1、安全技術化工裝置中的硫化亞鐵自燃(圖文) 硫化亞鐵自燃是石油化工行業中常常發生的現象，分析緣由，主要是設備管道處于載流工作環境，工作介質中的硫、特殊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大事。 揚子石化股份有限公司加氫裂扮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。為此實行了肯定的措施，包括設備打開前堿洗，打開時進行水沖洗等，但效果不明顯，無法從根本上消退設備中硫化亞鐵的自燃，每次檢修、改造工作非常被動

2、，且堿洗涉及環保問題。 2021年大檢修中，加氫裂扮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。2021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，如用氮氣愛護、水封愛護等。 b) 清洗法：將硫化亞鐵從設備上清洗，如對設備進行機械清

3、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。 隔離法適用于在線愛護，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別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，以及依據不同結垢采納的表面活性劑與堿、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。目前廣泛采納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

4、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，不是簡潔的清除硫化亞鐵，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力量的原理，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，并使硫化氫的釋放削減;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愛

5、護膜，這樣可以削減設備清洗后，在使用過程中硫化亞鐵的生成，起到對設備的愛護作用。 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 3.1首次使用 加氫裂扮裝置有多臺換熱器處于高H2S濃度工作環境，其中分餾脫戊烷塔頂水冷器介質中H 2濃度正常達4%(wt)，液化氣處理單元5臺換熱器介質中H2S濃度均為100ppm，脫硫單元的3臺換熱器介質中濕H2S濃度正常為2.5%(wt)。極高學H2S導致了嚴峻的設備腐蝕，產生了大量的的硫化亞鐵，每次檢修過程中上述換熱器都會發生硫化亞 鐵自燃現象。2021年大檢查修中，首次使用清洗劑對上述設備進行了化

6、學處理。 3.1.1配量 依據設備上FeS的集結程度，FZC-1化學清洗劑與水按肯定比例配量使用，其有效配比范圍為1120。在本次化學處理中，FZC-1化學清洗劑與水按1：10(劑：水)的配比配量使用。 3.1.2化學處理前的預備工作 為了有效、快速地將加氫裂扮裝置換熱器內集結的硫化亞鐵處理潔凈，提高鈍化劑的利用率，縮短清洗時間，依據化學處理方案詳細要求，在停工過程中對設備進行了倒空、隔離、高溫蒸煮。 3.1.3化學清洗流程 8臺大型換熱器清洗流程示意簡圖見圖1。 圖1 鈍化清洗換熱器流程圖示意圖 3.1.4清洗步驟 a) 在裝置現場，依據水冷器的流通體積，安10%的溶液濃度預備化學清洗劑;

7、b)將化學清洗劑在配液槽中與水混合勻稱制成10%的溶液; c)通過加劑泵由臨時管線注入換熱器，再由換熱器上部返回配液槽; d)循環24小時; e)隨著表洗過程的進行，化學清洗劑溶液的顏色逐步變淡，直至無色，此時清洗過程結束。 清洗劑使用狀況見表2。 表2清洗劑使用狀況一覽表 3.1.5廢液處理 清洗結束后，對各換熱器的化學清洗液最終采樣分析，其結果見表3。 表3 清洗污水分析表 由表3可見，該化學清洗劑劑對硫化亞鐵有較強的化學清洗效果，廢液符合直接排放標準，可直接排放至污水處理場。 3.1.6清洗效果 打開化學清洗后的換熱器，換熱器管束表面已沒有明顯的硫化亞鐵沉積物;個別硫化亞鐵油垢沉積比較嚴

8、峻的換熱器如EA-985，化學清洗后其管束表面的油垢亦已明顯削減、松軟。各換熱器打開過程中未再消失硫化亞鐵自燃的現象，大部分換熱器管束表面干凈，有金屬光澤，表面鈍化層呈現黑褐色，換熱器檢修過程中未再消失硫化亞鐵塵塊隨風飄揚的現象。 3.2再次使用 2021年5月，加氫裝置950#脫硫系統因塔底再沸器EA-958腐蝕嚴峻，再生塔DA-955塔被迫停車消缺，為防止檢修中DA-955塔盤及管線消失硫化亞鐵自燃現象，廠技術科與加氫裂化車間討論打算再次使用FZC-1硫化亞鐵高效化學清洗劑對DA-955塔進行循環清洗。DA-955循環沖洗流程見圖2。 圖2 DA-955循環沖洗示意圖 3.2.1化學處理范

9、圍 a) 再生塔塔釜(是本次清洗的主要對象); b)再生塔內壁、塔盤、集油箱等塔內構件。 3.2.2化學處理前的預備工作 本次化學清洗支配在停工過程中的兩次蒸塔、洗塔進行之后進行，由于此時塔內構件上附著的大部分油泥已被洗掉，藥液進入進可以更加充分地與構件進行接觸，提高藥液利用率，縮短清洗時間。 3.2.3化學清洗流程 沖洗循環液由加劑泵抽出，經DA-955塔頂回流管線進入DA-955，保持DA-955塔底液面在80%，再由塔釜返回至配液槽進行循環沖洗。 3.2.4鈍化步驟 a)錯開FC-9527正線截止閥的法蘭以及DA-955塔釜至FA-954截止閥的法蘭，并分別接上臨時軟管; b)將32.5

10、t水加入配液槽中并啟動加劑泵入再生塔; c)當塔底液面L9518為80%時打開DA-955塔釜返回到配液槽的截止閥; d)將3.25t化學清洗劑加入配液槽; e)流程改為閉路循環，沖洗4小時; f)停加劑泵，關DA-955塔釜返回到配液槽的截止閥，浸泡DA-955塔釜12小時。 3.2.5廢液處理 FeS鈍化劑為紅褐色，3.25t鈍化劑加入裝置系統后循環沖洗水由透亮漸漸變為混濁，并產生懸浮物及黑色的微粒，溶液上部有較明顯的油跡，對循環溶液采樣分析，其結果如表4所示。 表4清洗污水分析表 分析表明污水完全達到向處理場排放的標準。 3.2.6清洗效果 a)開人孔后對塔內氣體的分析：氧含量20.17%，含H2S5ppm，具備了進塔施工的條件; b)進入塔內檢查，塔盤表面干凈，有金屬光澤。塔內無異味，但集油箱內油泥仍積存較多，后用消防水清洗。在整個檢修過程中，塔內沒有消失自燃冒煙的現象，使用FZ