高硫原油炼制过程中各装置硫化氢形成机理及控制措施研究

由于我国原油品质向含酸、高硫、重质等劣质化方向发展,导致原油加工过程中H2S的含量增多,不仅加快设备腐蚀,同时极易引发H2S泄漏中毒事故。以国内某高硫原油加工炼厂为研究对象,根据炼厂总硫迁移分布以及样品色谱分析结果分析了炼厂各装置H2S形成机理,指出H2S主要由硫化物加氢以及硫化物热分解产生,还有少部分H2S来源于原油本身。并依据国内近年已完成的多个关于炼化企业H2S分布情况的研究成果,总结了各装置H2S泄漏的重点防护部位,制定出防止H2S泄漏中毒的控制措施,以期最大程度地降低H2S中毒的风险,为我国加工高硫原油的安全防护提供参考。     

石油加工过程硫转移分布及风险分析

以典型高硫原油加工炼厂为研究对象,选取常减压蒸馏装置、加氢处理装置、延迟焦化、催化裂化等硫化物处理量较大的装置进行硫转移分析,研究石油加工过程中硫迁移分布规律;以硫迁移分布规律为基础,结合各装置中硫的类型分布,分析各装置存在的主要风险,并提出控制建议,为各装置的风险管理提供依据。     

高硫油炼制企业H_2S中毒风险分析

随着企业炼油规模不断扩大及原油中含硫量不断提高,炼油企业中H2S中毒事故风险迅速增大。在对高硫油炼制企业H2S的分布及危险源状况分析的基础上,指出炼油企业存在两类H2S危险源,即含有H2S的气体和含有H2S的酸性水,炼油装置产出含H2S的气体中H2S含量一般在1%～92%,酸性水中H2S含量一般在0.01%～4.0%;介绍了不同H2S浓度等级的空气可对人产生的毒性危害后果,H2S在空气中数分钟内致人死亡的浓度为1500mg/m3;对炼油企业重大酸性气泄漏事故、酸性水泄漏事故进行定量毒性危害计算和分析,给出H2S毒性危害低危区、高危区及迅速致死区达到的下风距离及覆盖的区域面积,重大酸性气、酸性水泄漏事故迅速致死浓度可达到下风距离分别为300m和89m;指出H2S中毒已成为高硫油炼制企业的重大风险,应该加强安全措施,重点防控。     

硫高温腐蚀及腐蚀产物氧化自燃性的研究

随着炼制原油硫含量的增加,炼油装置的硫腐蚀问题也日益严重.针对硫高温腐蚀状况,用差热-热重分析仪研究硫与Fe(OH)3、Fe2O3和Fe3O4发生硫化腐蚀反应的初始温度,并采用X射线衍射仪鉴定了360 ℃高温无氧条件下硫化腐蚀产物的组成.结果表明,硫与Fe(OH)3、Fe2O3和Fe3O4发生硫化反应的初始温度分别为287.67 ℃、233.34℃和308.47 ℃;高温硫化腐蚀产物主要是FeS2.对硫化产物FeS2进行氧化反应,氧化升温曲线和耗氧曲线表明,硫化腐蚀产物FeS2具有很高的氧化自燃性,在一定条件下能引发油品火灾和爆炸等事故.     

焦硫化铁氧化生成多聚硫与形成热蓄积关系研究

采用五氟苄基溴对焦硫化铁在空气中氧化生成的还原性硫S2-、S2-2、S2-3、S8烷基化,对烷基化衍生物进行GC-MS表征,比较检测出的各种还原硫物质的生成量曲线与焦硫化铁的氧化放热曲线.结果表明,多聚硫中S2-2、S2-3是焦硫化铁氧化放热过程中的主要还原剂,其迅速生成与氧化是焦硫化铁氧化、放热并引发自燃的主因.根据生成的S2-n可以标识出焦硫化铁氧化及自燃的孕育程度,这有利于揭示硫铁化物氧化并引发自燃的深层原因.     

含硫油品储罐中硫化铁自燃引发事故原因分析

通过分析含硫油品储罐中活性硫的主要组成及对油品储罐的腐蚀方式,总结了含硫油品储罐中硫化铁的生成方式、自燃性及其主要影响因素。分析认为,尽管活性硫对设备的腐蚀形式多样,但低温湿H2S腐蚀是活性硫对油品储罐的主要腐蚀方式,腐蚀产物极易自燃而引发油品储罐发生火灾和爆炸事故。建立了含硫油品储罐硫化铁自燃事故的故障树(FTA)图并对其最小割集的分析认为:储罐防腐涂层脱落、水的存在和原油含硫是引起顶事件发生的最重要基本事件。通过故障树分析,探讨了硫化铁自燃事故的主要原因并提出相应的预防措施。     

铁路运输含硫原油过程中H_2S挥发规律模拟试验研究

以塔河12区含硫原油为研究对象,通过模拟铁路运输原油工况,研究罐内原油中H_2S挥发规律.结果表明,铁路运输过程中原油里H_2S析出浓度与时间的关系近似为6次多项式,并建证了H_2S浓度随时间变化的曲线方程;对影响罐内原油中H_2S挥发的2个主要因素罐内原油温度和罐车振动强度进行了分析.结果表明,罐内原油温度是原油中H_2S挥发的主要影响因素,升高罐内原油温度可以明显增加H_2S的挥发浓度.加大罐车振动强度对原油中H_2S挥发有促进作用,但不明显.     

警惕硫化氢中毒

自1991年至今年头两个月,石化系统发生H_2S(硫化氢)中毒事故多起,43人中毒,17人死亡,对职工的安全和健康构成严重威胁。这些事故有50%是在一般生产操作过程中发生的。分析其原因,有工艺管理问题,也有职工缺乏对 H_2S致命危险的认识、采取防护措施不当的问题。 近些年来,炼进口原油比例增大,许多进口油含硫量高,加上加工程度不断加深,H_2S气体在大部份炼油化工装置及容器贮罐中存在。在加工含硫原油过程中,进行介质采样或瓦斯酸性气脱硫等作业时潜在着极大的H_2S中毒危险。同样,橡胶、人造丝、硫化染料、颜料生产和开挖沟渠、水井、隧道…     

储罐硫腐蚀产物标志性气体的监测

含硫油品储罐内的腐蚀产物与油品中的活性硫反应生成硫化物,而此类硫腐蚀产物氧化自燃是导致储油罐发生火灾、爆炸事故的重要原因.通过试验考察了氧气体积比对硫腐蚀产物氧化自燃过程的影响,探索了铁锈模拟物在氧化过程中SO2气体的释放规律.结果表明:氧气浓度越高,硫腐蚀产物的自燃危险性越大;随着O2浓度增加,氧化反应中SO2的浓度越大,SO2气体析出速度越快,当氧化反应的温度为40℃时,SO2气体浓度达到最大.     

掺氮碳纳米管的制备及其锂硫电池性能

采用化学气相沉积的方法合成了掺氮碳纳米管(N-CNTs)。相较于纯碳纳米管(CNTs),N-CNTs拥有更多结构上的缺陷,具有更高的导电性能,且硫在其表面的分布更加均匀,从而提升了掺氮碳纳米管/硫(N-CNTs/S)复合材料的性能。与纯碳纳米管/硫(CNTs/S)电极相比,N-CNTs/S电极在不同倍率下首放电比容量提升了近30%,在837.5 mA/g的电流密度下循环100圈后,放电容量的保持能力也更好。这表明氮掺杂提升了锂硫电池正极材料的电化学性能。