油品储罐H_2S对铁锈腐蚀产物自燃性研究

为了分析有氧条件下H2S对铁锈腐蚀产物的自燃性,模拟含硫油品储罐中铁锈(Fe2O3:75%;Fe(OH)3:7%;Fe3O4:18%)在有氧条件下与H2S气体的反应试验。将铁锈与H2S气体、O2按不同比例混合形成的混合物进行反应,再进行所得产物的氧化反应。采用X射线衍射分析法鉴定混合气体与铁锈的反应产物,并研究不同初始O2体积分数下的混合气体与铁锈的反应及其产物的再氧化反应,通过温度变化评价铁锈与H2S气体反应产物的自燃性。结果表明,在有氧条件下,H2S对铁锈腐蚀产物主要是FeS;随着初始O2体积分数的增加,铁锈与H2S的反应伴随其产物的氧化反应,HS对铁锈腐蚀产物的量减小,这种产物再氧化自燃性降低。     

炼油设备高温H_2S腐蚀产物自燃倾向及影响因素

利用自制的硫化氧化反应装置,研究了Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3高温H2S腐蚀产物的自热性质,并采用扫描电镜分析了腐蚀产物的表面成分与形态.以Fe2O3腐蚀产物为例,研究了空气流量、环境温度及含水量对硫铁化合物自热性质的影响.结果表明,在环境温度40 ℃、空气流量300 mL/min条件下,3种腐蚀产物的自热性由强至弱顺序为Fe(OH)3、Fe2O3、Fe3O4;空气流量、环境温度的提高均会增强硫铁化合物的自热性;含水量低于10%会促进硫铁化合物的氧化反应,水质量分数达到60%氧化反应基本被抑制.     

循环流化床锅炉水冷壁管的腐蚀失效分析

针对某高压循环流化床锅炉水冷壁管底部弯管处爆管原因进行失效分析,通过对爆管管段进行宏观检查、化学成分分析、力学性能分析、腐蚀产物分析、金相分析以及运行期间水质化验记录调查,表明锅炉水质p H偏高时在密相区弯管处向火侧内壁发生碱浓缩引起碱腐蚀,弯管处存在的残余应力在强碱性环境下引起碱应力腐蚀,两者共同作用导致了本次爆管的发生。加强水质监控和消应力处理可有效防止碱腐蚀和碱应力腐蚀。     

油水两相流弯管处安全分析

针对油水两相流经过弯管时的流向改变会导致流体速度和压力发生突变,造成发生静电事故和腐蚀事故风险上升 的不利影响,提出了RSM模型和Mixture模型相结合的安全分析方法。该方法对不同入口速度和含水率的油水两相流进行 数值模拟,并用Origin软件拟合了进口最大允许流速与管径及含水率的经验关系。结果表明,在含水率和入口速度一定 时,随着管径的增加,弯管处的最大速度呈现逐渐减小的趋势:当管径和入口速度一定时,随着含水率的增加,弯管处 的最大速度也逐渐减小。最大压力出现在弯管外拱壁处,最小压力出现在弯管内侧拱壁处。在实际生产中,增加弯管下 游直管段内侧壁的壁厚,可有效防止空化腐蚀所造成的危害;通过含水率来确定安全流速,可有效降低静电事故的风险 。     

含硫油品储罐腐蚀产物自燃及其防治理论研究

含硫油品储罐内壁腐蚀产物(Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3)与H2S反应生成硫化铁,硫化铁的氧化放热是引起储罐火灾的主要原因.实验模拟了油品储罐中硫化铁的生成,研究了在无氧条件下H2S气体与油品储罐内壁腐蚀产物的反应以及生成的硫化铁在自然环境下的氧化自燃性.结果表明,Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3,以及它们的混合物经硫化后生成的硫化铁具有很高的自然氧化活性,在自然环境中,常温下能迅速和空气中的氧气反应并放出大量的热,热量积聚引起储罐火灾爆炸事故.在实验结论的基础上,提出了一些行之有效的安全防范措施.     

埋地热油管道泄漏裂纹开裂的应力研究

研究了导致埋地热油管道泄漏裂纹开裂的应力机制,采用有限元方法对埋地热油管道进行模拟计算,求得热-结构耦合作用下管道整体当量应力变化云图,并得出管道弯管处应力高于直管段应力的结论;继而采用电阻应变测试法对埋地热油管道的弯管处进行实时应力测定,并绘制了各测点的轴向和周向应力变化曲线,通过各测点应力比较得出弯管内侧有两点应力波动幅值偏大,弯管外侧4号测点处轴向应力超过管材的屈服点。结果表明:在结构-热应力耦合作用下,埋地热油管道在弯管外侧轴向应力最大,易有I型裂纹萌生并扩展,在弯管内侧易有疲劳裂纹萌生并扩展。     

铁粉硫化产物二次氧化自燃性影响因素研究

为防止含硫原油储罐腐蚀产物发生二次氧化而引发火灾或爆炸事故,研究Fe粉硫化产物二次氧化的影响因素。试验以Fe粉为原料,与H2S反应制备Fe S;Fe S与空气接触一次氧化后密闭存放,设定不同的存放时间、温度以及控制不同的一次氧化程度,再分别进行二次氧化,考察这3个因素对二次氧化过程的影响。通过检测样品存放过程中单质S含量变化以及表征样品组成变化,来探究二次氧化过程的机理。结果表明:初次氧化反应生成的单质S能和剩余的Fe S反应生成自燃性更高的多硫化铁,存放时间、温度及一次氧化程度影响多硫化铁的生成量和活性;多硫化铁的含量和活性越高,二次氧化升温越剧烈,样品的自燃倾向性越强。     

换热器管束泄漏原因分析

某换热器在运行中频繁泄漏,平均每1~2年就需维修或更换。本文结合换热器的结构和工况,对换热管及其腐蚀产物进行了分析讨论,找出了管束泄漏的原因。结果表明:由于工艺参数设计不当,部分换热管管段具备了露点腐蚀的条件,导致介质中的H2S和Cl溶于液态水并在换热管内壁凝聚,进而产生点腐蚀和应力腐蚀开裂而泄漏。     

换热器不锈钢换热管束开裂原因分析

一台换热器换热管束发生了开裂泄漏.采取全面检验的方式,通过宏观检查、化学成分分析、断口微观形貌和能谱分析、金相分析等方法,对换热管开裂原因进行了分析.结果表明:该换热管开裂为氯化物应力腐蚀开裂.壳程介质循环冷却水中CI元素含量是应力腐蚀开裂的主要因素,结构缺陷、敏感的工作温度区间、水中溶解氧和含S杂质导致了应力腐蚀的快速发展.     

超临界锅炉末级过热器管外壁腐蚀膜的微观分析

为了保证超临界锅炉的安全稳定运行,降低检修成本和材料损失,本文借助于SEM、EDS、XRD等手段对超临界锅炉末级过热器管外壁腐蚀膜形貌、元素构成、物相构成等进行了分析和研究。实验结果表明:超临界锅炉末级过热器管外壁腐蚀膜较为连续,且与基体结合紧密,其较厚区约540μm,为多层结构,由基体至腐蚀层依次为Cr5S6/Fe S/Cr O2复合层、Fe3O4/Cr O2复合层、Fe2O3层。同时腐蚀层表面存在剥落现象,且腐蚀层内部也有裂纹存在。     

硫高温腐蚀及腐蚀产物氧化自燃性的研究

随着炼制原油硫含量的增加,炼油装置的硫腐蚀问题也日益严重.针对硫高温腐蚀状况,用差热-热重分析仪研究硫与Fe(OH)3、Fe2O3和Fe3O4发生硫化腐蚀反应的初始温度,并采用X射线衍射仪鉴定了360 ℃高温无氧条件下硫化腐蚀产物的组成.结果表明,硫与Fe(OH)3、Fe2O3和Fe3O4发生硫化反应的初始温度分别为287.67 ℃、233.34℃和308.47 ℃;高温硫化腐蚀产物主要是FeS2.对硫化产物FeS2进行氧化反应,氧化升温曲线和耗氧曲线表明,硫化腐蚀产物FeS2具有很高的氧化自燃性,在一定条件下能引发油品火灾和爆炸等事故.     

合成氨高温变换炉过热器出口弯管爆裂分析

2012年某合成氨装置高温变换炉过热器出口管弯管处发生爆管。本文对发生爆管的弯管失效试样进行了宏观检查、断口分析、显微组织观察及扫描电镜分析,探讨了弯管爆管失效的原因。     

不锈钢在聚甲醛装置中的腐蚀行为

为筛选更为先进的聚甲醛装置升级改造用钢,研究了316L、904L和2507不锈钢在聚甲醛装置中的腐蚀行为。在现场聚甲醛装置产生腐蚀失效的设备内部悬挂标准挂片,并观察、分析了腐蚀形貌和腐蚀产物。316L不锈钢发生点腐蚀和成分选择性腐蚀,腐蚀产物主要为Fe-Cr铁素体相和Fe2O3赤铁矿相。904L不锈钢和2507双相钢的腐蚀速率和点蚀敏感性均明显优于316L不锈钢,可使用904L不锈钢和2507双相钢替代316L不锈钢用于聚甲醛装置。     

炼油装置元素S高温腐蚀产物FeS2的自然氧化性

使Fe2O3和Fe(OH)3分别与元素S在不同条件下进行硫化反应,并采用X射线衍射仪鉴定硫化产物组成,在95 ℃恒温水浴中对硫化产物进行氧化反应,考察了硫化温度和硫化时间对硫化产物自然氧化性的影响.结果表明,元素S高温硫化产物主要是FeS2.硫化产物FeS2具有较高的自然氧化性,随着硫化温度升高,硫化时间延长,硫化产物的自然氧化性增大,更容易发生氧化放热反应,造成油品火灾和爆炸事故.元素S与Fe2O3硫化温度在360 ℃以上,与Fe(OH)3硫化温度在300 ℃以上时,其硫化产物FeS2具有较高的自然氧化性.硫化时间在24 h以上时,Fe2O3、Fe(OH)3的硫化产物自然氧化性较大.     

塔河油田集输管线20#钢在CO2/H2S环境中的腐蚀行为

为充分了解20#钢在塔河油田集输管线工况环境中的腐蚀行为,采用高温高压釜研究CO2/H2S分压比、温度和pH值对20#钢在CO2/H2S环境中的腐蚀规律的影响,并利用扫描电镜(SEM)分析腐蚀产物形貌特征。结果表明:CO2分压不变时,随着H2S分压的增加,20#钢的腐蚀速率先增大后减小,H2S分压为0.01 MPa时的腐蚀速率达到最大0.435 mm/a;随着温度的升高,20#钢的腐蚀速率逐渐增大,在100℃时腐蚀速率高达2.280 mm/a;CO2控制下20#钢的腐蚀速率随着pH值的增大而减小;H2S控制下20#钢的腐蚀速率随着pH值的增大而增大。     

阻挡放电联合金属氧化物催化降解H2S的研究

采用介质阻挡放电联合金属氧化物催化降解气态H2S,考察了单组分及复合金属氧化物催化剂、催化剂与低温等离子体结合方式对H2S及副产物O3去除性能的影响,分析了等离子体联合Mn复合金属氧化物催化降解H2S机理。结果表明,金属负载量相同条件下,电压低于22kV时,Mn复合金属氧化物对H2S的催化活性高于单组分Mn金属氧化物,催化活性及对O3的分解能力从大到小依次为:Ag+Mn、Cu+Mn、Fe+Mn、Mn。当电压为18 kV时,Ag+Mn、Cu+Mn、Fe+Mn复合催化剂分别比单组分Mn催化剂对H2S的去除效率提高了近10%、6%、4%。等离子体后催化区域中Mn催化剂催化氧化H2S的效率明显低于等离子体催化区域。Mn催化剂在等离子体后催化区域中能有效催化分解O3。随着电压的升高,Mn金属氧化物在等离子体后催化区域对H2S催化作用逐渐增强。在电压22 kV时,等离子体联合后催化比单独等离子体作用时,H2S去除效率提高了近11%。     

含硫油品储罐危险性研究

考察不同铁氧化物经过不同时间硫化后生成的FeS的氧化性.氧化性越高,给储罐带来的危险性越大.实验结果表明,氧化倾向及危险性与硫化时间有关,并与FeS的生成方式有关.同一铁氧化物分别经0.5 h和6 h硫化后,后者硫化产物的氧化性要大.这是因为经长时间硫化,H2S气体不仅与表面颗粒分子发生完全反应,而且大量的H2S分子扩散到颗粒的内部,与铁氧化物内部分子充分接触发生反应,即硫化程度较完全,生成较多的FeS.同时说明,硫化时间越长,对储罐构成的威胁越大.经6 h硫化后产物的氧化倾向从高到低依次为Fe2O3、Fe3O4和Fe(OH)3生成的硫化产物.     

CF3H熄灭CH4/O2火焰过程中产生HF的数值研究

三氟甲烷(CF3H,HFC - 23)是一种优良的哈龙替代物,在目前的气体灭火介质市场占据显著的位置.然而,在三氟甲烷和火焰作用的过程中产生的HF不仅对火灾现场设备具有严重的腐蚀,而且对灭火现场人员具有严重的伤害.首先采用k-ε涡黏湍流模型,对CF3H熄灭CH4/O2的二维稳态湍流非预混燃烧进行数值分析,讨论杯式燃烧器中CF3H熄灭CH4/O2火焰过程中HF组分变化规律,通过改变初始参数分析CF3H浓度、CH4/O2配比对HF生成量的影响;采用CHEMKIN 4.0程序模拟CF3H熄灭CH4/O2火焰中温度、反应物、主产物和自由基浓度随火焰高度的变化关系.结果表明,火焰上方20～25cm的区域为HF富集区;H、CF:O为生成HF的重要中间产物,可以通过降低中间产物浓度降低 HF.     

石脑油输送管道腐蚀减薄分析

某石化公司一条石脑油输送管道某弯头部位在停车检验时发现局部存在严重减薄,经切割后发现内壁腐蚀严重并存在多处腐蚀坑。本文拟通过宏观形貌分析、金相组织分析、腐蚀产物微观分析以及腐蚀产物XRD分析等方法对其腐蚀减薄原因进行研究。结果表明,由于输送介质中含有硫、氯等腐蚀性离子,在服役过程中管道内壁发生腐蚀形成腐蚀层,由于局部闭塞效应,诱发小的点蚀坑,导致腐蚀层疏松,发生不定期的剥落,造成管道不断减薄;而在腐蚀产物堆积垢层下由于闭塞效应而发生垢下腐蚀,形成局部的坑状腐蚀。     

含硫油品储罐腐蚀产物自燃性的研究

通过模拟储油罐中硫铁化物的生成方式, 分析和研究了H2S气体在无氧条件下,与不同相对湿度的Fe2O3、Fe3O4和Fe(OH)3反应所生成的硫铁化物的自燃性.不同相对湿度的试样经6 h硫化后,其自燃性明显不同.以Fe2O3试样为例,相对湿度为0的硫化产物氧化升温最高为256 ℃,平均升温速率为10.8 ℃/min; 相对湿度为5%、10%和15%的硫化产物,氧化升温最高温度分别为474 ℃、408 ℃和388 ℃,平均升温速率分别为20.5 ℃/min、18.3 ℃/min和13.5 ℃/min.实验结果表明, 不同相对湿度、不同物质的硫化产物,其自燃性有显著差异,样品的相对湿度对硫化产物的自燃性有重要影响.对各种干燥样品的硫化产物进行电镜分析发现,由不同物质硫化所生成的硫化产物结构不同,致使其自燃性有较大差异.硫铁化物氧化反应放热是引发油罐着火的主要因素.