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摘 要 天然气处理工艺的气体入口净化除尘装置在检修时滤料经常发生自燃现象。本文根据介质和滤出物质及其产生机理，对FeS在空气中自燃现象产生的原因进行了分析并结合天然气处理工艺的实际情况，从工艺技术和检修操作两方面提出了防范入口除尘装置滤料自燃的措施。
关键词 自燃；净化除尘；中空纤维滤料；硫化亚铁
中图分类号：TE6 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）051-142-01
为脱除采油厂来气中的微细粉尘杂质和游离水，保证油气初加工装置平稳高效运行，在某装置入口新建一套天然气净化除尘装置，该套装置由一组3台并联的气体净化器组成，净化器内设有上下两个过滤箱体，由上至下按密度从疏松到致密填充着与容器内径相同的SRI系列的中空纤维滤料，各种型号滤料共计50层。按照使用说明，当中空纤维滤料运行达到饱和时就需更换滤料。
检修期间，对入口除尘装置滤料进行更换。进入之前，按置换方案依次用氮气对净化器置换4小时，蒸汽置换16小时。确认可燃气体含量检测为0，人员方进入容器进行更换，发现滤料表面较黑，已全部被污染。将滤料用塑料布包好后放置在空地上，3分钟后塑料布中出现冒烟迹象，判断为滤料自燃，现场人员迅速用灭火器将其扑灭，并把剩余滤料放入注满水的大桶内。
1 自燃原因分析
尽管此次自燃现象在很短时间内得到了有效地控制，并未造成人员伤害和财产损失。但如果自燃不是发生在滤料取出后，而是发生在人员在有限空间更换滤料时，后果必定不堪设想。经对其剩余滤料取样化验，天然气过滤器中黑色颗粒物的XRD分析数据如下。
根据表中成分显示，含铁矿物应该是硫化亚铁的衍生物，因而分析入口除塵装置滤料自燃的主要原因为天然气内所含的硫与设备内壁及内件起反应，生成FeS、FeS2、Fe2S3等总成的混合物硫化亚铁。其硫化亚铁生成机理与硫化亚铁自燃机理如下：
1）硫化亚铁产生机理：天然气中的硫可分为活性硫和非活性硫两类，活性硫包括单质活性硫、硫化氢、硫醇，其特点是在一定的温度下与铁发生反应生成硫化亚铁。
2）硫化亚铁自燃机理：硫化亚铁是深棕色固体，难溶于水，在空气中受热或光照与氧发生反应。
2 工艺技术视角下自燃现象的防范措施
事实证明，由于天然气含硫比例增高，必然会导致硫腐蚀加重及硫化亚铁的生成。所以消除硫化亚铁就是我们天然气处理装置安全顺利检修必要工序。
硫化亚铁的含量、氧气接触、自燃最低温度，是化工检修过程中引发自燃的必要因素。因此如果能够有针对性地进行消减就可以有效的防止硫化亚铁自燃事故发生。具体措施如下：
2.1 对流经容器原料进行脱硫、降低硫化亚铁的产生机率
根据化工所在装置实际，引进脱硫工艺，可以有效脱出物料中的硫化物，甚至可以达到高于98%的硫脱出率.防止硫腐蚀容器壁或内件产生硫化亚铁及其衍生物。使硫化亚铁的堆积速度大大下降，减少更换填料次数，减少操作时间，从而减少自燃几率。
2.2 控制容器内部氧气含量
硫化亚铁的反应必须有氧气存在，所以在容器开口之前，用惰性气体（常用氮气）对塔内部进行置换，含氧量处于低于1%，使硫化亚铁不能与氧接触发生氧化反应。作业前，应尽量降低作业容器口敞开的时间，降低容器内氧含量升高的几率。
2.3 检修注意控制温度
温度是导致硫化亚铁与氧反应化的主要因素，所以在停工、蒸汽吹扫后，决不能即刻开孔进行施工作业，必须待容器冷却至环境温度，且采取防止硫化亚铁自燃的必要措施、有限空间作业安全措施后才可打开人孔。对于净化器，热容量高，在不通风的情况下，自然冷却速度慢，可从容器顶部人孔注水冷却，最好没过易燃的填料，人员施工较为安全。
2.4 使用钝化剂消除硫化亚铁活性
消除硫化亚铁自燃最为安全的方法是通过钝化消除其活性，采用具有较强螯合作用高效化学清洗剂、钝化剂，能有效除去容器壁、内件上的硫化亚铁、三氧化二铁等无机垢，防止其自燃。
2.5 对管线内壁进行防腐处理
为了避免硫化亚铁的生成，应在设计时，对容器的内壁、内附件的材质提出更高要求，选用耐腐蚀的钢材和在并在容器内表面喷镀耐腐蚀材料实现从根本上降低硫化亚铁生成概率。
2.6 对容器内填料形式进行设计
为减少容器更换填料的作业时间，有必要对填料的填充方式、填充形状及固定形式进行设计，在确保用途的条件下，尽量降低人员操作时间，防止自燃发生。
3 检修操作视角下自燃现象的防范措施
为了防止滤料自燃影响入口除尘装置的检修，甚至给全厂区带来严重的安全隐患，在检修入口除尘装置时还要注意做好如下防范措施。
1）停工前做好硫化亚铁自燃的事故预案。做好人员现场安全保护和安全防护。
2）设备吹扫时，要全面不留死角，注意低点排液，减少杂质残留。从而降低硫化亚铁自燃引发爆炸和火灾的概率。
3）打开容器前，用惰性气体置换和用蒸汽置换只能在一定程度上降低发生自燃的几率，不能杜绝硫化亚铁自燃。除尘装置的实践证明，用新鲜水将滤料全部浸透，是一种有效的防止自燃的方法。
4）打开容器时，尽量选择温度较低的时候，注意避免阳光直射，施工间隔不易过长，如间隔较长，则必须通入惰性气体置换后，封闭作业人孔，同时加强岗位人员对该部位的巡检。
5）清除的含有硫化亚铁的废料应装入袋中浇湿后运出，并尽快采取深埋或焚烧处理。
6）对于接触到天然气的其他容器如过滤器及脱甲烷塔也存在硫化亚铁自燃的风险，也应制定相应的检修措施。
参考文献
[1]路荣博.硫化亚铁自燃防范措施浅析[J].广东化工，2012（11）.
[2]宋继勇，彭志林，曾兰芳.硫化亚铁自燃在检修中的危害及预防[J].价值工程，2011（25）.
作者简介
李凯（1980-），男，籍贯：吉林省农安县，仪表自动化控制专业，工程师职称，现就职于大庆油田有限责任公司天然气分公司油气加工三大队。
关键词 自燃；净化除尘；中空纤维滤料；硫化亚铁
中图分类号：TE6 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）051-142-01
为脱除采油厂来气中的微细粉尘杂质和游离水，保证油气初加工装置平稳高效运行，在某装置入口新建一套天然气净化除尘装置，该套装置由一组3台并联的气体净化器组成，净化器内设有上下两个过滤箱体，由上至下按密度从疏松到致密填充着与容器内径相同的SRI系列的中空纤维滤料，各种型号滤料共计50层。按照使用说明，当中空纤维滤料运行达到饱和时就需更换滤料。
检修期间，对入口除尘装置滤料进行更换。进入之前，按置换方案依次用氮气对净化器置换4小时，蒸汽置换16小时。确认可燃气体含量检测为0，人员方进入容器进行更换，发现滤料表面较黑，已全部被污染。将滤料用塑料布包好后放置在空地上，3分钟后塑料布中出现冒烟迹象，判断为滤料自燃，现场人员迅速用灭火器将其扑灭，并把剩余滤料放入注满水的大桶内。
1 自燃原因分析
尽管此次自燃现象在很短时间内得到了有效地控制，并未造成人员伤害和财产损失。但如果自燃不是发生在滤料取出后，而是发生在人员在有限空间更换滤料时，后果必定不堪设想。经对其剩余滤料取样化验，天然气过滤器中黑色颗粒物的XRD分析数据如下。
根据表中成分显示，含铁矿物应该是硫化亚铁的衍生物，因而分析入口除塵装置滤料自燃的主要原因为天然气内所含的硫与设备内壁及内件起反应，生成FeS、FeS2、Fe2S3等总成的混合物硫化亚铁。其硫化亚铁生成机理与硫化亚铁自燃机理如下：
1）硫化亚铁产生机理：天然气中的硫可分为活性硫和非活性硫两类，活性硫包括单质活性硫、硫化氢、硫醇，其特点是在一定的温度下与铁发生反应生成硫化亚铁。
2）硫化亚铁自燃机理：硫化亚铁是深棕色固体，难溶于水，在空气中受热或光照与氧发生反应。
2 工艺技术视角下自燃现象的防范措施
事实证明，由于天然气含硫比例增高，必然会导致硫腐蚀加重及硫化亚铁的生成。所以消除硫化亚铁就是我们天然气处理装置安全顺利检修必要工序。
硫化亚铁的含量、氧气接触、自燃最低温度，是化工检修过程中引发自燃的必要因素。因此如果能够有针对性地进行消减就可以有效的防止硫化亚铁自燃事故发生。具体措施如下：
2.1 对流经容器原料进行脱硫、降低硫化亚铁的产生机率
根据化工所在装置实际，引进脱硫工艺，可以有效脱出物料中的硫化物，甚至可以达到高于98%的硫脱出率.防止硫腐蚀容器壁或内件产生硫化亚铁及其衍生物。使硫化亚铁的堆积速度大大下降，减少更换填料次数，减少操作时间，从而减少自燃几率。
2.2 控制容器内部氧气含量
硫化亚铁的反应必须有氧气存在，所以在容器开口之前，用惰性气体（常用氮气）对塔内部进行置换，含氧量处于低于1%，使硫化亚铁不能与氧接触发生氧化反应。作业前，应尽量降低作业容器口敞开的时间，降低容器内氧含量升高的几率。
2.3 检修注意控制温度
温度是导致硫化亚铁与氧反应化的主要因素，所以在停工、蒸汽吹扫后，决不能即刻开孔进行施工作业，必须待容器冷却至环境温度，且采取防止硫化亚铁自燃的必要措施、有限空间作业安全措施后才可打开人孔。对于净化器，热容量高，在不通风的情况下，自然冷却速度慢，可从容器顶部人孔注水冷却，最好没过易燃的填料，人员施工较为安全。
2.4 使用钝化剂消除硫化亚铁活性
消除硫化亚铁自燃最为安全的方法是通过钝化消除其活性，采用具有较强螯合作用高效化学清洗剂、钝化剂，能有效除去容器壁、内件上的硫化亚铁、三氧化二铁等无机垢，防止其自燃。
2.5 对管线内壁进行防腐处理
为了避免硫化亚铁的生成，应在设计时，对容器的内壁、内附件的材质提出更高要求，选用耐腐蚀的钢材和在并在容器内表面喷镀耐腐蚀材料实现从根本上降低硫化亚铁生成概率。
2.6 对容器内填料形式进行设计
为减少容器更换填料的作业时间，有必要对填料的填充方式、填充形状及固定形式进行设计，在确保用途的条件下，尽量降低人员操作时间，防止自燃发生。
3 检修操作视角下自燃现象的防范措施
为了防止滤料自燃影响入口除尘装置的检修，甚至给全厂区带来严重的安全隐患，在检修入口除尘装置时还要注意做好如下防范措施。
1）停工前做好硫化亚铁自燃的事故预案。做好人员现场安全保护和安全防护。
2）设备吹扫时，要全面不留死角，注意低点排液，减少杂质残留。从而降低硫化亚铁自燃引发爆炸和火灾的概率。
3）打开容器前，用惰性气体置换和用蒸汽置换只能在一定程度上降低发生自燃的几率，不能杜绝硫化亚铁自燃。除尘装置的实践证明，用新鲜水将滤料全部浸透，是一种有效的防止自燃的方法。
4）打开容器时，尽量选择温度较低的时候，注意避免阳光直射，施工间隔不易过长，如间隔较长，则必须通入惰性气体置换后，封闭作业人孔，同时加强岗位人员对该部位的巡检。
5）清除的含有硫化亚铁的废料应装入袋中浇湿后运出，并尽快采取深埋或焚烧处理。
6）对于接触到天然气的其他容器如过滤器及脱甲烷塔也存在硫化亚铁自燃的风险，也应制定相应的检修措施。
参考文献
[1]路荣博.硫化亚铁自燃防范措施浅析[J].广东化工，2012（11）.
[2]宋继勇，彭志林，曾兰芳.硫化亚铁自燃在检修中的危害及预防[J].价值工程，2011（25）.
作者简介
李凯（1980-），男，籍贯：吉林省农安县，仪表自动化控制专业，工程师职称，现就职于大庆油田有限责任公司天然气分公司油气加工三大队。