自燃性硫铁化合物的清洗和钝化抑制机理研究

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我国进口原油多为含硫或高硫原油,实际生产中硫腐蚀问题尤为严重,由硫腐蚀产正的硫铁化合物自燃性高,经常引发火灾或爆炸事故,所以对硫铁化合物自燃防治对策的研究就尤为重要。特别是在安全生产中,对化学清洗法和钝化抑制法的研究具有指导意义。本文根据络合清洗原理,确定了以络合剂为主清洗剂,表面活性剂、缓蚀剂和助剂为添加剂的清洗配方。研究了清洗剂主要成分对络合清洗的影响,指出EDTA的清洗效果最优,表面活性剂对EDTA的络合清洗有抑制作用,但不影响柠檬酸的络合清洗,强氧化性的钝化剂和过量的缓蚀剂的加入降低了清洗效率。通过正交实验得出了c (LAS)=0.5g/L、c (EDTA)=30g/L、 c (THPS)=70ml/L、 c (NH4C1)=9g/L、 c (硫脲)=1g/L的最优清洗配方;通过单因素分析得出了pH=5,清洗温度为90℃,搅拌清洗时间为5h,浸泡清洗时间为18h的最佳工艺参数。通过浸泡实验和电化学分析,筛选除了最优的络合清洗缓蚀剂硫脲,当硫脲浓度为2g/L时,对碳钢的缓蚀率最高,达到95.55%,满足清洗工业国家标准的要求。其次研究了低温和高温环境下产生的硫铁化合物的自燃倾向和钝化剂对其的抑制作用。指出,低温环境下由铁的氧化物生成的硫铁化合物自燃性较高,钝化剂对自燃的抑制效果明显,最高的升温抑制率达到94.35%,钝化剂的抑制机理为钝化团聚机理,钝化剂氧化性越弱,抑制效果越明显,低温环境下由铁的氢氧化物生成的硫铁化合物自燃性低,钝化剂对其自燃没有抑制作用。高温环境下生成的硫铁化合物相比于低温环境自燃性较低,钝化剂对自燃的抑制效果较弱。自燃倾向较弱的硫铁化合物经钝化处理后含硫量较高,为以后的安全生产埋下了隐患。综合化学清洗法和钝化抑制法的特点,由于低温条件下产生的硫铁化合物自燃性强,建议低温处采用钝化抑制法;而高温环境下的装置一般均配有动力系统,建议高温处采用化学清洗法。
摘要第1-5页
Abstract第5-9页
引言第9-10页
1 文献综述第10-20页
   ·油品设备的硫腐蚀第10-13页
     ·原油中的硫及其存在形式第10-11页
     ·硫腐蚀与温度的关系第11-12页
     ·硫腐蚀的类型第12-13页
   ·硫铁化合物的自燃第13-16页
     ·典型的硫铁化合物“自燃”事故第13-14页
     ·硫铁化合物的自燃倾向第14-16页
   ·硫铁化合物自燃的防治对策第16-19页
     ·硫铁化合物“自燃”事故的防范措施第16-17页
     ·清洗法和钝化法的研究进展第17-19页
   ·选题目的以及研究内容第19-20页
     ·选题目的第19页
     ·研究内容第19-20页
2 自燃性硫铁化合物的化学清洗第20-43页
   ·药品与仪器第20-22页
     ·实验药品第20页
     ·装置与仪器第20-22页
   ·实验与测试方法第22-26页
     ·自燃性硫铁化合物的制备第22-23页
     ·自燃性硫铁化合物的化学清洗第23-26页
   ·结果与讨论第26-42页
     ·清洗配方对化学清洗的影响第26-33页
     ·工艺参数对化学清洗的影响第33-36页
     ·缓蚀剂对化学清洗的影响第36-42页
   ·本章小结第42-43页
3 自燃性硫铁化合物的钝化抑制第43-67页
   ·药品与仪器第43-45页
     ·实验药品第43页
     ·装置与仪器第43-45页
   ·实验与测试方法第45-46页
     ·低温自燃性硫铁化合物的生成、自燃和钝化抑制第45-46页
     ·高温自燃性硫铁化合物的生成、自燃和钝化抑制第46页
   ·结果与讨论第46-66页
     ·低温自燃性硫铁化合物的钝化抑制第46-56页
     ·高温自燃性硫铁化合物的钝化抑制第56-64页
     ·自燃性硫铁化合物的钝化抑制综合分析第64-66页
   ·本章小结第66-67页
结论第67-68页
参考文献第68-72页
附录 邻菲罗啉分光光度法测铁第72-75页
攻读硕士学位期间发表学术论文情况第75-76页
致谢第76-77页
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