利用化学清洗剂FZC1防止硫化亚铁自燃.docx

1、 利用化学清洗剂利用化学清洗剂 FZC1 防止硫化亚铁自燃防止硫化亚铁自燃 利用化学清洗剂（FZC-1）防止硫化亚铁自燃 硫化亚铁自燃是石油化工行业中经常发生的现象，分析原因，主要是设备管道处于载流工作环境，工作介质中的硫、特别是硫化氢与设备材质发生化学反应，在设备和管道表面产生硫化亚铁。近年来。国内多套化工装置相继发生了硫化亚铁自燃损坏设备的事件。扬子石化股份有限公司加氢裂化装置为典型的载硫装置，多处设备运行于硫化氢工作环境，每次修过程中该装置的第一分馏塔和液化气处理塔的塔顶冷却器、脱硫系统各设备打开时，常会发生硫化亚铁自燃现象。为此采取了一定的措施，包括设备打开前碱洗，打开时进行水冲洗等，

2、但效果不明显，无法从根本上消除设备中硫化亚铁的自燃，每次检修、改造工作十分被动，且碱洗涉及环保问题。2001年大检修中，加氢裂化装置首次使用了山东屹东实业有限公司研制的 FZC-1硫化亚铁化学清洗剂，对载硫工作环境的 8台大型换热器进行了化学处理。2002年950#停车消缺过程中，再次使用了该化学清洗剂对 DA-955进行了循环清洗，两次化学清洗均达到了预期效果。化工装置中的硫化亚铁自燃，主要是检修过程中打开设备时，附着于设备表面的硫化亚铁油垢与空气接触，硫化亚铁和氧气发生化学反应，产生自燃。目前工业上防止硫公亚铁燃烧的方法主要有以下 3种：a)隔离法：即防止硫化亚铁与空气中的氧气接触，如用氮

3、气保护、水封保护等。b)清洗法：将硫化亚铁从设备上清洗，如对设备进行机械清洗、化学清洗等。c)钝化法：用钝化剂进行设备处理，将易自燃的硫化亚铁转变为较稳定的化合物，从而 防止硫化亚铁的自燃。隔离法适用于在线保护，但在检修过程中很难有效防止硫化亚铁的自燃。钝化法的成本较高，且不能将硫化亚铁从设备上除去。清洗法包括物理清洗和化学清洗，物理清洗主要是利用特殊机械清洗设备表面垢层；化学清洗有碱洗、酸洗、有机溶剂清洗，以及根据不同结垢采用的表面活性剂与碱、有机溶剂等组成的混合化学清洗溶液的清洗。相对而言，清洗法简便有效，而且成本低，是比较常见的方法。目前广泛采用的炼化设备的化学清洗，实际上是传统的清洗法

4、与钝化法相结合，即在化学清洗剂中再适当地添加了钝化剂的成份。石油化工设备上的硫化亚铁，表现为硫化亚铁针对不同设备环境，分别与轻油、重油或焦油混杂在一起，形成的吸附于设备金属表面的含硫化亚铁油垢。因此，清作设备表面的硫化亚铁，不是简单的清除硫化亚铁，而且要兼顾清除渍垢，以便清除深层的硫化亚铁。FZC-1型硫化亚铁化学清洗剂，是基于硫化亚铁较高的活性和被螯合能力的原理，由一种螯合剂加入适当比例的碱、表面活性剂、缓蚀剂等有效成分合成，具有很强的水溶性和分解性，对设备的腐蚀性低。螯合剂主要用来使硫化亚铁转化为可溶性的氧化铁和硫，并使硫化氢的释放减少；碱的作用一般是脱脂；表面活性剂的作用则是加强螯合剂在

5、油垢层的渗透，有利于深层硫化亚铁的脱除；缓蚀剂则是在金属表面形成保护膜，这样可以减少设备清洗后，在使用过程中硫化亚铁的生成，起到对设备的保护作用。FZC-1硫化亚铁高效化学清洗剂的主要物化性质见表 1：表 1 FZC-1 硫化亚铁高效化学清洗剂的技术指标 项目 质量指标 试验方法 外观 红褐色液体 目测 密度（20）/g cm-3 1.041.08 GB/T1884 pH 值 79 GB9986 使用环境/3080 3.1首次使用 加氢裂化装置有多台换热器处于高 H2S浓度工作环境，其中分馏脱戊烷塔顶水冷器介质中 H 2浓度正常达 4%（wt），液化气处理单元 5台换热器介质中 H2S浓度均为

6、 100ppm，脱硫单元的 3台换热器介质中湿 H2S浓度正常为 2.5%(wt)。极高学 H2S导致了严重的设备腐蚀，产生了大量的的硫化亚铁，每次检修过程中上述换热器都会发生硫化亚 铁自燃现象。2001年大检查修中，首次使用清洗剂对上述设备进行了化学处理。3.1.1配量 根据设备上 FeS的集结程度，FZC-1化学清洗剂与水按一定比例配量使用，其有效配比范围为 1120。在本次化学处理中，FZC-1化学清洗剂与水按 1：10（剂：水）的配比配量使用。3.1.2化学处理前的准备工作 为了有效、快速地将加氢裂化装置换热器内集结的硫化亚铁处理干净，提高钝化剂的利用率，缩短清洗时间，根据化学处理方案

7、具体要求，在停工过程中对设备进行了倒空、隔离、高温蒸煮。3.1.3化学清洗流程 8台大型换热器清洗流程示意简图见图 1。图 1 钝化清洗换热器流程图示意图 3.1.4清洗步骤 a)在装置现场，根据水冷器的流通体积，安 10%的溶液浓度准备化学清洗剂；b)将化学清洗剂在配液槽中与水混合均匀制成 10%的溶液；c)通过加剂泵由临时管线注入换热器，再由换热器上部返回配液槽;d)循环 24小时；e)随着表洗过程的进行，化学清洗剂溶液的颜色逐步变淡，直至无色，此时清洗过程结束。清洗剂使用情况见表 2。表 2清洗剂使用情况一览表 设备 流通体积/m3 清洗剂 使用量/t 溶液浓度，%（wt）循环时间/h

8、EA-119 2.02 0.2 9.86 4.0 EA-901 1.25 0.15 11.94 2.5 EA-902 1.63 0.15 9.17 2.5 EA-904 11.25 1.2 10.62 4.0 EA-957 10.87 1.15 10.54 4.0 EA-958 11.33 1.15 10.11 4.0 合计 38.35.4.0 21.0 3.1.5废液处理 清洗结束后，对各换热器的化学清洗液最终采样分析，其结果见表 3。表 3 清洗污水分析表 设备 残液 pH 值 油含量/mg 1-1 硫化物含理/mg 1-1 COD/mg 1-1 悬浮物/mg 1-1 EA-119 9.1

9、7 34 8.3 356 155 EA-901 8.15 15.7 6.4 345 185 EA-902 8.90 14.5 7.8 325 201 EA-904 9.43 25 9.5 402 178 EA-957 8.66 19.6 7.1 388 211 EA-958 10.74 38.6 10.8 429 230 指标 610 150 40 600/由表 3可见，该化学清洗剂剂对硫化亚铁有较强的化学清洗效果，废液符合直接排放标准，可直接排放至污水处理场。3.1.6清洗效果 打开化学清洗后的换热器，换热器管束表面已没有明显的硫化亚铁沉积物；个别硫化亚铁油垢沉积比较严重的换热器如 EA-9

10、85，化学清洗后其管束表面的油垢亦已明显减少、松软。各换热器打开过程中未再出现硫化亚铁自燃的现象，大部分换热器管束表面洁净，有金属光泽，表面钝化层呈现黑褐色，换热器检修过程中未再出现硫化亚铁尘块随风飘扬的现象。3.2再次使用 2002年 5月，加氢装置 950#脱硫系统因塔底再沸器 EA-958腐蚀严重，再生塔 DA-955塔被迫停车消缺，为防止检修中 DA-955塔盘及管线出现硫化亚铁自燃现象，厂技术科与加氢裂化车间研究决定再次使用 FZC-1硫化亚铁高效化学清洗剂对DA-955塔进行循环清洗。DA-955循环冲洗流程见图 2。图 2 DA-955循环冲洗示意图 3.2.1化学处理范围 a)

11、再生塔塔釜（是本次清洗的主要对象）；b)再生塔内壁、塔盘、集油箱等塔内构件。3.2.2化学处理前的准备工作 本次化学清洗安排在停工过程中的两次蒸塔、洗塔进行之后进行，因为此时塔内构件上附着的大部分油泥已被洗掉，药液进入进可以更加充分地与构件进行接触，提高药液利用率，缩短清洗时间。3.2.3化学清洗流程 冲洗循环液由加剂泵抽出，经 DA-955塔顶回流管线进入 DA-955，保持 DA-955塔底液面在 80%，再由塔釜返回至配液槽进行循环冲洗。3.2.4钝化步骤 a)错开 FC-9527正线截止阀的法兰以及 DA-955塔釜至 FA-954截止阀的法兰，并分别接上临时软管；b)将 32.5t

12、水加入配液槽中并启动加剂泵入再生塔；c)当塔底液面 L9518为 80%时打开 DA-955塔釜返回到配液槽的截止阀；d)将 3.25t 化学清洗剂加入配液槽；e)流程改为闭路循环，冲洗 4小时；f)停加剂泵，关 DA-955塔釜返回到配液槽的截止阀，浸泡 DA-955塔釜 12小时。3.2.5废液处理 FeS钝化剂为红褐色，3.25t 钝化剂加入装置系统后循环冲洗水由透明逐渐变为混浊，并产生悬浮物及黑色的微粒，溶液上部有较明显的油迹，对循环溶液采样分析，其结果如表 4所示。表 4清洗污水分析表 项目 pH 值 油/mg 1-1 硫化物/mg 1-1 COD/mg 1-1 悬浮物/mg 1-1

13、 数据 9.08 51 3.2 479 155 指标 610 150 40 600/分析表明污水完全达到向处理场排放的标准。3.2.6清洗效果 a)开人孔后对塔内气体的分析：氧含量 20.17%，含 H2S5ppm，具备了进塔施工的条件；b)进入塔内检查，塔盘表面洁净，有金属光泽。塔内无异味，但集油箱内油泥仍积存较多，后用消防水清洗。在整个检修过程中，塔内没有出现自燃冒烟的现象，使用 FZC-1化学清洗剂达到了预期的清洗效果。a)FZC-1型硫化亚铁化学清洗剂应用过程简单、快捷，无环保问题；b)FZC-1型硫化亚铁化学清洗剂防止硫化亚铁自燃效果明显；c)石化装置多为载硫工作环境，发生硫化亚铁自燃的现象日趋增多。加氢裂化装置应用 FZC-1型硫化亚铁化学清洗剂，值得借鉴和推广。