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[摘 要]随着蒸汽驱油井开采时间的增长,及扩大试验区的投产,硫化亚铁等蒸汽驱油井特有的衍生物对人员、设备以及油井的危害日渐突出,给生产带来了极大的影响。因此,对其的危害探讨和研究,将为石油生产和储运、设备的清洗施工等方面,制定科学技术方案及安全环保措施,为保障企业安全生产,奠定必要的基础。
[关键词]蒸汽驱 硫化亚铁 硫化氢
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)25-0289-01
1、硫化亚铁自燃事故原因分析
1.1 硫化亚铁自燃事件
2010年8月25日,采油58#站组织2#缓冲罐清砂工作,开盖前泵工已将罐内残余原油打净。9点10分施工单位将上部人孔打开,无异常现象,10点30分将封头人孔打开,由于空气形成对流,罐内蒸汽开始从上人孔口溢出。中午12点,发现缓冲罐上部人孔口向外冒白烟,而且越来越大,越来越浓,并伴有刺鼻的气味,罐体温度明显升高,中心站干部迅速组织员工对封头人孔进行紧固封堵,并用湿毛毡对上人孔进行封堵,同时用生活水对罐体进行降温,对罐内进行加水,避免了重大事故的发生。
2、硫化亚铁生成及自燃机理
2.1 硫化亚铁的来源
硫化亚铁是油品中的硫化物与装置金属内壁发生腐蚀作用的产物。这些油品中的硫主要来自于原油,亦有部分源于原油加工过程中的添加剂。硫在油品中的存在形态依据其对金属腐蚀性的不同,可分为活性硫和非活性硫。
2.2 硫化亚铁的存在状态
硫化亚铁在工艺设备中的分布一般遵循这一规律:介质中硫或硫化氢含量越高,其硫化亚铁腐蚀产物越多。微细的硫化亚铁腐蚀产物在某些局部区域很容易发生沉积,特别是罐体的结合处,管线的连接处弯头处等位置,生成的硫化亚铁很难被物料带走。在大负荷、长周期、连续运行的设备内将积聚一定量的硫化亚铁。
2.3 自燃机理
含硫油品储罐自燃过程的实质就是硫铁化物氧化作用产热与环境散热这对矛盾运动发展的过程;硫腐蚀生成硫铁化物→硫铁化物氧化反应放出热量→热量积聚→油品及硫铁化物温度上升→自燃着火。
3、硫化亚铁自然的危害性
爆炸性:自燃的过程中有其它可燃物存在时,会冒出浓烟,并引发火灾和爆炸。
隐蔽性:硫化亚铁在设施设备未打开的情况下,无法发现;并且,其在自燃的过程中如没有一定的可燃物支持,将产生白色的SO2气体,常被误认为水蒸汽。
4、硫化亚铁自燃事故的防治对策
4.1 日常生产期间
(1)控制温度
影响硫化亚铁氧化的主要因素为温度。在高温天气下,采用水喷淋冷却,此方法不仅可以有效地降温,延缓H、S对碳钢的腐蚀速率,减少硫化亚铁的堆积量,同时也有利于硫化亚铁氧化热的及时消散。
(2)控制氧含量
硫化亚铁的氧化必须有氧气存在,在各种油品管道、容器内增加氮封设施保证其密封性能,用以防止硫化亚铁与空气接触而发生自燃。在付油作业前或付油作业时,进行氮气置换,降低硫化亚铁氧化反应速度,避免硫化亚铁的氧化。
4.2 设备停用期间
(1)加水保湿
对于停用时间较长的设备,可采取加水保湿的方法,降低环境温度,减少设施设备内壁与空气接触的几率及含氧量,抑制硫化亚铁的生成
(3)强化防腐保护措施
涂料保护技术。涂料保护法是储罐防腐常用措施之一,己开发出一系列新型防腐涂料,氧酚醛涂料和聚氨酯涂料等效果较好。
4.3 设备检修期间
(1)检修前进行氮气置换
在作业施工前,用氮气对设备内部的可燃气体进行置换,使硫化亚铁不能与空气中的氧接触发生氧化反应。同时,设备吹掃清洗时,对于弯头、拐角等死区要特别处理,并注意低点排凝,确保吹扫质量,防止残油及剩余油气的存在。从而避免硫化亚铁自燃引发爆炸和火灾扩大。
(2)设备打开前进行加水清洗
设备降至常温方可打开,进入前用清水冲洗,保证内部构件湿润,清除的硫化亚铁应装入袋中浇湿后运出设备外,并尽快采取深埋处理。
蒸汽驱区块的油井在生产过程中产出液会伴生高浓度硫化氢,并且在温度较低的環境下易使井口闸门、套管内产生碳酸氢铵结晶体 ,影响正产生产。
参考文献
[1] 张琪.采油工程原理与设计[M],东营:石油大学出版社,2004,143-152.
[2] 万仁溥等.采油技术手册(修订本),第四分册[M],北京:石油工业出版社,1993.
[关键词]蒸汽驱 硫化亚铁 硫化氢
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)25-0289-01
1、硫化亚铁自燃事故原因分析
1.1 硫化亚铁自燃事件
2010年8月25日,采油58#站组织2#缓冲罐清砂工作,开盖前泵工已将罐内残余原油打净。9点10分施工单位将上部人孔打开,无异常现象,10点30分将封头人孔打开,由于空气形成对流,罐内蒸汽开始从上人孔口溢出。中午12点,发现缓冲罐上部人孔口向外冒白烟,而且越来越大,越来越浓,并伴有刺鼻的气味,罐体温度明显升高,中心站干部迅速组织员工对封头人孔进行紧固封堵,并用湿毛毡对上人孔进行封堵,同时用生活水对罐体进行降温,对罐内进行加水,避免了重大事故的发生。
2、硫化亚铁生成及自燃机理
2.1 硫化亚铁的来源
硫化亚铁是油品中的硫化物与装置金属内壁发生腐蚀作用的产物。这些油品中的硫主要来自于原油,亦有部分源于原油加工过程中的添加剂。硫在油品中的存在形态依据其对金属腐蚀性的不同,可分为活性硫和非活性硫。
2.2 硫化亚铁的存在状态
硫化亚铁在工艺设备中的分布一般遵循这一规律:介质中硫或硫化氢含量越高,其硫化亚铁腐蚀产物越多。微细的硫化亚铁腐蚀产物在某些局部区域很容易发生沉积,特别是罐体的结合处,管线的连接处弯头处等位置,生成的硫化亚铁很难被物料带走。在大负荷、长周期、连续运行的设备内将积聚一定量的硫化亚铁。
2.3 自燃机理
含硫油品储罐自燃过程的实质就是硫铁化物氧化作用产热与环境散热这对矛盾运动发展的过程;硫腐蚀生成硫铁化物→硫铁化物氧化反应放出热量→热量积聚→油品及硫铁化物温度上升→自燃着火。
3、硫化亚铁自然的危害性
爆炸性:自燃的过程中有其它可燃物存在时,会冒出浓烟,并引发火灾和爆炸。
隐蔽性:硫化亚铁在设施设备未打开的情况下,无法发现;并且,其在自燃的过程中如没有一定的可燃物支持,将产生白色的SO2气体,常被误认为水蒸汽。
4、硫化亚铁自燃事故的防治对策
4.1 日常生产期间
(1)控制温度
影响硫化亚铁氧化的主要因素为温度。在高温天气下,采用水喷淋冷却,此方法不仅可以有效地降温,延缓H、S对碳钢的腐蚀速率,减少硫化亚铁的堆积量,同时也有利于硫化亚铁氧化热的及时消散。
(2)控制氧含量
硫化亚铁的氧化必须有氧气存在,在各种油品管道、容器内增加氮封设施保证其密封性能,用以防止硫化亚铁与空气接触而发生自燃。在付油作业前或付油作业时,进行氮气置换,降低硫化亚铁氧化反应速度,避免硫化亚铁的氧化。
4.2 设备停用期间
(1)加水保湿
对于停用时间较长的设备,可采取加水保湿的方法,降低环境温度,减少设施设备内壁与空气接触的几率及含氧量,抑制硫化亚铁的生成
(3)强化防腐保护措施
涂料保护技术。涂料保护法是储罐防腐常用措施之一,己开发出一系列新型防腐涂料,氧酚醛涂料和聚氨酯涂料等效果较好。
4.3 设备检修期间
(1)检修前进行氮气置换
在作业施工前,用氮气对设备内部的可燃气体进行置换,使硫化亚铁不能与空气中的氧接触发生氧化反应。同时,设备吹掃清洗时,对于弯头、拐角等死区要特别处理,并注意低点排凝,确保吹扫质量,防止残油及剩余油气的存在。从而避免硫化亚铁自燃引发爆炸和火灾扩大。
(2)设备打开前进行加水清洗
设备降至常温方可打开,进入前用清水冲洗,保证内部构件湿润,清除的硫化亚铁应装入袋中浇湿后运出设备外,并尽快采取深埋处理。
蒸汽驱区块的油井在生产过程中产出液会伴生高浓度硫化氢,并且在温度较低的環境下易使井口闸门、套管内产生碳酸氢铵结晶体 ,影响正产生产。
参考文献
[1] 张琪.采油工程原理与设计[M],东营:石油大学出版社,2004,143-152.
[2] 万仁溥等.采油技术手册(修订本),第四分册[M],北京:石油工业出版社,1993.