FZC—1硫化亞鐵鈍化清洗在常減壓裝置停工中的應用

朱東明

摘 要：隨著原油中的硫含量的增加及設備運行周期的延長，設備內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如不進行處理，很容易產生自然現象，嚴重時會燒毀設備和造成人員傷亡。由于上述問題，可在停工檢修中使用FZC-1硫化亞鐵鈍化劑，通過設備清洗，保證設備的停工檢修安全。

關鍵詞：裝置停工 硫化亞鐵鈍化劑 清洗 檢修安全

中圖分類號：TE966 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-01-0172-02

前言

隨著原油中的硫含量增加及設備運行周期的延長，常減壓蒸餾裝置設備和管道的腐蝕日益加劇。在設備及管道內部存在較多的硫化亞鐵。這些部位的硫化亞鐵都在設備內部，在停工檢修時如不進行處理，硫化亞鐵與空氣相遇后會產生自然現象，嚴重時會燒毀設備，造成人員傷亡。為確保裝置順利停工以及設備和人身安全，常減壓裝置在停工檢修中使用了濟南瑞東公司生產的FZC-1硫化亞鐵鈍化劑，對存在較多硫化亞鐵的初餾塔、常壓塔、減壓塔等設備和管道進行了鈍化清洗。實踐證明，通過鈍化清洗，消除了設備和管線內的硫化亞鐵，同時消除了硫化氫、硫醇、二硫化物等惡臭物質，保證了裝置停工檢修安全。

一、 硫化亞鐵的形成機理

FeS是深棕色或黑色粉末狀固體，難溶于水，密度4.74m/cm3，熔點1193℃，硫化亞鐵是由硫與鐵發生反應后生成的產物。含硫化合物按其性質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硫、硫化氫和硫醇，其共同的特點是對金屬設備有較強的腐蝕作用。在200℃以上，干硫化氫可與鐵直接反應生成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，單質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，也可直接與鐵反應：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，其共同的特點是對金屬設備無腐蝕作用，但受熱分解后可轉化為活性硫化物，對金屬設備造成腐蝕生成FeS。

在工藝系統內，只要有硫存在，就會產生硫化亞鐵，它的生成受介質溫度、流速、硫含量以及硫的存在形式所影響。硫化亞鐵的性質和組成對硫化亞鐵的不斷產生有較大影響。一般來說，裝置開工初期3～6個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，在檢修時就存在自然的風險，如果硫化亞鐵結構疏松，在金屬表面無法形成致密的保護膜，則對設備無保護作用，會加快硫化亞鐵的生成。

二、硫化亞鐵的危害及預防

FeS在的分布規律一般遵循：介質中硫含量越高，其FeS腐蝕產物越多。硫含量很低的物料，也會產生腐蝕形成FeS，這是因為設備內部有滯留區，該區域流速低，FeS產物很難被帶走，這樣在高負荷，長周期、連續運行的設備內部就會不斷的積聚。

由于FeS不是純凈物，與油泥等混合后會形成一層結構疏松的污垢，在潮濕的空氣中，二價鐵離子氧化成三價鐵離子，負二價硫氧化成負四價硫，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。如果污垢中存在烴類物質，在硫化亞鐵氧化高溫的作用下，會迅速燃燒，放出更多熱量。，嚴重時會造成火災爆炸事故，嚴重威脅人員和設備安全。

FeS的存在、與空氣中的氧接觸、一定的溫度是FeS發生自然的三個要素。在設備檢修中為了預防FeS自然事故的發生，至少要消除其中的要素之一。使用鈍化劑清洗是預防并消除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的氧化活性和被螯合能力，FZC-1硫化亞鐵鈍化劑是由一種螯合劑加入適當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，同時消除H2S、硫醇、二硫化物等惡臭為輔。主要性能指標如表：

3-1硫化亞鐵鈍化劑主要性能指標

（二）FZC-1硫化亞鐵鈍化劑主要特點

1、高效、無毒、無腐蝕，不會造成二次污染，對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，同時對消除H2S、硫醇、二硫化物等惡臭物質有一定的作用。

2、不需要動改工藝流程，鈍化清洗時間一般為8～12小時，可以清除96%以上的FeS，不會延長裝置停工時間。

3、鈍化后的金屬表面能形成保護層，有效防治金屬表面進一步的腐蝕。

4、鈍化清洗后的廢水可以直接排放到污水處理場，不會沖擊污水處理場。

四、鈍化清洗流程

本次鈍化清洗由濟南瑞東實業有限公司和車間共同制定清洗方案，清洗時間為12小時，藥劑由濟南瑞東公司配制8%～10%的水溶液，利用裝置現有流程與清洗設備連接，進行局部系統循環來完成清洗。

（一）清洗的主要設備。本次主要對檢修期間作業受限的初餾塔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，過濾后進行循環使用。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，由濟南瑞東公司工程技術人員和車間技術人員對所清洗的設備進行驗收，經過檢查，所清洗的設備達到了預期的效果。

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

（二）硫化亞鐵鈍化劑對塔內和塔底的油泥有一定的清洗作用，這一點從塔底排污可以明顯看出有油泥排出。清洗結束后檢查，塔內部件較為干凈而且露出設備不銹鋼的本色，一定程度上降低了設備清掃難度，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，在檢修的整個過程中，沒有發現硫化亞鐵自然現象。

（四）對清洗結束后排放的鈍化殘液采樣分析，全部符合環保排放標準。

六、結論

（一）本次鈍化清洗證明，FZC-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）鈍化清洗后的設備內部較為干凈，無惡臭等異味，對檢修作業人員的健康不產生危害。而且清洗后的殘液完全符合環保排放標準，對污水處理場沒有影響。

（三）針對不同的設備，鈍化清洗流程受到限制，還要進一步優化，同時鈍化劑的使用量也要進行細化。

參考文獻：

[1] FZC-1硫化亞鐵鈍化劑安全技術說明書。

[2] 唐孟海，胡兆靈。常減壓蒸餾裝置技術問答—北京：中國石化出版社，2004（2007.9重印）