含硫油品储罐自燃倾向性研究

含硫原油储罐中的活性硫(硫化氢、硫、硫醇)与腐蚀产物———铁锈反应生成不同形式的硫铁化合物(FeS、Fe2 S3 、FeS2 )。这些化合物活性很高,与空气中的氧气反应放出大量的热,使储罐内温度升高,导致燃点低的物质发生自燃,从而引起火灾事故。对Fe2 O3 、Fe3 O4与H2 S反应产物的氧化自燃性进行了考察,发现其氧化自燃倾向性有较大差异,对其硫化产物进行电镜分析,结果表明,不同硫化方式生成的硫化产物结构不同,致使氧化倾向性有较大差异,从而对引起储罐自燃的影响不同;在不同氧气浓度下对硫化产物的氧化倾向性进行了考察,结果表明,氧气浓度越大,自然氧化性越高。     

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。     

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。     

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。     

空气流量下易燃煤层采空区遗煤氧化升温特性研究

为研究空气流量对采空区遗煤自燃的影响,基于九宫格原理设计了易燃煤层采空区的漏风通道,借助自行搭建的实验平台进行了煤自燃氧化升温实验,分析煤样耗氧速率和放热强度随煤温变化的规律。结果表明:考虑煤样空隙率时,耗氧速率有3次较为明显的峰值,第一次峰值出现在48℃左右,第二次峰值出现在75℃左右,第三次峰值出现在105℃左右;不考虑煤样空隙率时,大空气流量下,耗氧速率的3次峰值均高于第一种方法计算出的耗氧速率,在小空气流量下,耗氧速率的峰值差别不大;80℃之后,实验煤样生成的热量开始占据主导地位,放热强度与温度呈指数变化。可根据实验结果调节矿井的漏风量,来防治井下采空区的遗煤自燃。     

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。     

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。     

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。     

T202铁钼催化剂升温硫化

干法脱硫中铁钼催化剂将有机硫转化成H2S,再经氧化锰和氧化锌脱硫槽吸收H2S,每次升温硫化时间3—4d。 1理化指标和反应机理 T202型催化剂外观为棕褐色,圆柱体以γ-Al2O3为载体,载有Fe、Mo,堆密度0．7-0．9kg／L。主要成份MoO3：7．5％-10．5％、FeO：2．0％-3．0％。工业使用条件,温度：350-420℃,压力：1．6-4．0MPa,空速：1000h^-1,径向抗压碎力均值≥147N／cm^2,有机硫转化率≥96％。升温硫化机理是将氧化态的铁钼,转变为具有活性的硫化物。     

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。     

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。     

活性硫化亚铁制备及其自燃性能研究

高含硫原油加工过程硫化亚铁自燃现象遇到的一个主要问题是很难得到活性硫化亚铁,通过3种不同方法制备高纯度硫化亚铁,并对比测定了市售硫化亚铁与3种实验室制备硫化亚铁的自燃活性。实验结果表明：在空气中,常温下实验室制备的硫化亚铁均可自燃,市售的硫化亚铁不具备自燃活性。利用热重/差热分析法对硫化亚铁的自燃特性进行了研究,结果表明,硫化钠溶液与硫酸亚铁铵溶液反应制备的硫化亚铁自燃活性最高。     

多单元多步骤阶段矿房采矿法防硫化矿尘爆炸措施的探讨

硫化矿床开采过程中,矿石与空气接触,氧化产生高温,易引发自燃、火灾、爆炸等事故,尤其是在使用阶段矿房采矿法过程中,矿石损失率较高,损失矿石滞留采空区相对时间较长、易氧化,如何防范和控制硫化矿石氧化是个难题．江铜集团东同矿业有限责任公司是一个有近50年井下开采铜硫矿体的矿山,在推广使用阶段矿房采矿法过程中,通过优化采区单元结构参数、实施采区现场的温度监测、缩短采区回采周期等方面进行了有益探索,取得了较好效果．     

采空区氧化带位置与注氮效果的数值模拟

为了对采空区易自燃危险区域进行划分,利用CFD方法对采空区氧气和漏风的静态分布、温度动态升温过程以及注氮下的氧气分布变化趋势进行了数值模拟.结果表明,"U"型通风工作面采空区的氧气分布在进风侧较回风侧更集中,易自燃危险区域主要位于进风侧氧气富集区域,范围大小从进风侧向回风侧递减;在氧化带略靠前的位置注氮,可以最大程度使氧气重新分布,防火效果较其他位置更显著.     

Numerical Simulation Study of Goaf Methane Drainage and Spontaneous Combustion Coupling

In order to study the coupling problem between methane drainage and spontaneous combustion of residual coal in the collapsed zone after mining ignitable coal seams with high methane, we have analyzed the effects of different methane drainage modes on spontaneous combustion of residual coal through numerical simulation.The results show that deep and large flux methane drainage modes increases the air leakage from work faces to the goaf and formed new spontaneous combustion zones induced by drainage near vents, which increases the risk of self-ignition of coal-reducing the self-ignition period and enlarging the scale of self-ignition.The spontaneous upstream combustion oxidation of the main fire zone can be suppressed when both drainage and nitrogen injection were adopted.Our research results provide an effective technical measure and theoretical basis to determine the best methane drainage scheme and drainage parameters.     

非均质采空区气-固耦合温度场迎风有限元求解

重点讨论了用迎风有限元方法结合图形显示技术计算回采采空区温度场温度分布问题．先建立采空区煤耗氧和自燃升温的定解数学模型，联立求解了漏风渗流方程、氧浓度消耗——弥散方程和传热方程．详细描述了在漏风流作用下采空区遗煤氧化自燃过程，给出了采空区温度分布的稳定的动态数值解．通过计算对比，该方法有效地控制了数值解的振荡，避免了人工干预对计算结果影响，又便于可视化处理．