[发明专利]具有硫化亚铁钝化功能的组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及石油化工技术领域，公开了一种具有硫化亚铁钝化功能的组合物，该组合物含有萜烯型抑硫剂、氟化氢铵、戊二醛、聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂和分散剂，相对于每重量份的分散剂，萜烯型抑硫剂的含量为20‑500重量份，氟化氢铵的含量为20‑500重量份，戊二醛的含量为20‑200重量份，聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂的含量为2‑100重量份。本发明还公开了制备所述组合物的方法，包括：混合萜烯型抑硫剂、氟化氢铵、戊二醛、聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂和分散剂。本发明还公开了组合物在清洗硫化亚铁中的应用。本发明能够快速有效的清洗硫化亚铁，有效防止硫化亚铁自燃，同时可以大量减少产生的硫化氢等有毒有害气体。

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，涉及一种具有硫化亚铁钝化功能的组合物及其制备方法和应用，特别是在防止石油化工设备中硫化亚铁自燃中的应用。

背景技术

随着炼厂加工高硫原油比例的提高，硫对设备的腐蚀也日趋严重。其腐蚀产物多以硫化亚铁的形式出现，此处的硫化亚铁是指FeS、FeS₂、Fe₂S₃等几种化学物质的混合物。硫化亚铁在常温下迅速氧化自燃，自燃时不发生火焰，只是发热到炽热状态，当达到一定温度时可引起其它物质燃烧，损坏设备材质。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。硫化亚铁自燃的危害不单在于损坏设备，更在于硫化亚铁在设备内部爆燃和自燃时产生二氧化硫等有毒气体，严重危害设备检修人员的身体健康。所以消除硫化亚铁成为现代高硫原油炼制设备停工检修的第一道必须进行的安全工序。

硫化亚铁自燃的主要影响因素是温度及硫化物的性质。硫化亚铁在潮湿的空气中，Fe²⁺被氧化成Fe³⁺，S^2-被氧化成高价硫，此过程产生两个效应：一是由于S^2-被氧化成高价硫，使反应区域酸性增加，加速硫化亚铁固体的溶解；二是在氧化的过程中，放出大量的热量，使局部温度升高，反应加快，又加速周围的硫化亚铁的氧化。两个反应相互促进，形成恶性循环。同时垢中存在碳粉和油，被硫化亚铁点燃后，迅速燃烧，放出更多的热量，这样在短暂的时间内积聚了大量的热量，可能损坏设备。

目前工业上防止硫化亚铁自燃的方法有三种：1)隔离法—即防止硫化亚铁和空气中的氧气接触，如用氮气保护，水封保护等；2)清洗法—将硫化亚铁从设备上清除，如对设备进行机械清洗、化学清洗等；3)钝化法—用钝化剂对设备进行处理，将易自燃的硫化亚铁转化为较稳定的化合物，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，以及根据结垢种类的不同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，清洗法简单有效，成本低，是较常用的方法。目前广泛采用的石油化工设备的化学清洗，实际是传统的清洗法和钝化法相结合，即在化学清洗中在适当添加钝化剂的成分。主要使用的钝化剂清洗剂主要有高锰酸钾、二氧化氯、次氯酸钠等。虽然这些钝化清洗剂在消除硫化亚铁已经能够满足石化企业安全生产要求，但使用高锰酸钾在钝化清洗中含有大量的锰离子，易造成二次污染；二氧化氯对设备有腐蚀，特别对不锈钢容易产生点腐蚀；酸液对设备的腐蚀较为严重，虽然加入缓蚀剂能够降低腐蚀，但清洗后的废液仍需解决；次氯酸钠容易产生有害物质。酸洗还会产生大量的二氧化碳和硫化氢气体，对设备和人员安全造成潜在的危害。酸洗中大块的垢块脱落容易导致二次堵塞甚至出现卡泵现象。酸洗过程周期较长，还会造成长时间的停产损失。