黄风林 冯珂婷 刘菊荣 卢素红 曹潘

(西安石油大学化学化工学院 西安 710065)

0 引言

高含硫石油及石油产品在净化处理、炼制加工、储存运输过程中由于硫腐蚀引起的安全事故频频发生，硫腐蚀产物的自燃已严重威胁到涉硫设备的检维修安全及平稳运行。国内外对硫铁化合物的“自燃机理”已有一定的研究成果[1]，但未涉及自燃事故有效控制与硫铁化物、油垢燃烧过程相互关系的深入研究，缺乏对燃烧过程危害阶段性控制的本质认识，难以有效预防、控制涉硫设备安全事故的发生、蔓延。

本文以燃烧理论为基础，通过分析FeS自发氧化，重质油品自燃，轻质油品点燃等不同燃烧阶段的特征，揭示含硫铁化物油垢燃烧的化学本质，探究引发涉硫设备“自燃”事故的关键燃烧阶段。结合FeS自发氧化的热力学、动力学特征指出氧化清洗等设备预处理工艺是预防自燃事故发生、降低自燃事故危害，实现安全生产的技术关键。

1 “自燃”过程

工艺系统内只要有硫的存在必然会产生硫铁化合物。受介质温度、流速、硫含量、硫形态等影响，硫铁化合物既可通过电化学反应由铁生成，也可通过非电化学反应由铁的氧化物/氢氧化物与H2S反应生成，甚至可在高温下与S进一步反应生成多硫铁化合物FexS1+x[2-4]。硫铁化物主要成分为FeS、FeS2、Fe2S3和Fe3S4、Fe7S8等，其成分随硫铁化物生成方式不同存在较大差异。

硫铁化物在石化设备上与轻油、渣油/焦油等重油混杂在一起，形成吸附于金属表面的含硫铁化物油垢。……