含硫油品對儲(chǔ)罐的腐蝕與自燃性的研究.pdf

1、油品儲(chǔ)罐是煉油廠不可缺少的裝置。我國石化系統(tǒng)各種類型儲(chǔ)油罐5000多座。隨著含硫原油中硫含量的增加，油罐的硫腐蝕日益嚴(yán)重，燃燒、爆炸等惡性事件時(shí)有發(fā)生，給企業(yè)和社會(huì)造成重大損失。 對儲(chǔ)罐中硫鐵化物的形成和引起燃燒原理進(jìn)行理論分析，使用X射線衍射儀對儲(chǔ)罐中內(nèi)表面鐵銹的成份進(jìn)行分析，得到鐵銹主要由Fe2O3、Fe3O4和Fe(OH)3的脫水產(chǎn)物FeO(OH)組成。 模擬儲(chǔ)油罐內(nèi)表面被硫化氫腐蝕的情況，以化學(xué)試劑Fe2O3、F

2、e3O4和Fe(OH)3為原料，室溫下分別與飽和濕度硫化氫反應(yīng)，采用X射線衍射儀對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行鑒定，得到其主要硫化產(chǎn)物為硫化亞鐵。對其硫化產(chǎn)物的再氧化產(chǎn)物進(jìn)行分析，其氧化產(chǎn)物隨硫鐵化物的來源不同而不同。Fe2O3硫化產(chǎn)物的再氧化產(chǎn)物是Fe2O3、FeO(OH)和單質(zhì)硫；Fe3O4硫化產(chǎn)物的再氧化產(chǎn)物是Fe3O4和Fe2O3；Fe(OH)3硫化產(chǎn)物的再氧化產(chǎn)物是Fe3O4、Fe2O3和單質(zhì)硫。 以Fe2O3為例，考查了硫化氫流速、

3、環(huán)境溫度和硫化時(shí)間對硫化產(chǎn)物的影響。結(jié)果表明，H2S流速越大，硫化時(shí)間越長，生成的硫化產(chǎn)物越多；硫化產(chǎn)物的類型會(huì)隨環(huán)境溫度發(fā)生變化。室溫下生成FeS，隨著溫度的升高，F(xiàn)eS會(huì)向Fe3S4和FeS2轉(zhuǎn)化。 對空氣流速、氧氣濃度、水、單質(zhì)硫、油和硫鐵化物顆粒度對氧化過程的影響進(jìn)行了考察。結(jié)果表明，空氣流速和氧氣濃度是影響硫鐵化物氧化速率的主要因素。空氣流速和氧氣濃度的增加，使供氧條件得到了改善，氧氣與硫鐵化物接觸的可能性增多，氧化的

4、機(jī)率增大；水的存在是影響硫鐵化物氧化的重要因素。干燥硫鐵化物與氧氣反應(yīng)極其緩慢，含水的硫鐵化物可大大加快反應(yīng)速率；單質(zhì)硫的氧化會(huì)促進(jìn)硫鐵化物的氧化反應(yīng)，縮短硫鐵化物氧化到油品燃燒的時(shí)間。因此，單質(zhì)硫的存在為硫鐵化物引起的火災(zāi)及爆炸提供了充分的燃燒基礎(chǔ)；當(dāng)油覆蓋在硫鐵化物表面上時(shí)，油層會(huì)阻礙硫鐵化物與空氣中氧氣的接觸，抑制硫化亞鐵氧化反應(yīng)的發(fā)生；硫鐵化物的氧化自燃性與其顆粒度有關(guān)。硫鐵化物的顆粒度越小，比表面積越大，耗氧速率越大，氧化反應(yīng)

5、越快，放出的熱量越多。 利用日本生產(chǎn)的SIT-2型自然發(fā)火絕熱測試裝置對化學(xué)試劑硫化亞鐵氧化過程進(jìn)行跟蹤實(shí)驗(yàn)。根據(jù)氧化過程中試樣的溫度變化了解其氧化規(guī)律。結(jié)果表明，硫化亞鐵的氧化由誘導(dǎo)氧化期、中速氧化期和加速氧化期三個(gè)階段組成。其中，加速氧化期是引發(fā)硫鐵化物和油品自燃的關(guān)鍵階段。 通過對硫鐵化物氧化升溫特性和耗氧速率的研究，得到了影響硫鐵化物氧化自燃性的各種因素。除此之外還有影響含硫油品儲(chǔ)罐自燃的其它因素。對其進(jìn)行分析和

6、總結(jié)，繪制了含硫油品儲(chǔ)罐自燃事故樹，并提出了有效的防治措施。 防止儲(chǔ)罐自燃的關(guān)鍵是脫硫，噻吩硫是最難脫除的硫化物。針對這一難點(diǎn)，采用微波氧化脫硫方法對油品中噻吩硫的脫除進(jìn)行了研究，脫除率達(dá)60％，為油品中噻吩硫的脫除開辟了新途徑。 此項(xiàng)研究為企業(yè)生產(chǎn)及時(shí)提供了有關(guān)硫鐵化物氧化放熱過程的較詳細(xì)資料，同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果提出了有效的預(yù)防措施，為油罐的安全運(yùn)行，有效抑制和消除因硫鐵化物氧化而引起的火災(zāi)和爆炸事故，為石化企業(yè)的安