硫化亚铁自燃特性研究

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1、2006年全国石油化工生产安全与控制学术交流会硫化亚铁自燃特性研究谢传欣*王慧欣王传兴黄飞金满平孙莉莉(中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院青岛266071)摘要:本文利用绝热量热仪对硫化亚铁自燃特性进行研究。考察了水、水蒸汽、不同空气流量、油污等因素对硫化亚铁自热和自燃性能的影响。实验结果表明，含一定量水的硫化亚铁起始自热温度比干燥硫化亚铁大大降低，相对湿度和空气流量增大均使硫化亚铁的自热性能增强，含油污硫化亚铁的自燃温度甚至可降低至1201C.关键词:硫化亚铁;自热;自燃人们从上世纪七十年代开始关注石化装置中，关，此

2、时放热反应带来的热量全被用来液态水的蒸硫化亚铁自燃危害[1,21，国内外的学者对其自燃机理发，因此体系温度没有变化。李建东等人[51针对油进行了大量的实验研究。最近的研究工作多集中在品储罐在付油过程中硫化亚铁的自燃特性进行了硫化亚铁粉末的氧化.Walker[31等人通过热重法研实验研究。究了硫化亚铁在空气中的氧化反应。Philip[41等在研本研究主要利用加速量热仪(ARC)进行硫化亚铁究油罐中的腐蚀反应时认为，油罐中的硫化氢气体自热性能实验研究。通过干燥硫化亚铁自燃性能以与油垢发生了反应生成硫化亚铁，由于油罐中的空及水、水蒸

3、汽、不同气流量、油污等因素对石化装气存在，硫化亚铁发生自燃引燃原油蒸气并发生爆置中硫化亚铁自燃性能的影响，为硫化亚铁自燃事炸。R.Walker的研究证明，硫化亚铁在空气中的氧故的工程措施提供技术支持，保障石化装置长周期化反应分两步进行，认为是与样品中水的蒸发有运转。1.实验部分1.1实验装置绝热量热仪(ARC，英国THT公司生产)，实验装置如图1所示。图1硫化亚铁绝热氧化反应实验装置图A一空气瓶;B-氮气瓶;C一缓冲瓶;D-精密气体流量计;E一气液分离器;F一加速量热仪(ARC);G一数据记录和处理:H-ARC量热计和样品室;

4、I-ARC控制系统联系人:谢传欣高级工程师、博士，0532-83786581，cxxie@163.com从事化学事故应急救援、活性化学品危险性鉴别评估、石油化工装置化学反应危害性评估和安全控制条件研究。2006年全国石油化工生产安全与控制学术交流会1.2药品与试剂表I不同粒径硫化亚铁的自热性能参数硫化亚铁(AR.含量>_85%天津市大茂起始自热最大温升速最大温升时的样品粒度(目)化学试剂厂);蒸馏水(自制);空气和氮气温度(℃)率CC/min)温度(℃)(青岛合利气体厂)。40.80250.850.857160200232.0

5、62.9542结果与讨论240^280140.952.1干燥硫化亚铁自燃特性研究280^325129.567.658371.40分别将log不同粒径的干燥硫化亚铁样品325^-360115.897.695361.90置于ARC量热球中，通入200mL/min的干燥空气，进行各样品的自热实验。40^-80.由图2-3及表1可知，不同粒径范围目、160^200目、240^280目、280^325的硫化亚铁样品自热性能及自热和自燃过目和325^360目硫化亚铁自热实验中温度程的温度变化率存在差异。与R.Walker研随时间的变化规律

6、如图2所示，自热温升速究结果不同的是，消除了水影响的干燥硫化率与温度的关系图3所示，起始自热温度曲亚铁，与空气的氧化反应也呈两段反应的特线图4所示，自热性能参数见表to征。随着硫化亚铁粒径的减小其起始自热温度明显降低，其中以粒径240280目为分水八..一.们.目口，.一j口阔自岭，即当硫化亚铁的粒径小于240目后，粒口翻目-a口叭.山峪困口~日曰.曲J.名日-匀.J.自翻度对起始自热温度的影响不甚明显。自热最﹃p翻下大温升速率也随粒径的减小逐步增大，尤以月砚民翻‘4080目与160200目和160200目与召.240280目

7、温升速率升幅最为明显，当粒径翻脚小于280目后粒径对温升速率的影响表现不切甚明显。实验过程中，40^x80目硫化亚铁样日目1.口，.因翻.目翻口，侧，国.月.月Tb州啼N品未发生剧烈的自燃现象(未发生失控反图2不同粒径硫化亚铁自热升温曲线图应)，对粒径小于160目的硫化亚铁而言，当温度大于350℃时均出现剧烈自燃的现象。2.2水对硫化亚铁自燃特性的影响一.石刃护2.2.1水对不同粒径硫化亚铁自热特性影响侧.万﹄.刁.理.分别称取log不同粒径的硫化亚铁样，.卜已.品，加入10%的蒸馏水，搅拌至均匀，转移至ARC量热球，通入20

8、0mL/min的干燥空1目翻口，日，喇目台翔气，进行各含水硫化亚铁样品的自热实验。，白...‘.怡实验结果如图5所示。图3硫化亚铁的温度一温升速率曲线劝矛矛….了t二;护./.协目翻旬二用.，白.白自图4硫化亚铁起始自热温度曲线图图5含水10%的不同粒径硫化亚铁自热曲线200