安全管理论文浅析石油化工装置检修过程中硫化亚铁自燃事故及对策.doc

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1、此材料由网络搜集而来，如有侵权请告知上传者立即删除。材料共分享，我们负责传递知识。平安治理论文浅析石油化工装置检修过程中硫化亚铁自燃事故及对策1前言石油化工企业是易燃易爆的消费企业，由物质自燃引发的火灾和爆炸事故时有发生。而物质自燃过程一般处于隐蔽状态，往往不易为人们所觉察，自燃事故有时是特别难预料的。绝大多数自燃事故发生在消费装置停工检修过程中：案例1：2004年4月25日某催化装置因供电系统缺点导致全面停工，停车过程按紧急停工步骤进展。由于鼓风机停转，酸性水汽提系统燃烧炉出现熄火现象，操作人员及时将瓦斯切断，汽提塔剩余气体经燃烧炉烟囱排放，大约距停工4-5小时后，觉察燃烧尾气烟囱有浓烟冒出

2、，监控仪表显示烟道温度急骤上升，车间操作人员及时切断酸性气炉口阀，接临时蒸汽通入炉内进展吹扫；由于觉察及时处理得当防止事故进一步开展，事后检查觉察碳钢材质烟囱距地面10米处出现严峻变形。案例2：2001年5月2日，某石化厂催化车间进展检修期间，分馏系统吹扫完毕，设备打开放空。第二天下午2时，觉察分馏塔顶油气别离器人孔冒出浓烟，紧接着发生闪爆事故，并伴有刺激性气味放出，推断是二氧化硫气体，车间人员立即向此罐内打水冷却，制止了事态的开展，未引起大的损失。表1国内外原油含硫量表原油名称含硫量%时间大庆原油0.0971996.8成功原油0.771996.11惠州原油0.031991.2辽河原油0.17

3、361984.5陆丰原油0.11271998.7阿曼原油1.08961997.10伊朗轻原油1.631998.4伊拉克巴士拉原油2.111997.12沙特轻质原油2.031998.3沙特中质原油2.561994.5沙特重质原油3.091994.8迪拜原油1.661994.2据有关材料统计，目前我国石油消费量的年增长率为4%，而国内原油量的年产量增长率低于1%，缺乏的部分要靠进口原油来补充。从表1中可以看出外国进口原油含硫量较高，特别是中东原油,均大于1%,最高可达3.09%。加工高硫原油不但给产质量量操纵和环境保护带来新的征询题，而且由于加重了设备腐蚀，为日常消费和检修过程带来平安隐患，特别是

4、装置检修过程中的硫化亚铁自燃事故，令人防不胜防，发生率较高，如何防止和正确处理硫化亚铁自燃，对平安消费是十分重要的。2硫化亚铁的产生缘故及自燃机理2.1硫化亚铁的产生缘故（1）电化学腐蚀反响生成硫化亚铁原油中80%以上的硫集中在常压渣油中，这些硫化物的构造比较复杂，在高温条件特别是在催化剂的作用下，极易分解生成硫化氢和较小分子硫醇。当有水存在时，这些硫化氢和硫醇对铁质设备具有明显的腐蚀作用，反响过程为：H2S=H+HS-HS-=H+S2-这是一种电化学腐蚀过程：阳极反响：FeFe2+2e阴极反响：2H+2eH2(渗透钢中)Fe2+与S2-及HS-反响：Fe2+S2-FeSFe2+HS-=FeS

5、+H+另外，硫与铁可直截了当作用生成硫化亚铁：FeSFeS生成的硫化亚铁构造比较疏松，均匀地附着在设备及管道内壁。（2）大气腐蚀反响生成硫化亚铁装置由于长期停工，设备内构件长时间暴露在空气中，会造成大气腐蚀，而生成铁锈。铁锈由于不易完全去除，在消费过程中就会与硫化氢作用生成硫化亚铁。反响式如下：Fe+O2+H2OFe2O3H2OFe2O3H2O+H2SFeS+H2O此反响较易进展，由于长期停工，防腐不善的装置更具有消费硫化亚铁的趋势。2.2硫化亚铁自燃的机理及现象（1）硫化亚铁自燃的机理硫化亚铁及铁的其它硫化物在空气中受热或光照时，会发生如下反响：FeS+3/2O2=FeO+SO2+49KJ2

6、FeO+1/2O2=Fe2O3+271KJFeS2+O2=FeS+SO2+222KJFe2S3+3/2O2=Fe2O3+3S+586KJ（2）硫化亚铁自燃的现象硫化亚铁自燃的过程中如没有一定的可燃物支持，将产生白色的SO2气体，常被误认为水蒸汽，伴有刺激性气味；同时放出大量的热。当四周有其它可燃物（如油品）存在时，会冒出浓烟，并引发火灾和爆炸。 3阻碍硫化亚铁生成速度要素从硫化亚铁的生成机理可知，在日常消费中，硫化亚铁的生成过程确实是铁在活性硫化物作用下而进展的化学腐蚀反响过程。因此，操纵化学腐蚀反响是限制硫化亚铁生成的关键手段。只要我们找出消费装置易发生硫腐蚀的部位，按照各部位特点采取有效措

7、施，就可减小硫化亚铁生成量，进而从根本上防止硫化亚铁自燃事故的发生。油品的含硫量、温度、水及Cl-的存在等要素是阻碍此电化学腐蚀反响进展速度的重要要素。3.1原油加工过程中的硫分布规律只要有硫存在的情况下，才会发生硫化学腐蚀；油品含硫量高的部位是最易发生腐蚀的地点。因此，分析原油在加工过程的硫分布关于操纵硫化亚铁的生成具有指导意义。表2常压蒸馏后馏分的硫分布序号原油名称原油类型原油硫含量,%馏分范围馏分硫含量,%占原油硫分布,%1阿曼原油中间基1.16HK2000.030.32003000.1081.43003500.488.73501.9789.62中原原油石蜡基0.65HK2000.040

8、.92003000.133.63003500.296.33501.0989.13塔里木原油石蜡基0.71HK2000.041.32003000.154.73003500.478.33501.4785.34成功原油中间基0.84HK2000.020.12003000.081.23003500.323.53501.0895.25长庆原油石蜡基0.14HK2000.033.02003000.044.23003500.085.03500.2487.86塔河原油中间基1.43HK2000.010.12003000.081.03003500.664.93502.0794.0 表3 催化裂化后产品硫分布序

9、号12原料油硫含量0.800.92产品名称干气液化气汽油柴油油浆焦炭干气液化气汽油柴油油浆焦炭产品产率3.2812.4333.2932.556.0612.393.7814.7235.1329.464.8512.06产品硫含量8.190.150.080.561.461.668.060.0540.110.791.542.21本工艺硫分布33.22.35.722.510.925.432.50.85.624.87.928.4序 号34原料油硫含量0.960.77产品名称干气液化气汽油柴油油浆焦炭干气液化气汽油柴油油浆焦炭产品产率4.9311.834.436.24.18.573.04.2540.135.

10、96.410.3产品硫含量3.980.440.10.791.713.756.740.630.070.792.060.92本工艺硫分布20.45.413.5829.77.3433.4626.63.483.636.817.112.4（1）从表2可以看出，原油经常压蒸馏后85的硫都集中在350以上的馏分即常压渣油中，因此常压渣油流经的设备受硫腐蚀的倾向较大；在实际消费中，减压塔塔内构件及减压单元换热器是硫化亚铁最易生成的部位。（2）从表3可以看出，约70的硫随反响油气进入分馏、吸收稳定系统；近30的硫存在于焦炭中随再生烟气排掉。因此，分馏塔顶冷凝系统、吸收稳定系统的凝缩油灌及再沸器、柴油抽出系统是硫

11、化亚铁易产生的部位。（3）硫含量较高的酸性水处理系统及酸性水流经的设备也是易发生硫腐蚀的地点。3.2高温硫腐蚀硫腐蚀反响为化学腐蚀反响，温度升高可加快反响速度。因此，关于物流温度较高的常压塔底及常渣换热单元、减压单元、催化裂化柴油抽出系统比较容易发生高温硫腐蚀。3.3水及Cl存在可促进设备硫腐蚀从硫化亚铁生成反响机理可知有水存在可促进化学腐蚀的进展而当有Cl存在即便温度较低时也会发生如下反响：Fe+2HClFeCl2+H2FeCl2+H2SFeS+2HClFe+H2SFeS+H2FeS+2HClFeCl2+H2S关于常压塔顶冷凝系统，即塔顶、油气挥发线、水冷器及回流罐等部位，易发生低温H2H-

12、HCl-H2O腐蚀。 4案例分析案例1事故分析：1由于长时间停电使风机停转，造成其燃烧炉熄火，而H2S浓度较高的酸性气通过烟囱排放；由于炉膛温度（900左右）仍然较高，酸性气中硫化氢预热升温后与碳钢作用生成硫化亚铁。2由于当时风较大，加速了空气进入炉膛及烟囱的速度，随着酸性气体的减少，氧含量的提高，硫化亚铁与氧气发生自燃反响，放出大量热，最后将铁制烟囱烘得严峻变形。3检修中觉察烟囱变形部位四周较大面积变薄，已严峻腐蚀，经分析可能是在开停工及平时操作波动过程中，燃烧烟气中含有未转化成SO2的硫化氢气体，促使硫化亚铁不断生成。另外，变形部位未进展保温，可能发生露点腐蚀，使管道变薄。4汲取了本次事故

13、的教训后，车间将烟囱由碳钢改为耐腐蚀性好的钢材，并加强了烟囱的保温情况。另外，在风机出口管线上加设蒸汽线，当燃烧炉熄灭时，可用来吹扫未反响的气体，减少硫化亚铁的生成几率。案例2事故分析：1进入罐内检查觉察，罐底堆积较厚一层类似铁锈的物质，经化验觉察硫化亚铁含量特别高。由于停工时间较长，设备内部构件长期暴露在空气中，会造成大气腐蚀，生成铁锈；开工前的清理不易将其除去，在消费过程中铁锈和硫化氢作用生成硫化亚铁，下次停工吹扫时由于吹扫使硫化亚铁层脱落，随气流进入油水别离罐，堆积下来。由于天气炎热，气温达30，随着热量的积累，使“铁锈”外表油膜及水分蒸发掉，与空气直截了当接触，最后引起单调的硫化亚铁发

14、生自燃，并引燃油气发生闪爆。5硫化亚铁自燃事故的防治对策5.1 从根源上操纵硫化亚铁生成硫化亚铁的产生过程是设备的腐蚀过程，有必要从多个方面采取措施，减少对设备的硫腐蚀。（1）从工艺方面入手，减少设备硫腐蚀，操纵硫化亚铁的产生。1加强常压装置“一脱四注”抑制腐蚀。按照原油的实际情况，选择效果好的破乳剂 ，优化电脱盐工艺，加大无机盐（例如MgCl2、CaCl2 ）脱除率，从而减小塔顶Cl含量。使用适宜于高硫原料的缓蚀剂 ，降低腐蚀速度。适当加大注氨量，减轻硫腐蚀。2采纳渣油加氢转化工艺降低常压渣油的硫含量。催化裂化装置对常渣的硫含量要求较高，在加工高含硫原油的情况下，可采纳渣油加氢转化技术，降低

15、渣油中的硫、胶质、氮等物质的含量，可以减轻催化设备腐蚀，同时消费出高质量的产品。3在分馏塔顶试添加缓蚀剂，使钢材外表构成保护膜，起阻蚀作用。（2）从设备方面采取措施，阻止硫化亚铁产生。1易被硫腐蚀的部位，更换成耐腐蚀的钢材。兼顾本钱，选择性价比较高的耐腐蚀钢材，例如选择价格合理而防腐功能与昂贵的316L钢相当的渗铝钢。2采纳喷镀隔离技术在易腐蚀设备内外表采纳喷镀耐腐蚀金属或涂镀耐腐蚀材料等技术实现隔离防腐目的。但消费过程中假设流经设备及管线的油品的流速较大或设备中的易磨损部位不宜采纳喷镀隔离技术。3加强停工期间的防腐保护。关于长期停工的装置，应采纳加盲板密闭，注入氮气置换空气等措施，防止大气腐

16、蚀。（3）加强日常操作治理加强有关岗位的操作治理，防止因操作不当造成硫化亚铁的不断生成。5.2采纳化学处理方法消除硫化亚铁。关于像减压塔填料，酸性水汽提塔板极易产生硫化亚铁部位，可采纳化学方法处理。（1）酸洗：可用稀盐酸清洗来消除硫化亚铁存在，但会释放出硫化氢气体，需加额外硫化氢抑制剂，以转化并消除硫化氢气体。（2）螯合物处理：特制的高酸性螯合物在溶解硫化物沉淀时特别有效，不会产生硫化氢气体，但实际价格较昂贵。（3）氧化处理：可用氧化剂高锰酸钾氧化硫化物，具有使用平安，容易施行的优点。5.3 停工检修过程中应留意的事项（1）停工前做好预防硫化亚铁自燃事故预案。停车前按照装置本身特点及以往的实践

17、经历，做好硫化亚铁自燃预案，一量发生自燃事故，立即采取措施，防止事故范围扩大，减小经济损失。（2）设备吹扫清洗时，关于弯头、拐角等死区要特别处理，并留意低点排凝，确保吹扫质量，防止残油及剩余油气的存在。从而防止硫化亚铁自燃引发爆炸和火灾扩大。（3）设备降至常温方可打开，进入前用清水冲洗，保证内部构件潮湿，去除的硫化亚铁应装入袋中浇湿后运出设备外，并尽快采取深埋处理。（4）加强巡检。检修期间，特别是在气温较高的环境下，必须加强检查，及时觉察，及时处理。参考文献1杨书显.原油加工过程中硫分布规律分析与操纵.中国石油化工科技指南，2003上卷2黄靖国等.常减压蒸馏装置的腐蚀及操纵.石油化工，2002.3（5）3黄鹄催化装置冷换设备的腐蚀现状与防腐对策.石油平安，2002.3（6）