较为成熟,已开发出碱洗法、萃取法、络合法、吸附法、催化法、加氢脱硫和生物脱硫法等多种的工艺,并且有源源不断的新工艺为原油脱硫提供更加有效的解决方案,可保证经过处理后原油中H2S含量处于极低的水平。这就从根本上防止了硫腐蚀生成硫铁化合物。
2.1.2加强温度控制在硫铁化合物氧化和自燃过程中,温度是一个关键的参数。在环境温度较高时,可采取水喷淋等冷却方法对设备表面进行降温。较低的温度还可减慢硫及硫化物对金属设备的腐蚀速率,降低硫铁化合物的堆积量,还可使硫铁化合物氧化释放的热量及时散失,避免热量的积聚。设备检修时,在停工或蒸汽吹扫后,必须等设备充分冷却且采取一定预防硫铁化合物自燃措施后,方可打开人孔进行作业。
2.1.3严格控制氧含量氧气是硫铁化合物自燃的必备条件,同时充足的氧气可大幅度促进硫铁化合物的生成,因此严格控制设备内部氧含量可有效防范硫铁化合物的自燃。对于各种油品储罐,可通过氮封保证其密封性,避免硫铁化合物与空气接触。在付油作业时,可进行氮气置换,防止空气进入储罐[5]。设备停工检修时,应先用惰性气体进行吹扫置换,且作业时只打开作业处人孔,不能同时开启设备上下人孔,避免空气对流增大设备内氧含量,从而降低硫铁化合物自燃的风险。
2.1.4钝化处理对硫铁化合物进行钝化处理是最安全的避免其自燃的方法。化学钝化可消除硫铁化合物的活性,从而使其无法被氧化,这样就消除了其自燃条件。
2.2设备方面
2.2.1设备防腐设备腐蚀是产生硫铁化合物的根源,对于易被硫腐蚀的部位,应采用耐腐蚀特别是耐H2S腐蚀的材质。同时可采用涂料保护、阴极保护、渗铝、化学镀、生物膜等技术手段防止硫腐蚀。
2.2.2设备清洗设备清洗的主要目的是清除设备内的硫化物,包括物理清洗和化学清洗[6]-[7]。常用的清洗手段有蒸汽吹扫、酸洗、碱洗、高pH溶剂、多级氧化剂清洗等。清洗法工艺简单,清除效果较好且所需成本较低,是目前生产中较为常用的方法。
2.3管理方面
应加强对整个生产系统的'完整性管理,定期检查储罐、塔器、管道等易发生硫铁化合物自燃的设备,及时掌握各设备的密封、腐蚀和工作状态等情况,建立设备管理台账。及时解决检查中发现的问题,最大程度上消除引发硫铁化合物自燃事故的各类隐患。
3总结
原油中的硫及硫化物在加工、运输、储存过程中不可避免的与金属设备的内表面接触,并对设备内壁产生腐蚀,生成硫铁化合物。在一定条件下,硫铁化合物可通过氧化放热并最终可能引起其自燃,并最终导致火灾或爆炸事故。因此在石油生产过程中必须对这一安全隐患加以重视,从工艺、设备、管理等不同方面采取措施,防范事故的发生。近年来,在石油化工生产领域内因硫铁化合物自燃引发爆炸事故频发,迫切需要引起管理者的足够重视,同时生产技术人员和研究者需针对这一问题开展专项研究,建立一套切实可行的硫铁化合物防治程序,保障石油化工生产的安全运行,为海洋石油的“二次跨越”保驾护航。
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