硫化亚铁自燃特性的研究
本文模拟石化装置检(维)修环境，研究探索了粒度分布、空气流量等因素对硫化亚铁自燃特性的影响及自燃动力学的影响规律。并利用导出的绝热氧化动力学模型求解了动力学参数，研究的主要成果如下：
1．建立了利用ARC研究气固相连续反应开放体系的方法，拓展了ARC的应用范围；同时为研究物质的热安定性及热危害性评估提供了新的思路。
2．随硫化亚铁粒径减小，其起始自热温度逐渐降低，最大温升速率时的温度也明显降低并表现出了较强的规律性，说明粒径减小，比表面积增大，空气在硫化亚铁颗粒上的扩散也越容易进行，同时与空气中的氧充分接触的硫化亚铁粒子也越多，其自热和自燃特性得到显著增强。
3．水在硫化亚铁的自热和自燃过程中有至关重要的作用。实验表明，适量的水能够极大的降低硫化亚铁的起始自热温度并对其自热和自燃有正催化作用，而过量的水一则由于阻碍了硫化亚铁与空气中的氧接触难以发生氧化反应，二则由于大量水的存在将硫化亚铁氧化释放的热量吸收，使热量无法得以累积进而使得硫化亚铁不易发生自燃。通过实验对硫化亚铁和水分别在空气和氮气中可能发生的反应进行了初步探讨，实验发现，硫化亚铁即使在无氧的情况下也能与水发生反应释放出热量，这为石化装置在运转过程中(无氧)发生闪爆或火灾提供了可能的理论根据。
4．随着饱和水蒸气温度的升高，其相对湿度增大，为硫化亚铁的自热和自燃提供了良好的环境，其自热和自燃特性得到加强。为解释不同温度条件下开启蒸馏塔人孔时发生烧塔事故的可能性提供了理论依据，即开启人孔时的温度越高发生烧塔的几率也越大。
5．随空气流量的增大，也就能够提供足够的氧与硫化亚铁接触并反应从而使得其自热和自燃特性表现得越强。鉴于此，在进行蒸馏塔的检修过程中，在开启人孔时只能自下而上逐步进行，不可同时打开上下人孔以免形成空气对流，空气流量急剧增大，硫化亚铁自热和自燃特性迅速加强从而引发烧塔或爆炸事故。
6．油垢与硫化亚铁的混合物的自燃特性强于各自的自燃特性，增加了石化装置的安全隐患。因此，应充分重视装置长周期运转过程中产生的油垢的自燃特性。
7．根据导出的硫化亚铁的绝热氧化动力学模型：△乙=，nA一簧(亭]式中：△T<,ad>，T<,f>—分别为样品的绝热温升和最高温度；T，—分别为样品任一时刻的温度和温升速率；A，E—分别为反应的指前因子和活化能；n，R—为分别反应级数和气体常数。通过假定反应级数n及线性回归的方法求解了其氧化动力学参数活化能E和指前因子A，为制定科学的安全防范措施提供了基础理论数据。
硫化亚铁;氧化;自燃;动力学;油垢
中国海洋大学
硕士
海洋化学
胡仰栋;张海峰
2006
中文
O614.811
59
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）