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自燃性硫铁化合物的清洗和钝化抑制机理研究

丁晨  
【摘要】:我国进口原油多为含硫或高硫原油,实际生产中硫腐蚀问题尤为严重,由硫腐蚀产正的硫铁化合物自燃性高,经常引发火灾或爆炸事故,所以对硫铁化合物自燃防治对策的研究就尤为重要。特别是在安全生产中,对化学清洗法和钝化抑制法的研究具有指导意义。 本文根据络合清洗原理,确定了以络合剂为主清洗剂,表面活性剂、缓蚀剂和助剂为添加剂的清洗配方。研究了清洗剂主要成分对络合清洗的影响,指出EDTA的清洗效果最优,表面活性剂对EDTA的络合清洗有抑制作用,但不影响柠檬酸的络合清洗,强氧化性的钝化剂和过量的缓蚀剂的加入降低了清洗效率。通过正交实验得出了c (LAS)=0.5g/L、c (EDTA)=30g/L、 c (THPS)=70ml/L、 c (NH4C1)=9g/L、 c (硫脲)=1g/L的最优清洗配方;通过单因素分析得出了pH=5,清洗温度为90℃,搅拌清洗时间为5h,浸泡清洗时间为18h的最佳工艺参数。通过浸泡实验和电化学分析,筛选除了最优的络合清洗缓蚀剂硫脲,当硫脲浓度为2g/L时,对碳钢的缓蚀率最高,达到95.55%,满足清洗工业国家标准的要求。 其次研究了低温和高温环境下产生的硫铁化合物的自燃倾向和钝化剂对其的抑制作用。指出,低温环境下由铁的氧化物生成的硫铁化合物自燃性较高,钝化剂对自燃的抑制效果明显,最高的升温抑制率达到94.35%,钝化剂的抑制机理为钝化团聚机理,钝化剂氧化性越弱,抑制效果越明显,低温环境下由铁的氢氧化物生成的硫铁化合物自燃性低,钝化剂对其自燃没有抑制作用。高温环境下生成的硫铁化合物相比于低温环境自燃性较低,钝化剂对自燃的抑制效果较弱。自燃倾向较弱的硫铁化合物经钝化处理后含硫量较高,为以后的安全生产埋下了隐患。 综合化学清洗法和钝化抑制法的特点,由于低温条件下产生的硫铁化合物自燃性强,建议低温处采用钝化抑制法;而高温环境下的装置一般均配有动力系统,建议高温处采用化学清洗法。


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