硫化亞鐵自燃是石油化工行業中經常發生的現象,分析原因,主要是設備管道處于載流工作環境,工作介質中的硫、特別是硫化氫與設備材質發生化學反應,在設備和管道表面產生硫化亞鐵。近年來。國內多套化工裝置相繼發生了硫化亞鐵自燃損壞設備的事件。
揚子石化股份有限公司加氫裂化裝置為典型的載硫裝置,多處設備運行于硫化氫工作環境,每次修過程中該裝置的第一分餾塔和液化氣處理塔的塔頂冷卻器、脫硫系統各設備打開時,常會發生硫化亞鐵自燃現象。為此采取了一定的措施,包括設備打開前堿洗,打開時進行水沖洗等,但效果不明顯,無法從根本上消除設備中硫化亞鐵的自燃,每次檢修、改造工作十分被動,且堿洗涉及環保問題。
2001年大檢修中,加氫裂化裝置首次使用了山東屹東實業有限公司研制的FZC-1硫化亞鐵化學清洗劑,對載硫工作環境的8臺大型換熱器進行了化學處理。2002年950#停車消缺過程中,再次使用了該化學清洗劑對DA-955進行了循環清洗,兩次化學清洗均達到了預期效果。
化工裝置中的硫化亞鐵自燃,主要是檢修過程中打開設備時,附著于設備表面的硫化亞鐵油垢與空氣接觸,硫化亞鐵和氧氣發生化學反應,產生自燃。目前工業上防止硫公亞鐵燃燒的方法主要有以下3種:
a) 隔離法:即防止硫化亞鐵與空氣中的氧氣接觸,如用氮氣保護、水封保護等。
b) 清洗法:將硫化亞鐵從設備上清洗,如對設備進行機械清洗、化學清洗等。
c) 鈍化法:用鈍化劑進行設備處理,將易自燃的硫化亞鐵轉變為較穩定的化合物,從而
防止硫化亞鐵的自燃。
隔離法適用于在線保護,但在檢修過程中很難有效防止硫化亞鐵的自燃。鈍化法的成本較高,且不能將硫化亞鐵從設備上除去。清洗法包括物理清洗和化學清洗,物理清洗主要是利用特殊機械清洗設備表面垢層;化學清洗有堿洗、酸洗、有機溶劑清洗,以及根據不同結垢采用的表面活性劑與堿、有機溶劑等組成的混合化學清洗溶液的清洗。相對而言,清洗法簡便有效,而且成本低,是比較常見的方法。目前廣泛采用的煉化設備的化學清洗,實際上是傳統的清洗法與鈍化法相結合,即在化學清洗劑中再適當地添加了鈍化劑的成份。
石油化工設備上的硫化亞鐵,表現為硫化亞鐵針對不同設備環境,分別與輕油、重油或焦油混雜在一起,形成的吸附于設備金屬表面的含硫化亞鐵油垢。因此,清作設備表面的硫化亞鐵,不是簡單的清除硫化亞鐵,而且要兼顧清除漬垢,以便清除深層的硫化亞鐵。
FZC-1型硫化亞鐵化學清洗劑,是基于硫化亞鐵較高的活性和被螯合能力的原理,由一種螯合劑加入適當比例的堿、表面活性劑、緩蝕劑等有效成分合成,具有很強的水溶性和分解性,對設備的腐蝕性低。螯合劑主要用來使硫化亞鐵轉化為可溶性的氧化鐵和硫,并使硫化氫的釋放減少;堿的作用一般是脫脂;表面活性劑的作用則是加強螯合劑在油垢層的滲透,有利于深層硫化亞鐵的脫除;緩蝕劑則是在金屬表面形成保護膜,這樣可以減少設備清洗后,在使用過程中硫化亞鐵的生成,起到對設備的保護作用。
FZC-1硫化亞鐵高效化學清洗劑的主要物化性質見表1:
表1 FZC-1 硫化亞鐵高效化學清洗劑的技術指標
項目<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" /> |
質量指標 |
試驗方法 |
外觀 |
紅褐色液體 |
目測 |
密度(20℃)/g·cm-3 |
1.04~1.08 |
GB/T1884 |
pH值 |
7~9 |
GB9986 |
使用環境/℃ |
30~80 |
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