Руководство по Безопасности для Нефтяных Танкеров и Терминалов(isgott). Русская редакция Содержание 87
 Скачать 3.77 Mb.
|
Глава 23Пирофорный сульфид железаВ этой главе приведена информация об образовании в грузовых танках пирофорных сульфидов железа и о последствиях пирофорного окисления, угрожающих безопасной эксплуатации танкера. 23.1 ПИРОФОРНОЕ ОКИСЛЕНИЕ При наличии сероводородного газа в атмосфере не содержащей кислород, особенно, тогда, когда концентрация сероводорода выше концентрации кислорода оксид железа превращается в сульфид железа. Если затем сульфид железа окажется в атмосфере с обычным содержанием кислорода, он окисляется и снова превращается в оксид железа, образуя при этом либо свободную серу, либо сернистый газ. Такое окисление может сопровождаться выделением тепла в таком количестве, что отдельные частицы могут раскалиться. Интенсивное экзотермическое окисление, сопровождаемое накаливанием, называется пирофорным окислением. Пирофорный сульфид железа, т.е. сульфид железа, имеющий склонность к пирофорному окислению в воздухе, может зажечь воспламеняющиеся смеси углеводородного газа с воздухом. 23.2 ОБРАЗОВАНИЕ ПИРОФОРОВ 23.2.1 Общие положения Из вышеизложенной информации следует, что пирофоры образуются при наличии трех факторов: • присутствия оксида железа (ржавчины); • присутствия сероводородного газа; • недостатка кислорода. Кроме того, процесс образования пирофоров зависит также от взаимного влияния этих трех факторов. Присутствие кислорода, как правило, замедляет процесс превращения оксида железа в сульфид железа. В то время как концентрация сероводородного газа непосредственно влияет на образование пирофоров, интенсивность образования сульфидов зависит от степени пористости оксида железа и скорости потока газа над его поверхностью. Экспериментами подтверждена правильность суждения о том, что не существует безопасного уровня содержания сероводорода, ниже которого образование пирофора невозможно. 23.2.2 Образование пирофоров при эксплуатации терминала При эксплуатации терминала пирофорный сульфид железа является общепризнанным потенциальным источником воспламенения. Пирофорные отложения обладают склонностью скапливаться в цистернах - хранилищах, используемых для сернистой сырой нефти, а также в оборудовании, используемом в процессе перегрузки. Когда такие цистерны или оборудование выводятся из эксплуатации, в процессе вентиляции обычно принято держать все внутренние поверхности тщательно увлажненными в целях предотвращения пирофорной реакции, которая может произойти до удаления углеводородного газа из оборудования. Отложения и шлам должны содержаться влажными до тех пор, пока они не будут удалены в безопасную зону, где последующее воспламенение не представляет опасности. Известно, что многочисленные пожары возникали из-за того, что отложения осушались преждевременно. 23.2.3 Образование пирофоров в процессе перевозок В то время как при эксплуатации берегового оборудования пирофорный сульфид железа является общепризнанным источником воспламенения, на море он редко становится причиной воспламенения, за исключением тех случаев, когда уровни содержания сероводорода были очень высокими. Возможно, что в процессе перевозок эта опасность не возникала потому, что танки неинертизированных судов обычно содержат некоторое количество кислорода в паровом пространстве благодаря "дыханию" танка. 23.2.4 Образование пирофоров в инертизированных грузовых танках В результате снижения начального уровня содержания кислорода, также как и последующего его повышения, использование инертного газа на судах, перевозящих сырую нефть, может способствовать образованию пирофорных отложений. Хотя топочный газ танкера обычно содержит от одного до пяти процентов кислорода, содержание последнего может снизиться в дальнейшем из-за абсорбции кислорода сырой нефтью. Более того, поскольку грузовые танки поддерживаются опрессованными инертным газом с низким содержанием кислорода, воздух не поступает в незаполненное грузом пространство. Если снова потребуется увеличить давление, то этого можно будет достичь с помощью инертного газа с низким содержанием кислорода. 23.3 ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ПИРОФОРНОГО ВОСПЛАМЕНЕНИЯ В ГРУЗОВЫХ ТАНКАХ Широкомасштабный переход к использованию систем инертного газа на судах, перевозящих сырую нефть, способствовал повышению вероятности образования пирофорных отложений, но пока грузовые танки остаются в инертизированном состоянии, опасности воспламенения из-за пирофорной экзотермической реакции не возникает. Однако, крайне необходимо, чтобы атмосфера в танке всегда оставалась невоспламеняющейся. Воспламеняющиеся атмосферы неизбежно возникнут, если танки выгружаются при неработающей установке инертного газа. Это не означает, что вероятность воспламенения высока, если имеет место выгрузка из танка, состав атмосферы которого не контролируется. Различные факторы могут замедлить образование пирофора или пирофорную реакцию, а именно: • отсутствие отложений оксида железа достаточной толщины; • включение элементарной серы и сырой нефти в отложения танка; • введение кислорода в танк в процессе повторной опрессовки. Действие этих факторов непредсказуемо и не следует всегда полагаться на их эффективность. Таким образом, следует признать, что из-за высокой степени риска следует постоянно регулировать состава атмосферы в процессе выгрузки и после ее окончания. Для обеспечения управления составом атмосферы необходимо: • осуществлять тщательное техническое обслуживание установок инертного газа; • хранить наготове запасные детали к таким узлам, которые не могут быть оперативно доставлены или которые могут неожиданно выйти из строя (например, вентиляторы); • предусмотреть, чтобы в случае выхода из строя установки инертного газа до начала или в процессе выгрузки груза или балласта, выгрузка не начиналась или не возобновлялась до тех пор, пока не будет вновь налажена работа установки инертного газа или не будет обеспечен альтернативный источник инертного газа. Доказано, что любое пирофорное отложение, образовавшееся в процессе рейса в грузу, не обязательно должно само дезактивироваться во время последующего перехода в балласте. Таким образом, атмосфера в танках должна поддерживаться в инертном или невоспламеняющемся состоянии как на протяжении всего рейса, так и в процессе выгрузки балласта. Возможность образования воспламеняющейся атмосферы исключается при правильном применении инертного газа и выполнении операций по дегазации, представленных в главах 9 и 10. |