铁的氧化物高温H_2S腐蚀产物自然氧化倾向性

研究了高温条件下硫化氢的硫化腐蚀状况及腐蚀产物的自然氧化倾向性。并采用X-射线衍射仪鉴定了硫化产物组成。对硫化产物进行了氧化反应,分析了不同铁的氧化物、硫化温度和环境温度对产物自然氧化倾向性的影响。结果表明,高温硫化氢腐蚀的产物主要是FeS,还有部分其他类型的硫铁化合物。H2S高温腐蚀产物自然氧化倾向性由大到小依次为Fe2O3,Fe3O4,Fe(OH)3;在硫化温度高于300℃和环境温度高于75℃时,硫化腐蚀产物的自然氧化倾向性较大。     

自然环境条件下硫化铁自燃的影响因素

硫化铁在空气中氧化放热是引发自燃着火事故的内在因素,连续的供氧和热量易于集聚是硫化铁自燃的外部因素。在自然环境条件下对硫化铁进行氧化实验,实验结果表明,Fe2O3硫化后生成的硫铁化合物活性很高,具有较高的自然氧化活性,在室温下可迅速与空气中的氧气反应,同时放出大量的热。以Fe2O3的硫化产物为典型样品,研究了环境温度、风速、硫化时间、暴露面积以及硫化铁质量对氧化升温特征的影响。环境温度对于升温速率影响不明显;风速具有促进和抑制硫化铁自燃进程的双重作用,风速为1.5 m/s时,氧化放热强度达到最高;硫化时间长、暴露面积大以及较多的硫化铁能够加速氧化升温过程,反之则降低了硫化铁的自燃倾向性。     

含硫油品储罐腐蚀产物自燃性的对比研究

油品储罐内壁的腐蚀产物主要有Fe2O3、Fe3O4、Fe（OH）3等,它们与储罐内H2S气体反应生成的硫铁化合物都有一定的自燃性,其自发氧化放热是含硫油品储罐发生火灾与爆炸事故的主要原因。通过模拟储罐内的条件,利用Fe2O3、Fe3O4、Fe（OH）3与H2S气体反应制备硫铁化合物,通过观察氧化过程中的温度变化测定其自燃性。结果表明,同一条件下硫化生成的不同硫铁化合物自燃性存在着显著的差异,扫描电镜和能谱分析表明,不同硫铁化合物的元素分布相似,其自燃性差异与其微观结构的不同密切相关。     

有氧条件下水分对硫腐蚀产物自燃性的影响

以Fe2O3为例,模拟含硫油品储罐中硫化氢气体在有氧条件下的硫化及氧化反应,测定氧化过程中试样温度变化评价硫化产物的自燃性,考察Fe2O3试样含水率对硫腐蚀产物自然性的影响。结果表明,水是影响Fe2O3试样硫化产物自燃性的重要因素;试样含有少量水时自燃性最高,干燥试样或含水率过高硫腐蚀产物的自燃性较小;在相同含水率下,混合气体中氧气体积分数越高,硫腐蚀产物的自燃性越低。     

含硫油品储罐中硫铁化合物的生成及其自燃性

油品储罐中硫铁化合物的氧化自燃被认为是引起油品储罐发生火灾和爆炸事故的主要原因。H2S气体溶解在水中生成的氢硫酸与储罐内壁铁发生化学反应是储罐中硫铁化合物生成方式之一。在25,50,75℃温度下,将H2S气体连续6 h通入含有8 g铁粉的水中制备硫铁化合物试样,将沉淀物过滤和干燥。化学分析和XRD分析结果表明,硫化产物中的硫铁化合物为FeS。在空气流速为300 mL/min的条件下,分别对干燥和潮湿的硫化产物试样进行再氧化实验。实验结果表明,所有硫化产物均具有很高的自燃性,而且硫化反应速率随硫化温度升高而增加,其自燃性也随之增加。     

相对湿度对硫铁化物自燃性的影响

油品储罐中的H2S气体在没有O2的室温条件下能与储罐内壁铁的主要腐蚀产物Fe2O3发生化学反应生成硫铁化物,硫铁化物的氧化放热是引起含硫油品储罐着火的主要原因。为此,研究了在75℃的硫化温度下,水分的存在对硫铁化物的生成及不同相对湿度对硫铁化物自燃性的影响。通过Fe2O3硫化产物的氧化升温实验,分析不同条件对硫铁化物自燃性的影响。结果表明,在高温条件下,水分的存在是影响Fe2O3反应生成硫铁化物的重要因素,相对湿度为10%~15%条件下生成的硫铁化物自燃性最强,对储罐安全运行构成了一定威胁。     

相对湿度和温度对铁锈硫化物氧化倾向性影响

对原油储罐内壁的铁锈试样进行X-射线衍射分析表明,储罐内铁锈的主要成分为Fe3O4(质量分数为27.8%)、Fe2O3(质量分数为61.5%)和Fe(OH)3(质量分数为10.7%)。模拟储油罐内壁铁锈和硫化氢的反应,改变硫化温度和实验样品的相对湿度,通过硫化物在氧化过程中温度的变化,考察硫化产物的自然氧化倾向。结果表明,干燥或相对湿度大于20%的实验样品硫化反应所生成的硫化产物自然氧化性大幅度降低,氧化速度缓慢,对储罐安全构成的威胁性较小。     

含硫油品储罐腐蚀自燃理论及实验研究

含硫油品储罐腐蚀自燃事故是炼油企业安全生产的重大威胁。对含硫油品储罐腐蚀进行了实验模拟研究 ,并对实验结果进行了分析 ;利用扫描电子显微镜对试样腐蚀表面进行了特征分析 ,并利用X射线仪对腐蚀产物的组成和结构进行了分析。实验研究结果表明 :相同腐蚀介质对各种钢材的腐蚀速度不同 ;不同油品对相同材质的钢材的腐蚀速度也不相同 ;从腐蚀产物结构分析可以看出含硫油品储罐腐蚀产物主要是由FeS、FeS2 、Fe3 S4、Fe9S8等成分组成的混合物 ;从焦化汽油硫含量和硫分布来看 ,油品中含硫量越高 ,对储罐的腐蚀越严重。在实验研究结果分析的基础上 ,理论研究分析了含硫油品储罐腐蚀自燃机理 ,探讨了含硫油品储罐腐蚀自燃影响因素。理论研究表明 :焦化汽油储罐自燃的根本原因是由于储罐内壁腐蚀生成了焦硫化铁 ,焦硫化铁自燃而引起油罐燃烧 ;油品种类、储罐材质、空气中含氧量、环境温度是影响含硫油品储罐腐蚀自燃的主要因素。     

低浓度H_2S在Fe（OH）_3表面的吸附反应研究

以活性硫H2S为例,研究低浓度时与炼油装置内表面腐蚀产物Fe（OH）3的表面吸附反应过程,考察温度、反应气体相对湿度、Fe（OH）3含水率对吸附反应的影响,旨在为炼油厂抑制因活性硫腐蚀产物引发的自燃事故提供依据。研究结果表明,温度升高,有利于吸附反应,反应气体相对湿度及Fe（OH）3含水率的增加均促进吸附反应。     

油品储罐中硫化亚铁自然氧化倾向性

研究了硫化氢气体在没有氧气存在的条件下与含硫油品储罐内壁铁的腐蚀产物 ,主要是氢氧化铁、三氧化二铁和少量的四氧化三铁的反应及反应主要产物硫化亚铁的自然氧化倾向性。在气体流量为 30 0mL/min的条件下 ,上述反应的产物与空气中的氧气反应 ,试样温度在 10min内分别升高了 16 ,18,6℃。实验结果表明 ,含硫油品储罐中所生成的硫化亚铁具有较高的自然氧化活性 ,在室温下可迅速与空气中的氧气反应 ,同时放出大量的热量 ,是引起含硫油品储罐发生火灾和爆炸事故的主要原因。     

含硫油品储罐自燃性的影响因素

含硫油品储罐腐蚀产物-硫化亚铁氧化放热是引起含硫油罐着火的主要原因。研究了供氧条件、油、单晶硫、硫化亚铁粒度对硫化亚铁自燃性的影响。实验结果表明,当空气流量是2.6mL/min时,硫化亚铁氧化速率明显快于1.4mL/min空气流量下的硫化亚铁的氧化速率。说明流量越大,氧化反应越快。因此,空气进入油品储罐内对储罐的安全运行构成重大威胁,为保证安全,油品储罐在付油过程中应及时向储罐内通入惰性气体;当有少许油覆盖在硫化亚铁表面上时,油层会阻碍硫化亚铁与空气中氧气充分接触,抑制硫化亚铁氧化反应的发生;硫化亚铁粒度为20～40目时,其氧化速率高于粒度在80～100目范围内的硫化亚铁的氧化速率。说明粒度越小,氧化反应越易发生,引发储罐自燃的危险性越大;单晶硫存在时,超过熔点会加速硫化亚铁的氧化。     

硫化铁氧化及聚热过程影响因素

采用自然环境中氧化试验装置,研究了硫化铁的自然氧化进程,根据硫化铁在自然环境中氧化进程的特征,提出了其氧化过程可以分为表层自热期、潜伏期以及加速氧化期3个阶段。热量积聚在硫化铁自燃进程中起着关键性的作用。此外,又研究了原油、水分以及硫单质等因素对热量积聚过程的影响。结果表明,原油对热量积聚具有双重影响;水分对于自燃具有抑制作用;硫磺对硫化铁自燃初期影响比较小,后期主要起到外部热源的作用。     

Acting mechanism of F, K, and Na in the solid phase sintering reaction of the Baiyunebo iron ore

The effect of F,K,and Na on the solid phase reaction of the Baiyunebo iron ore was investigated by differential thermal analysis (DTA) and X-ray diffraction(XRD).It has been identified that alkaline elements K and Na in the Baiyunebo ore instigate the formation of low melting point compounds Na_2SiO_3 and Na_2O·Fe_2O_3 and the generation of molten state in the solid phase sintering.Element F in the Baiyunebo ore facilitates the formation of cuspidine compound 3CaO·2SiO_2·CaF_2 in the solid phase reaction...     

锰铁合金预脱硅的实验研究

在1673K下,应用Fe_2O_3-MnO_2熔剂对高炉锰铁熔体进行了预脱硅的实验研究。研究了Fe_2O_3与MnO_2的配比和添加CaO对脱硅保锰的影响。结果表明:当熔剂用量为合金量的5％时,可获得70％的脱硅率,并对锰的氧化有所抑制。分析了脱硅保锰的热力学条件和工艺条件。