FeS的钝化研究+文献综述(2)
在原油储罐的底部存在着大量的硫酸盐和硫酸盐还原菌(SRB)，硫酸盐在硫
酸盐还原菌的作用下生成 FeS，其反应方程式如式（4）所示：
所生成的 FeS 具有很高的自燃性，一旦它与空气接触就迅速引发如式（5）
-（6）所示的氧化放热过程[5]：
4FeS+ 3O2→ 2Fe2O3 + 4S+ Q (5)
4FeS+ 7O2 →2Fe2O3 + 4SO2 + Q (6)
如果蓄热条件良好，反应产生的热能不能及时散失，造成硫化亚铁及周围介
质温度升高，可引起硫化亚铁或其周围燃点低的可燃物自燃，从而导致火灾爆炸
事故的发生。 左理胜等 在结合实际调研及相关研究成果的基础上，通过分析炼油设备
的硫腐蚀机理及特点，将腐蚀产物的生成分为低温部位和高温部位两类。针对低、
高温不同部位的腐蚀机理研究了不同方式生成的硫铁化合物的自热性质和自燃
倾向，并通过观测硫化产物表面形貌、分析氧化产物成分，提出并深化了一些主
要因素的影响机理。得出如下结论:
(l)根据炼油设备硫腐蚀的机理，硫腐蚀产物的生成可分为低温电化学腐蚀、
铁的氧化物低温湿 H2S 腐蚀、铁的氧化物高温 H2S 腐蚀、高温硫铁共熔四种方
式。
(2)低温电化学腐蚀与高温硫铁共熔生成的 FeS 相对稳定，自燃倾向很低；
但在空气中会被缓慢氧化，生成 Fe2O3，具有间接的自燃倾向。
(3)无论是在低温还是高温条件下，铁的氧化物经硫腐蚀后，均生成成分复
杂的硫铁化合物，活性较高，自燃倾向较大；由于硫化过程中生成的单质硫及少
量水分的存在，低温湿硫化氢腐蚀产物的自燃倾向更高；不同铁的氧化物硫腐蚀
产物的表面形貌不同，是造成其自热性质不同的主要原因。
(4)空气流量的增加会提高氧气的浓度，促进氧化反应的进行，使硫铁化合
物的放热速率加大，自燃倾向增强。
(5)环境温度的提高会激发活性相对较差的硫铁化合物分子(如FeS)发生氧化
反应，释放更多的热量，并且不利于反应热量的消散，使硫铁化合物自燃倾向加
大。 (6)含水量5%会增强高温 H2S 腐蚀产物的自热性质，少量的水会参与硫铁化
合物的氧化反应并生成单质硫，促进了氧化反应的放热；含水量 60%，硫铁化合
物的氧化反应基本被抑制。
(7)硫铁化合物的―自燃‖过程，实质上是原油中的元素 S 被氧化生成 S02的过
程。从某种意义上讲，铁的氧化物起到了催化剂的作用。
1.2 FeS腐蚀的影响
FeS 膜是一种双极膜，其组成为内在的阳离子选择性层和外部的阴离子选择
性层。这种膜结构可以加速局部的腐蚀。一些阴离子，阳离子和咪唑啉缓蚀剂对
离子选择性膜的影响也做过调查。离子选择性膜会发生改变，从双极型改变成阴
离子选择性膜，通过吸附的 Ca
离子或变成阳离子选择性膜，通过吸附MoO4
和咪唑啉抑制剂。极化曲线，交流阻抗技术，失重法等，被
用来了解离子选择性和浸于硫化物溶液中的钢材的腐蚀行为之间的关系[1]
。其结
论显示，钢材表面硫化亚铁膜为双层膜，钢材表面为阳离子选择性层，溶液层为
阴离子选择层，这会促进阳极溶解且加快膜下的局部腐蚀。通过吸附 Ca
离子变成阴离子选择性膜，这种膜结构也允许如 S2-