硫化亞鐵自燃是石油化工行業(yè)中經常發(fā)生的現象，分析原因，主要是設備管道處于載流工作環(huán)境，工作介質中的硫、特別是硫化氫與設備材質發(fā)生化學反應，在設備和管道表面產生硫化亞鐵。近年來。國內多套化工裝置相繼發(fā)生了硫化亞鐵自燃損壞設備的事件。

揚子石化股份有限公司加氫裂化裝置為典型的載硫裝置，多處設備運行于硫化氫工作環(huán)境，每次修過程中該裝置的第一分餾塔和液化氣處理塔的塔頂冷卻器、脫硫系統(tǒng)各設備打開時，常會發(fā)生硫化亞鐵自燃現象。為此采取了一定的措施，包括設備打開前堿洗，打開時進行水沖洗等，但效果不明顯，無法從根本上消除設備中硫化亞鐵的自燃，每次檢修、改造工作十分被動，且堿洗涉及環(huán)保問題。

2001年大檢修中，加氫裂化裝置首次使用了山東屹東實業(yè)有限公司研制的FZC-1硫化亞鐵化學清洗劑，對載硫工作環(huán)境的8臺大型換熱器進行了化學處理。2002年950#停車消缺過程中，再次使用了該化學清洗劑對DA-955進行了循環(huán)清洗，兩次化學清洗均達到了預期效果。

化工裝置中的硫化亞鐵自燃，主要是檢修過程中打開設備時，附著于設備表面的硫化亞鐵油垢與空氣接觸，硫化亞鐵和氧氣發(fā)生化學反應，產生自燃。目前工業(yè)上防止硫公亞鐵燃燒的方法主要有以下3種：

a) 隔離法：即防止硫化亞鐵與空氣中的氧氣接觸，如用氮氣保護、水封保護等。

b) 清洗法：將硫化亞鐵從設備上清洗，如對設備進行機械清洗、化學清洗等。

c) 鈍化法：用鈍化劑進行設備處理，將易自燃的硫化亞鐵轉變?yōu)檩^穩(wěn)定的化合物，從而

防止硫化亞鐵的自燃。

隔離法適用于在線保護，但在檢修過程中很難有效防止硫化亞鐵的自燃。鈍化法的成本較高，且不能將硫化亞鐵從設備上除去。清洗法包括物理清洗和化學清洗，物理清洗主要是利用特殊機械清洗設備表面垢層；化學清洗有堿洗、酸洗、有機溶劑清洗，以及根據不同結垢采用的表面活性劑與堿、有機溶劑等組成的混合化學清洗溶液的清洗。相對而言，清洗法簡便有效，而且成本低，是比較常見的方法。目前廣泛采用的煉化設備的化學清洗，實際上是傳統(tǒng)的清洗法與鈍化法相結合，即在化學清洗劑中再適當地添加了鈍化劑的成份。

石油化工設備上的硫化亞鐵，表現為硫化亞鐵針對不同設備環(huán)境，分別與輕油、重油或焦油混雜在一起，形成的吸附于設備金屬表面的含硫化亞鐵油垢。因此，清作設備表面的硫化亞鐵，不是簡單的清除硫化亞鐵，而且要兼顧清除漬垢，以便清除深層的硫化亞鐵。

FZC-1型硫化亞鐵化學清洗劑，是基于硫化亞鐵較高的活性和被螯合能力的原理，由一種螯合劑加入適當比例的堿、表面活性劑、緩蝕劑等有效成分合成，具有很強的水溶性和分解性，對設備的腐蝕性低。螯合劑主要用來使硫化亞鐵轉化為可溶性的氧化鐵和硫，并使硫化氫的釋放減少；堿的作用一般是脫脂；表面活性劑的作用則是加強螯合劑在油垢層的滲透，有利于深層硫化亞鐵的脫除；緩蝕劑則是在金屬表面形成保護膜，這樣可以減少設備清洗后，在使用過程中硫化亞鐵的生成，起到對設備的保護作用。

FZC-1硫化亞鐵高效化學清洗劑的主要物化性質見表1：

表1 FZC-1 硫化亞鐵高效化學清洗劑的技術指標

3.1首次使用

加氫裂化裝置有多臺換熱器處于高H2S濃度工作環(huán)境，其中分餾脫戊烷塔頂水冷器介質中H 2濃度正常達4%（wt），液化氣處理單元5臺換熱器介質中H2S濃度均為100ppm，脫硫單元的3臺換熱器介質中濕H2S濃度正常為2.5%(wt)。極高學H2S導致了嚴重的設備腐蝕，產生了大量的的硫化亞鐵，每次檢修過程中上述換熱器都會發(fā)生硫化亞 鐵自燃現象。2001年大檢查修中，首次使用清洗劑對上述設備進行了化學處理。

3.1.1配量

根據設備上FeS的集結程度，FZC-1化學清洗劑與水按一定比例配量使用，其有效配比范圍為11~20。在本次化學處理中，FZC-1化學清洗劑與水按1：10（劑：水）的配比配量使用。

　　3.1.2化學處理前的準備工作

　　為了有效、快速地將加氫裂化裝置換熱器內集結的硫化亞鐵處理干凈，提高鈍化劑的利用率，縮短清洗時間，根據化學處理方案具體要求，在停工過程中對設備進行了倒空、隔離、高溫蒸煮。

　　3.1.3化學清洗流程

　　8臺大型換熱器清洗流程示意簡圖見圖1。

　　圖1 鈍化清洗換熱器流程圖示意圖

　　3.1.4清洗步驟

a) 在裝置現場，根據水冷器的流通體積，安10%的溶液濃度準備化學清洗劑；

b)將化學清洗劑在配液槽中與水混合均勻制成10%的溶液；

c)通過加劑泵由臨時管線注入換熱器，再由換熱器上部返回配液槽;

d)循環(huán)2~4小時；

　　e)隨著表洗過程的進行，化學清洗劑溶液的顏色逐步變淡，直至無色，此時清洗過程結束。

清洗劑使用情況見表2。

表2清洗劑使用情況一覽表

3.1.5廢液處理

清洗結束后，對各換熱器的化學清洗液最終采樣分析，其結果見表3。

表3 清洗污水分析表

　　由表3可見，該化學清洗劑劑對硫化亞鐵有較強的化學清洗效果，廢液符合直接排放標準，可直接排放至污水處理場。

3.1.6清洗效果

　　打開化學清洗后的換熱器，換熱器管束表面已沒有明顯的硫化亞鐵沉積物；個別硫化亞鐵油垢沉積比較嚴重的換熱器如EA-985，化學清洗后其管束表面的油垢亦已明顯減少、松軟。各換熱器打開過程中未再出現硫化亞鐵自燃的現象，大部分換熱器管束表面潔凈，有金屬光澤，表面鈍化層呈現黑褐色，換熱器檢修過程中未再出現硫化亞鐵塵塊隨風飄揚的現象。

　　3.2再次使用

　　2002年5月，加氫裝置950#脫硫系統(tǒng)因塔底再沸器EA-958腐蝕嚴重，再生塔DA-955塔被迫停車消缺，為防止檢修中DA-955塔盤及管線出現硫化亞鐵自燃現象，廠技術科與加氫裂化車間研究決定再次使用FZC-1硫化亞鐵高效化學清洗劑對DA-955塔進行循環(huán)清洗。DA-955循環(huán)沖洗流程見圖2。

　　圖2 DA-955循環(huán)沖洗示意圖

　　3.2.1化學處理范圍

a) 再生塔塔釜（是本次清洗的主要對象）；

b)再生塔內壁、塔盤、集油箱等塔內構件。

3.2.2化學處理前的準備工作

　　本次化學清洗安排在停工過程中的兩次蒸塔、洗塔進行之后進行，因為此時塔內構件上附著的大部分油泥已被洗掉，藥液進入進可以更加充分地與構件進行接觸，提高藥液利用率，縮短清洗時間。

3.2.3化學清洗流程

　　沖洗循環(huán)液由加劑泵抽出，經DA-955塔頂回流管線進入DA-955，保持DA-955塔底液面在80%，再由塔釜返回至配液槽進行循環(huán)沖洗。

　　3.2.4鈍化步驟

　　a)錯開FC-9527正線截止閥的法蘭以及DA-955塔釜至FA-954截止閥的法蘭，并分別接上臨時軟管；

　　b)將32.5t水加入配液槽中并啟動加劑泵入再生塔；

　　c)當塔底液面L9518為80%時打開DA-955塔釜返回到配液槽的截止閥；

　　d)將3.25t化學清洗劑加入配液槽；

　　e)流程改為閉路循環(huán)，沖洗4小時；

　　f)停加劑泵，關DA-955塔釜返回到配液槽的截止閥，浸泡DA-955塔釜12小時。

　　3.2.5廢液處理

　　FeS鈍化劑為紅褐色，3.25t鈍化劑加入裝置系統(tǒng)后循環(huán)沖洗水由透明逐漸變?yōu)榛鞚?，并產生懸浮物及黑色的微粒，溶液上部有較明顯的油跡，對循環(huán)溶液采樣分析，其結果如表4所示。

　　表4清洗污水分析表

　　分析表明污水完全達到向處理場排放的標準。

　　3.2.6清洗效果

　　a)開人孔后對塔內氣體的分析：氧含量20.17%，含H2S≤5ppm，具備了進塔施工的條件；

　　b)進入塔內檢查，塔盤表面潔凈，有金屬光澤。塔內無異味，但集油箱內油泥仍積存較多，后用消防水清洗。在整個檢修過程中，塔內沒有出現自燃冒煙的現象，使用FZC-1化學清洗劑達到了預期的清洗效果。

a) FZC-1型硫化亞鐵化學清洗劑應用過程簡單、快捷，無環(huán)保問題；

b) FZC-1型硫化亞鐵化學清洗劑防止硫化亞鐵自燃效果明顯；

c) 石化裝置多為載硫工作環(huán)境，發(fā)生硫化亞鐵自燃的現象日趨增多。加氫裂化裝置應用FZC-1型硫化亞鐵化學清洗劑，值得借鑒和推廣。