FZC—1硫化亞鐵鈍化清洗在常減壓裝置停工中的應(yīng)用

朱東明

摘 要：隨著原油中的硫含量的增加及設(shè)備運(yùn)行周期的延長，設(shè)備內(nèi)部存在較多的硫化亞鐵，這些部位的硫化亞鐵在停工檢修時(shí)如不進(jìn)行處理，很容易產(chǎn)生自然現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀設(shè)備和造成人員傷亡。由于上述問題，可在停工檢修中使用FZC-1硫化亞鐵鈍化劑，通過設(shè)備清洗，保證設(shè)備的停工檢修安全。

關(guān)鍵詞：裝置停工 硫化亞鐵鈍化劑 清洗 檢修安全

中圖分類號(hào)：TE966 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-01-0172-02

前言

隨著原油中的硫含量增加及設(shè)備運(yùn)行周期的延長，常減壓蒸餾裝置設(shè)備和管道的腐蝕日益加劇。在設(shè)備及管道內(nèi)部存在較多的硫化亞鐵。這些部位的硫化亞鐵都在設(shè)備內(nèi)部，在停工檢修時(shí)如不進(jìn)行處理，硫化亞鐵與空氣相遇后會(huì)產(chǎn)生自然現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀設(shè)備，造成人員傷亡。為確保裝置順利停工以及設(shè)備和人身安全，常減壓裝置在停工檢修中使用了濟(jì)南瑞東公司生產(chǎn)的FZC-1硫化亞鐵鈍化劑，對(duì)存在較多硫化亞鐵的初餾塔、常壓塔、減壓塔等設(shè)備和管道進(jìn)行了鈍化清洗。實(shí)踐證明，通過鈍化清洗，消除了設(shè)備和管線內(nèi)的硫化亞鐵，同時(shí)消除了硫化氫、硫醇、二硫化物等惡臭物質(zhì)，保證了裝置停工檢修安全。

一、 硫化亞鐵的形成機(jī)理

FeS是深棕色或黑色粉末狀固體，難溶于水，密度4.74m/cm3，熔點(diǎn)1193℃，硫化亞鐵是由硫與鐵發(fā)生反應(yīng)后生成的產(chǎn)物。含硫化合物按其性質(zhì)可分為活性硫化物和非活性硫化物。

活性硫化物主要包括單質(zhì)硫、硫化氫和硫醇，其共同的特點(diǎn)是對(duì)金屬設(shè)備有較強(qiáng)的腐蝕作用。在200℃以上，干硫化氫可與鐵直接反應(yīng)生成FeS，在360℃～390℃之間生成速率最快，在450℃左右生成速率減緩。在350℃～400℃時(shí)，單質(zhì)硫很容易與鐵直接化合生成FeS，并在此溫度下H2S分解出活性硫：H2S→S + H2。

硫醇在200℃以上時(shí)，也可直接與鐵反應(yīng)：RCH2CH2SH+Fe→RCH2CH3+ FeS+ H2

非活性硫化物主要包括硫醚、二硫化物和噻吩等，其共同的特點(diǎn)是對(duì)金屬設(shè)備無腐蝕作用，但受熱分解后可轉(zhuǎn)化為活性硫化物，對(duì)金屬設(shè)備造成腐蝕生成FeS。

在工藝系統(tǒng)內(nèi)，只要有硫存在，就會(huì)產(chǎn)生硫化亞鐵，它的生成受介質(zhì)溫度、流速、硫含量以及硫的存在形式所影響。硫化亞鐵的性質(zhì)和組成對(duì)硫化亞鐵的不斷產(chǎn)生有較大影響。一般來說，裝置開工初期3～6個(gè)月是硫化亞鐵的生成期，以后是硫化亞鐵的積累期，如果硫化亞鐵的生成較為集中，在檢修時(shí)就存在自然的風(fēng)險(xiǎn)，如果硫化亞鐵結(jié)構(gòu)疏松，在金屬表面無法形成致密的保護(hù)膜，則對(duì)設(shè)備無保護(hù)作用，會(huì)加快硫化亞鐵的生成。

二、硫化亞鐵的危害及預(yù)防

FeS在的分布規(guī)律一般遵循：介質(zhì)中硫含量越高，其FeS腐蝕產(chǎn)物越多。硫含量很低的物料，也會(huì)產(chǎn)生腐蝕形成FeS，這是因?yàn)樵O(shè)備內(nèi)部有滯留區(qū)，該區(qū)域流速低，F(xiàn)eS產(chǎn)物很難被帶走，這樣在高負(fù)荷，長周期、連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備內(nèi)部就會(huì)不斷的積聚。

由于FeS不是純凈物，與油泥等混合后會(huì)形成一層結(jié)構(gòu)疏松的污垢，在潮濕的空氣中，二價(jià)鐵離子氧化成三價(jià)鐵離子，負(fù)二價(jià)硫氧化成負(fù)四價(jià)硫，放出大量的熱，由于局部溫度升高，加速了周圍硫化亞鐵的氧化，形成連鎖反應(yīng)。如果污垢中存在烴類物質(zhì)，在硫化亞鐵氧化高溫的作用下，會(huì)迅速燃燒，放出更多熱量。，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成火災(zāi)爆炸事故，嚴(yán)重威脅人員和設(shè)備安全。

FeS的存在、與空氣中的氧接觸、一定的溫度是FeS發(fā)生自然的三個(gè)要素。在設(shè)備檢修中為了預(yù)防FeS自然事故的發(fā)生，至少要消除其中的要素之一。使用鈍化劑清洗是預(yù)防并消除FeS自然最為安全的方法。通過鈍化清洗消除其活性，達(dá)到阻止其自然的目的。

三、鈍化清洗的原理

（一）鈍化清洗原理。硫化亞鐵鈍化劑具有較強(qiáng)的氧化活性和被螯合能力，F(xiàn)ZC-1硫化亞鐵鈍化劑是由一種螯合劑加入適當(dāng)比例的其他有效成分合成。該鈍化劑是一種雙功能劑，以鈍化硫化亞鐵為主，同時(shí)消除H2S、硫醇、二硫化物等惡臭為輔。主要性能指標(biāo)如表：

3-1硫化亞鐵鈍化劑主要性能指標(biāo)

（二）FZC-1硫化亞鐵鈍化劑主要特點(diǎn)

1、高效、無毒、無腐蝕，不會(huì)造成二次污染，對(duì)硫化亞鐵具有快速的鈍化作用，可以有效的防治硫化亞鐵自然，同時(shí)對(duì)消除H2S、硫醇、二硫化物等惡臭物質(zhì)有一定的作用。

2、不需要?jiǎng)痈墓に嚵鞒?，鈍化清洗時(shí)間一般為8～12小時(shí)，可以清除96%以上的FeS，不會(huì)延長裝置停工時(shí)間。

3、鈍化后的金屬表面能形成保護(hù)層，有效防治金屬表面進(jìn)一步的腐蝕。

4、鈍化清洗后的廢水可以直接排放到污水處理場(chǎng)，不會(huì)沖擊污水處理場(chǎng)。

四、鈍化清洗流程

本次鈍化清洗由濟(jì)南瑞東實(shí)業(yè)有限公司和車間共同制定清洗方案，清洗時(shí)間為12小時(shí)，藥劑由濟(jì)南瑞東公司配制8%～10%的水溶液，利用裝置現(xiàn)有流程與清洗設(shè)備連接，進(jìn)行局部系統(tǒng)循環(huán)來完成清洗。

（一）清洗的主要設(shè)備。本次主要對(duì)檢修期間作業(yè)受限的初餾塔C-101、常壓塔C-102及其附屬汽提塔C-103、C-104、C-105和減壓塔C-701進(jìn)行了鈍化清洗。

（二）清洗流程。常壓塔及其附屬汽提塔通過常頂回流線連接清洗泵，在塔底排污和汽提塔排污處回收清洗液至清洗槽，過濾后進(jìn)行循環(huán)使用。初餾塔和減壓塔均通過塔頂回流線給水，塔底排污處回收。清洗流程如4-1：

4-1鈍化清洗流程示意圖

五、鈍化清洗效果分析

清洗工作完成以后，由濟(jì)南瑞東公司工程技術(shù)人員和車間技術(shù)人員對(duì)所清洗的設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收，經(jīng)過檢查，所清洗的設(shè)備達(dá)到了預(yù)期的效果。

（一）硫化亞鐵鈍化劑為紅褐色液體，鈍化劑加入設(shè)備和管線清洗后，循環(huán)液由透明逐漸變化為渾濁，并產(chǎn)生土黃色、乃至黑色顆粒，PH值由7.4上升為8.3左右，從清洗結(jié)果來看，減壓塔內(nèi)的硫化亞鐵含量較多。

（二）硫化亞鐵鈍化劑對(duì)塔內(nèi)和塔底的油泥有一定的清洗作用，這一點(diǎn)從塔底排污可以明顯看出有油泥排出。清洗結(jié)束后檢查，塔內(nèi)部件較為干凈而且露出設(shè)備不銹鋼的本色，一定程度上降低了設(shè)備清掃難度，說明清洗效果較好。

（三）裝置停工打開人孔后8小時(shí)后采樣分析，完全合格，而且沒有任何惡臭等異常氣味，在檢修的整個(gè)過程中，沒有發(fā)現(xiàn)硫化亞鐵自然現(xiàn)象。

（四）對(duì)清洗結(jié)束后排放的鈍化殘液采樣分析，全部符合環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。

六、結(jié)論

（一）本次鈍化清洗證明，F(xiàn)ZC-1硫化亞鐵鈍化劑可以有效的解決FeS自然的問題，為以后裝置檢修時(shí)解決FeS自然問題，提供了一條較好的方法。

（二）鈍化清洗后的設(shè)備內(nèi)部較為干凈，無惡臭等異味，對(duì)檢修作業(yè)人員的健康不產(chǎn)生危害。而且清洗后的殘液完全符合環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)污水處理場(chǎng)沒有影響。

（三）針對(duì)不同的設(shè)備，鈍化清洗流程受到限制，還要進(jìn)一步優(yōu)化，同時(shí)鈍化劑的使用量也要進(jìn)行細(xì)化。

參考文獻(xiàn)：

[1] FZC-1硫化亞鐵鈍化劑安全技術(shù)說明書。

[2] 唐孟海，胡兆靈。常減壓蒸餾裝置技術(shù)問答—北京：中國石化出版社，2004（2007.9重?。?/p>