[发明专利]硫化亚铁气相钝化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫化亚铁气相钝化方法。

背景技术

硫化亚铁是石油及其衍生品中的硫对石化装置的腐蚀产物，石化装置检修过程中经常发生由于硫化亚铁氧化导致自燃或爆炸事故，因此石化装置检修前必须进行硫化亚铁的钝化或清洗处理。

目前工业上用于预防硫化亚铁自燃的方法主要有：隔离法、清洗法、钝化法。隔离法应用于在线保护效果很好，但是在停工检修的过程中就难以实现，针对石化装置中硫化亚铁的处理方法基本采用液相钝化的方法，即将液相钝化剂在装置内进行循环进而实现与硫化亚铁的充分反应，使硫化亚铁转化为较稳定的铁的氧化物从而达到预防硫化亚铁氧化自燃的目的。金属表面转化为不易被氧化的状态，而延缓金属的腐蚀速度的方法称为钝化。金属由于介质的作用生成的腐蚀产物如果具有致密的结构，形成了一层薄膜(往往是看不见的)，紧密覆盖在金属的表面，则改变了金属的表面状态，使金属的电极电位大大向正方向跃变，而成为耐蚀的钝态。

金属的钝化也可能是自发的过程(如在金属的表面生成一层难溶解的化合物，即氧化物膜)。在工业上是用钝化剂(主要是氧化剂)对金属进行钝化处理，形成一层保护膜。铁、铝在稀HNO₃或稀H₂SO₄中能很快溶解，但在浓HNO₃或浓H₂SO₄中溶解现象几乎完全停止了，碳钢通常很容易生锈，若在钢中加入适量的Ni、Cr，就成为不锈钢了。金属或合金受一些因素影响，化学稳定性明显增强的现象，称为钝化。由某些钝化剂(化学药品)所引起的金属钝化现象，称为化学钝化。如浓HNO₃、浓H₂SO₄、HClO₃、K₂Cr₂O₇、KMnO₄等氧化剂都可使金属钝化。金属钝化后，其电极电势向正方向移动，使其失去了原有的特性，如钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出。此外，用电化学方法也可使金属钝化，如将Fe置于H₂SO₄溶液中作为阳极，用外加电流使阳极极化，采用一定仪器使铁电位升高一定程度，Fe就被钝化了。由阳极极化引起的金属钝化现象，叫阳极钝化或电化学钝化。

金属处于钝化状态能保护金属防止发生腐蚀，人们曾研究过机械性刮磨对处在钝化状态的金属的影响。实验表明，测量时不断刮磨金属表面，则金属的电势剧烈向负方向移动，也就是修整金属表面可引起处在钝态金属的活化。即证明钝化现象是一种界面现象。它是在一定条件下，金属与介质相互接触的界面上发生变化的。电化学钝化是阳极极化时，金属的电位发生变化而在电极表面上形成金属氧化物或盐类。这些物质紧密地覆盖在金属表面上成为钝化膜而导致金属钝化，化学钝化则是像浓HNO₃等氧化剂直接对金属的作用而在表面形成氧化膜，或加入易钝化的金属如Cr、Ni等而引起的。化学钝化时，加入的氧化剂浓度应不小于某一临界值，不然不但不会导致钝态，反而将引起金属更快的溶解。

现有的液相钝化技术缺陷为:(1)用量大。一个常规的原油蒸馏塔的钝化剂用量从几吨到几十吨不等，成本较高。(2)沟流现象严重。由于装置内垢层的不均一性导致液体在其表面的沟流现象严重，容易出现死角。(3)废液处理困难，现有的钝化剂中含有的Mn²⁺、Cr²⁺等重金属离子对环境能造成严重污染，还有的钝化剂中含有Cl-则对不锈钢形成应力开裂。(4)处理时间长。现有的液相钝化技术钝化时间一般在24个小时左右，而整套装置的检修工期较短，导致检修其它工作的滞后。

CN102031480公开了一种硫化亚铁气相钝化方法，包括监测的步骤、送气的步骤和钝化的步骤。所述方法进一步包括密封的步骤和卸料的步骤。所述钝化的步骤为：由蒸汽携带富氧空气进入容器内实施硫化亚铁的气相钝化。所述蒸汽为水蒸汽，所述蒸汽的压力为0.1～0.9Mpa。所述富氧空气为体积百分比氧含量为21％～50％的空气。但该方法采用填料塔，存在复杂的卸料步骤，操作复杂。

本发明有针对性的解决了上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中钝化成本较高、钝化不均匀、钝化时间较长、操作复杂的问题，提供一种新的硫化亚铁气相钝化方法。该方法用于硫化亚铁气相钝化中，具有钝化成本较低、钝化均匀、钝化时间较短的优点。