【word】 FeS在煤气生产行业的危害

【word】 FeS在煤气生产行业的危害 FeS在煤气生产行业的危害 ctlen FeS在煤气生产行业的危害 上海浦东煤气制气有限公司杨春风 摘要:文章分析了FeS自燃在煤气生产行业中的形成原因,阐述了 FeS的形成机理和促使氧化反应的主要影 响因素. 关键词:FeS自燃氧化机理 0前言 煤气生产企业是易燃易爆的企业,由物质自燃 引发的火灾和爆炸事故时有耳闻.物质自燃过程往 往处于隐蔽状态,不易被人察觉,事故的发生也很 难预料.绝大多数自燃事故发生在生产装置停工检 修过程中,而引发自燃的物质中FeS比较常见且往 往容易被人忽视.其实,FeS的自燃事故在石油化 工行业比较突出. 煤气生产原料大多以煤炭,焦炭,石脑油,天 然气等作为原料,根据原料含硫量以及生产方式的 不同,直接影响到了过程煤气中H2S,SO2等杂质 的含量.在煤气的生产,输送,净化等环节中,部 分硫元素与金属作用引起设备的腐蚀,并形成FeS 附于面.而在检修过程中,FeS遇氧气后易氧化 并释放热量,从而引发事故. 案例1:2010年12月9日,某煤气生产企业 脱硫塔在检修过程中发生自燃,所幸发现及时,未 酿成大祸.后经分析,该脱硫塔内装有木格填料, 且木格上附有硫磺等残物,并与其它铁质形成FeS. 由于检修过程中上,下倒门打开通风,使FeS氧化 放热,热量积聚,点燃木格填料,引发火灾.从发 现塔顶冒烟到着火仅十分钟左右,十分迅速. 案例2:2001年5月2日,某石化厂催化车间 进行检修期间,分馏系统吹扫完毕,设备打开放空. 第二天14:00,发现分馏塔顶油气分离器人孔冒出 浓烟,紧接着发生闪爆事故,并伴有刺激性气味放 出,判断是so2气体,车间人员立即向此罐内打水 冷却,制止J,事态的友展,禾引 ))2011年第3期上海煤气 大的损失. 案例3:2003年9月,某烷基苯厂烷一车间在 大修中准备更换C.405填料塔塔内件和填料,经退 油,加盲板后,于9月13日开始至9月l6日进行 了蒸汽吹扫,9月l7日l5:00打开塔的人孔通风, 准备交出施工时,塔内FeS遇空气发生自燃引起火 灾,约22:00,现场值班人员发现塔中部发红,意 识到塔内着火,立即报警扑救.23:00尚在扑救过 程中的塔中部被烧软断裂,上半部分斜倒下落在装 置的空地上. FeS为日常生产和检修过程带来很大的安全 隐患,特别是装置检修过程中的FeS自燃事故发生 率较高,所以如何避免和正确处理FeS自燃,对安 全生产是十分重要的. 1FeS的形成机理和性质 1.1硫的存在形式 硫大致分为活性硫和非活性硫两大类.活性硫 包括单质硫(S),硫化氢(H2s),硫醇(RSH),可与金 属直接反应生成金属硫化物.非活性硫包括硫醚, 噻吩,多硫化物等,其虽然不能直接与铁反应,但 是受热后能分解成活性硫. 1.2FeS的形成机理 在200?以上H2S可与铁直接反应生成FeS, 这是一种电化学腐蚀过程: H2S=H+HS. HS.=H+S2’ 阳极反应:Fe-?Fez++2e 阴极反应:2H+2e--~H, Fe2++S2.=FeS上 Fe.+HS一=FeS+H 在350-400?下,单质硫很容易直接与铁反应 生成FeS,均匀地附在设备或管道内壁. Fe+S=FeS+ 另外,装置由于长期停[,设备长时期暴露在 空气中,会造成大气腐蚀,生成铁锈,铁锈较易与 H2S生成FeS. Fe203’H20+H2S—}FeSi+H20 在工艺设备或管道内,只要有硫存在,必然会 产生FeS,只是受温度,流速,介质硫含量,空气 中暴露时间等因素的影响,FeS的含量不同. 设备或管道中可能存在多种可燃物质如:焦油,木 料,环氧树脂,硫磺以及焦粉,煤粉,油垢和其它 煤气残留物等,其中燃点较低的仅为200?左右. 对于介质中硫含量较低的设备或管道,在打开 时也会遇到白燃现象,其原因是微细的FeS腐蚀产 物在在某些区域会发生沉积.特别是填料塔,它有 高效的过滤功能,上游的FeS很容易被拦截下来, 长期运行的填料塔,塔内会集聚一定量的FeS,检 修时FeS遇氧会氧化放热,局部温度升高,加速周 围FeS氧化,形成连锁反应. 4FeS自燃的预防 FeS的存在,与空气中氧的接触,一定的温度, 1.3FeS性质是FeS在设备检修中发生白燃的三个要素.在设备 FeS为深棕色或黑色固体,成块状,条状或粉状,检修中为了预防FeS 自燃事故发生,至少要消除其 不溶于水,溶于酸时产生硫化氢,密度:4.74g/cm,中之一要素.53~b,在 检修过程中要配备应急降温 熔点:1193?.和灭火设备,以防发生火灾时措手不及. 2FeS氧化放热机理和影响因素 2.1FeS氧化放热机理 FeS和铁的其它硫化物易在空气中氧化放热, 尤其是在受热和光照的条件下会发生下列反应: FeS+3/202=FEO+SO2+49kJ 2FeO+l/2O2=Fe203+271kJ FeS2+O2=FeS+SO2+222kJ 2.2FeS氧化反应影响因素 为了了解FeS氧化反应速度的影响因素,查阅 相关资料,总结主要影响因素有三个,分别是:水 份,空气流量以及FeS的粒度.FeS越潮湿,空气 流量越人,粒度越小,则越容易氧化. 3FeS自燃 FeS氧化会产生SO2,并释放热量,随着局部 温度的上升,加快周围FeS的氧化反应速度,形成 连锁反应.当周围有其它可燃物存在时,会冒出浓 烟,并引发火灾或爆炸.在煤气生产企业中,塔体 4.1控制FeS存在 FeS的产生过程是设备的腐蚀过程,减少设备 的硫腐蚀可以减少FeS的生成.如设备可选用不宜 被腐蚀的材质或者在易腐蚀材质表面涂一层防腐 剂. 使用FeS钝化剂,它是一种由对FeS具有较强 螯合作用的螯合剂,缓蚀剂等复配而成的高效化学 清洗剂,能有效除去聚结在设备上的FeS,Fe2O 等无机垢,防止FeS自燃烧毁填料或设备. 4.2检修中控制氧含量,防止FeS自燃 FeS的氧化必须有氧气存在,所以在停工检修 之前,用惰性气体对塔内部可燃气体置换,使FeS 粉末不能与空气中的氧接触发生氧化反应.进塔作 业时,不能同时打开上下人孔,只打开需作业处人 孔,否则空气会形成对流,使塔内氧含量大大提高. 但这种给操作带来不便,如入塔人员供氧问 题,操作空间狭小,操作光线不足等. 4.3检修时严格控制温度 检修时严格测塔体内温度变化,发升两, (下转第38页) 上海煤气2011年第3期((万 esls 质,有经验的监理单位参与监督管理,也可以让燃 气经营单位自己的部门(或技术部门)参与施工 工程监督管理.监督部门应加强图纸会审和技术交 底工作,严格审批施工单位的,技术,安 全文明等施工措施,并督促施工单位按规范和已审 批方案施工,对施工中出现的问题,要及时反映, 会同设计,监理等相关部门一起解决.对已竣工的 工程按规范要求,由施工,监理,设计,运行维护 接收等部门共同参与进行验收,必要时也可让用户 参与监督测评.通过反馈,考核,促进施工队伍加 强管理和服务,确保工程质量. 3.4加强燃气施工经验教训累积 燃气排管施工过程中,施工人员往往经历不同 施工工程和环境条件,累积了丰富的实际施工经 验.这些经验和教训对日后的施工来说是一笔丰富 的财富,施工人员应将在施工中累积的经验与教训 和其他施工人员交流,可以达到在工程施工中少走 弯路的目的. 4结语 城市燃气管道的施工管理是一项复杂,专业而 又系统的管理工作,要建立起一整套的控制体系和 管理机制,并使其有效地运行,做到环环相扣.只 有认真贯彻执行国家的法规,规范,大力推广先进 的工艺,技术,加强燃气排管工程的施工质量管理, 不断完善管理体制,才能提供优良的管理设施,才 能使燃气工程真正造福于民,造福于社会. ABriefDiSCUSSiononQualityControIManagementofGasPipeIiReConstruction ShanghaiFengxianGasCo.,Ltd.HouXiaodong Abstract:Thearticleintroducesthecharacteristicsofgaspipelinelayingproject,byanalyzingthemain problemswhichexistingaspipelineconstruction,anddiscussesthemeasurestoimprovequalitycontrol managementaswel1. Keywords:gaspipelinelayingproject,qualitycontrol,management (上接第l5页) 立即停止检修,并对其冷却.但在温度监测时,必 须保证测温点有代表性,尤其是易腐蚀和易燃的区 域. 4.4应急预案 对此类有自燃可能的设备在进行检修前,必须 制定严密的应急预案,其中必须配备应急降温和灭 火设施,配备值班人员定时巡视等. 5结束语 — 峨,, 了解FeS的形成原因和氧化自燃的机理对减少 和控制火灾事故的发生是十分必要的,但是对于如 何彻底控制FeS的自燃还需进一步研究.今后,应 重点研究FeS的清洗技术,以及其在实际生产和检 修过程中的合理应用,从根本上杜绝FeS白燃引发 的火灾事故. TheHazardsofFerrousSulfideinGasManufactureIndustry ShanghaiPudongManufacturing—GasCo.,Ltd.YangChun~ng Abstract:Thearticleanalyzesthecausesofspontaneouscombustionofferrou ssulfideingasmanufacture industry,andexpatiatesontheformationmechanismofferroussulfideandthe maininfluencingfactorsfor promotingoxidationreaction. Keywords:ferroussulfide,spontane 剪))2011年第3期上海煤气 UScombustion,oxidation,mechanism