本發(fā)明屬于化工領域，尤其涉及一種硫化亞鐵安全處理系統(tǒng)及處理方法。

背景技術：

1、在化工裝置中，特別是以原油為主要加工原料的煉油類裝置，由于工作介質中活性硫的存在，其主要包括單質活性硫（s）、硫化氫（h2s），由于其化學性質活潑，其可以和金屬材質的管道、容器直接反應成金屬硫化物，其反應式如下：

2、fe+h2s（濕）→fes+h2↑。

3、產(chǎn)生的硫化亞鐵腐蝕產(chǎn)物為深棕色或黑色固體，且難溶于水。隨著裝置運行過程中的物料流動，從裝置上游不斷地往下游轉移，在某一速度相對較低的區(qū)域，不斷地聚集沉積下來，如現(xiàn)場工藝管線上的過濾器、盲腸段。由于硫化亞鐵在空氣中受熱或光照時，會出現(xiàn)自燃現(xiàn)場，發(fā)生如下反應：

4、fes+3/2o2=feo+so2+49kj；

5、2feo+1/2o2=fe2o3+271kj。

6、硫化亞鐵自燃的過程中，如沒有一定的可燃物支持，將產(chǎn)生白色的so2氣體，常被誤認為水蒸氣，伴有刺激性氣味，人體過量吸入會產(chǎn)生健康危害。在此過程中由于會放出大量的熱，當周圍有其它可燃物（如油品）存在時，會冒出濃煙，并引發(fā)火災和爆炸。因此在化工裝置內(nèi)，對于對涉及富含硫化亞鐵的設備進行檢修，特別是過濾器的清洗，應注意采取防止硫化亞鐵自燃的措施。

7、如圖1所示為化工裝置常用的硫化亞鐵過濾系統(tǒng)，該過濾系統(tǒng)有兩組過濾器，正常運行時一開一備，即一組過濾器進氣閥和出氣閥全開，另一組過濾器進氣閥和出氣閥全關。當運行過程中出現(xiàn)在使用過濾器阻力需要切出裝置系統(tǒng)予以檢修清洗時，先打開備用組過濾器進氣閥和出氣閥，待新切入的過濾器正常投用后，再關閉待檢修過濾器進氣閥和出氣閥。切出系統(tǒng)后的過濾器經(jīng)卸壓與置換后再交付檢修作業(yè)。

8、目前在化工裝置中對涉及富含硫化亞鐵過濾器清洗時，主要用蒸汽或惰性氣體對過濾器內(nèi)的可燃氣體予以置換，待過濾器溫度冷卻器溫度降低至常溫（用蒸汽吹掃置換的情況下），然后打開設備檢修口，減小過濾器檢修口打開后，硫化亞鐵粉末與空氣接觸發(fā)生自燃，造成可燃氣起火甚至爆炸的風險，此方法只能一定程度上降低檢修作業(yè)的風險，不能完全避免硫化亞鐵的自燃，特別是在化工裝置內(nèi)，周邊工藝物料大部分都具有易燃易爆特性，檢維修人員一旦打開需要檢修的過濾器后，硫化亞鐵自燃不可控，產(chǎn)生的大量有毒氣體so2及高溫放熱現(xiàn)象，將對周邊作業(yè)人員及設備設施造成極大的危害。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種硫化亞鐵安全處理系統(tǒng)及處理方法，本發(fā)明提供的處理系統(tǒng)可在硫化亞鐵過濾器打開檢修之前，對其內(nèi)部的硫化亞鐵進行安全氧化預處理，使其轉換為化學性質更加穩(wěn)定的鐵氧化物，從根本上解決了硫化亞鐵與空氣接觸發(fā)生自燃后，對人身及化工設施造成的安全風險。

2、本發(fā)明提供了一種硫化亞鐵安全處理系統(tǒng)，包括：

3、氮氣進氣管線，其上沿氣流方向依次設置有氮氣吹掃閥和氮氣流量計；

4、壓縮空氣進氣管線，其上沿氣流方向設置有壓縮空氣吹掃閥和空氣流量計；

5、吹掃氣加熱器，所述吹掃氣加熱器的進氣口分別與所述氮氣進氣管線出氣端和所述壓縮空氣進氣管線出氣端相連；

6、吹掃氣進氣管線，其上沿氣流方向設置有吹掃氣進氣溫度計和吹掃氣進氣取樣點，所述吹掃氣進氣管線的進氣端與所述吹掃氣加熱器的出氣口相連，所述吹掃氣進氣管線的出氣端分別與每個硫化亞鐵過濾器的進氣口相連，其連接管線上設置有對應硫化亞鐵過濾器的吹掃氣進氣閥；

7、吹掃氣卸放管線，其上沿氣流方向設置有吹掃氣出氣溫度計和吹掃氣出氣取樣點，所述吹掃氣卸放管線的進氣端分別與每個硫化亞鐵過濾器的出氣口相連，其連接管線上設置有對應硫化亞鐵過濾器的吹掃氣出氣閥。

8、本發(fā)明提供了一種硫化亞鐵安全處理方法，利用上述技術方案所述的硫化亞鐵安全處理系統(tǒng)處理待檢修硫化亞鐵過濾器，具體處理過程包括：

9、a）將待檢修硫化亞鐵過濾器切出過濾系統(tǒng)，打開對應的吹掃氣出氣閥，硫化亞鐵過濾器殘余的氣體通過吹掃氣卸放管線卸放至卸放點；

10、b）打開待檢修硫化亞鐵過濾器對應的吹掃氣進氣閥，開啟氮氣吹掃閥，開始對待檢修過濾器進行氮氣吹掃；

11、c）當待檢修硫化亞鐵過濾器出氣口的吹掃氣出氣的可燃氣含量低于設定值時，開啟吹掃氣加熱器，開始對待檢修過濾器進行升溫操作；當待檢修硫化亞鐵過濾器的進氣口和出氣口的吹掃氣溫度達到設定值時，開啟壓縮空氣吹掃閥，開始向吹掃氣進氣中配入空氣，伴隨著空氣的配入，待檢修硫化亞鐵過濾器內(nèi)的硫化亞鐵發(fā)生氧化反應并放熱；

12、d）通過調(diào)控氮氣進氣管線和壓縮空氣進氣管線的進氣比例，逐漸提高吹掃氣進氣中的氧含量；在此過程中，通過調(diào)控吹掃氣進氣中氧含量的增速，控制待檢修硫化亞鐵過濾器出氣口的吹掃氣出氣的溫升速度低于設定值；

13、e）當吹掃氣進氣中的氧含量提高到設定值，且待檢修硫化亞鐵過濾器的出氣口與進氣口的氧含量相等，且待檢修硫化亞鐵過濾器的出氣口二氧化硫含量不再增加時，關閉壓縮空氣吹掃閥并停吹掃氣加熱器，調(diào)控氮氣吹掃閥對過濾器進行氮氣降溫吹掃；當待檢修硫化亞鐵過濾器出氣口的吹掃氣出氣溫度降至設定值，且吹掃氣出氣中so2含量降低至設定值后，關閉氮氣吹掃閥，并關閉待檢修硫化亞鐵過濾器對應的吹掃氣進氣閥和吹掃氣出氣閥，將待檢修硫化亞鐵過濾器交付檢修。

14、優(yōu)選的，步驟c）中，所述可燃氣含量的設定值≤0.5vol%。

15、優(yōu)選的，步驟c）中，所述吹掃氣溫度的設定值為180~220℃。

16、優(yōu)選的，步驟d）中，所述溫升速度的設定值≤50℃/h。

17、優(yōu)選的，步驟d）中，所述逐漸提高吹掃氣進氣中的氧含量的具體過程包括：

18、d1）先將吹掃氣進氣中的氧含量將逐步增加到1~3vol%，伴隨著吹掃氣進氣氧含量的增加，待檢修硫化亞鐵過濾器內(nèi)的硫化亞鐵發(fā)生氧化反應并放熱，導致待檢修硫化亞鐵過濾器出氣口的吹掃氣出氣溫度升高；

19、d2）當待檢修硫化亞鐵過濾器出氣口的吹掃氣出氣溫度不再上升，且有下降趨勢時，將吹掃氣進氣中的氧含量將逐步增加到5~8vol%；伴隨著吹掃氣進氣氧含量的增加，待檢修硫化亞鐵過濾器內(nèi)的硫化亞鐵繼續(xù)發(fā)生氧化反應并放熱，導致待檢修硫化亞鐵過濾器出氣口的吹掃氣出氣溫度升高；

20、d3）當待檢修硫化亞鐵過濾器出氣口的吹掃氣出氣溫度不再上升，且有下降趨勢時，將吹掃氣進氣中的氧含量將逐步增加到12~15vol%；伴隨著吹掃氣進氣氧含量的增加，待檢修硫化亞鐵過濾器內(nèi)的硫化亞鐵繼續(xù)發(fā)生氧化反應并放熱，導致待檢修硫化亞鐵過濾器出氣口的吹掃氣出氣溫度升高；

21、d4）當待檢修硫化亞鐵過濾器出氣口的吹掃氣出氣溫度不再上升，且有下降趨勢時，將吹掃氣進氣中的氧含量將逐步增加到20~25vol%；伴隨著吹掃氣進氣氧含量的增加，待檢修硫化亞鐵過濾器內(nèi)的硫化亞鐵繼續(xù)發(fā)生氧化反應并放熱，導致待檢修硫化亞鐵過濾器出氣口的吹掃氣出氣溫度升高。

22、優(yōu)選的，步驟e）中，所述氧含量的設定值為20~25vol%。

23、優(yōu)選的，步驟e）中，所述吹掃氣出氣溫度的設定值≤40℃。

24、優(yōu)選的，步驟e）中，所述吹掃氣出氣中so2含量的設定值≤15mg/m3。

25、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供了一種硫化亞鐵安全處理系統(tǒng)及處理方法。本發(fā)明提供的硫化亞鐵安全處理系統(tǒng)包括：氮氣進氣管線，其上沿氣流方向依次設置有氮氣吹掃閥和氮氣流量計；壓縮空氣進氣管線，其上沿氣流方向設置有壓縮空氣吹掃閥和空氣流量計；吹掃氣加熱器，所述吹掃氣加熱器的進氣口分別與所述氮氣進氣管線出氣端和所述壓縮空氣進氣管線出氣端相連；吹掃氣進氣管線，其上沿氣流方向設置有吹掃氣進氣溫度計和吹掃氣進氣取樣點，所述吹掃氣進氣管線的進氣端與所述吹掃氣加熱器的出氣口相連，所述吹掃氣進氣管線的出氣端分別與每個硫化亞鐵過濾器的進氣口相連，其連接管線上設置有對應硫化亞鐵過濾器的吹掃氣進氣閥；吹掃氣卸放管線，其上沿氣流方向設置有吹掃氣出氣溫度計和吹掃氣出氣取樣點，所述吹掃氣卸放管線的進氣端分別與每個硫化亞鐵過濾器的出氣口相連，其連接管線上設置有對應硫化亞鐵過濾器的吹掃氣出氣閥。本發(fā)明提供的硫化亞鐵安全處理方法包括以下過程：a）將待檢修硫化亞鐵過濾器切出過濾系統(tǒng)，打開對應的吹掃氣出氣閥，硫化亞鐵過濾器殘余的氣體通過吹掃氣卸放管線卸放至卸放點；b）打開待檢修硫化亞鐵過濾器對應的吹掃氣進氣閥，開啟氮氣吹掃閥，開始對待檢修過濾器進行氮氣吹掃；c）當待檢修硫化亞鐵過濾器出氣口的吹掃氣出氣的可燃氣含量低于設定值時，開啟吹掃氣加熱器，開始對待檢修過濾器進行升溫操作；當待檢修硫化亞鐵過濾器的進氣口和出氣口的吹掃氣溫度達到設定值時，開啟壓縮空氣吹掃閥，開始向吹掃氣進氣中配入空氣，伴隨著空氣的配入，待檢修硫化亞鐵過濾器內(nèi)的硫化亞鐵發(fā)生氧化反應并放熱；d）通過調(diào)控氮氣進氣管線和壓縮空氣進氣管線的進氣比例，逐漸提高吹掃氣進氣中的氧含量；在此過程中，通過調(diào)控吹掃氣進氣中氧含量的增速，控制待檢修硫化亞鐵過濾器出氣口的吹掃氣出氣的溫升速度低于設定值；e）當吹掃氣進氣中的氧含量提高到設定值，且待檢修硫化亞鐵過濾器的出氣口與進氣口的氧含量相等，且待檢修硫化亞鐵過濾器的出氣口二氧化硫含量不再增加時，關閉壓縮空氣吹掃閥并停吹掃氣加熱器，調(diào)控氮氣吹掃閥對過濾器進行氮氣降溫吹掃；當待檢修硫化亞鐵過濾器出氣口的吹掃氣出氣溫度降至設定值，且吹掃氣出氣中so2含量降低至設定值后，關閉氮氣吹掃閥，并關閉待檢修硫化亞鐵過濾器對應的吹掃氣進氣閥和吹掃氣出氣閥，將待檢修硫化亞鐵過濾器交付檢修。本發(fā)明通過對待檢修的硫化亞鐵過濾器配置一套硫化亞鐵安全處理系統(tǒng)，可以在設備打開檢修之前，對過濾器內(nèi)部的硫化亞鐵進行安全氧化預處理，使其轉換為化學性質更加穩(wěn)定的鐵的氧化物，從根本上解決了硫化亞鐵與空氣接觸發(fā)生自燃后，對人身及化工設施造成的安全風險。