В статье автор исследует пирофорные отложения в резервуарах хранения нефти и методы их химической нейтрализации как наиболее эффективный и безопасный способ решения проблемы, предлагая его в качестве альтернативы традиционным методам.

Ключевые слова: пирофорные отложения, промышленная безопасность, коррозия резервуаров, нейтрализация сульфидов железа.

Пирофорные отложения — химические соединения, преимущественно сульфиды железа, образуются в результате коррозии металла под воздействием сероводорода и меркаптанов. Эти отложения способны самовозгораться при контакте с воздухом. Интенсивное тепло, выделяемое в результате окисления, является причиной самовозгорания.

Актуальность проблемы пирофорных отложений в резервуарах хранения нефти обусловлена ужесточением нормативных требований в области промышленной безопасности нефтегазового комплекса. Присутствие в нефтяных фракциях меркаптанов и сероводорода, характеризующихся высокой воспламеняемостью, значительно увеличивает пожароопасность, связанную с образованием пирофорных отложений.

Отсутствие надлежащих мер по предотвращению коррозии в резервуарах может привести к ряду опасностей для окружающей среды и безопасности населения, включая загрязнение жидкости, утечки, разливы и, в крайних случаях, пожары и взрывы [1, с. 15].

В связи с этим, критически важным является разработка эффективных мер по предотвращению аварий и повышению уровня пожарной безопасности в резервуарах для хранения нефти.

Из-за ограниченности доступных методов предотвращения образования пирофорных отложений, единственным способом обеспечить полную безопасность при разгерметизации оборудования является предотвращение контакта этих отложений с кислородом.

Несмотря на разнообразие методов дезактивации пирофорного железа, образующегося на оборудовании (включая пропаривание, очистку нефти от серы, защелачивание, использование устойчивых материалов и ингибиторов), ни один из них не обеспечивает достаточной безопасности при ремонтных работах на НПЗ. Проблема в том, что эти методы не предотвращают образование пирофорных соединений полностью, а также требуют значительных финансовых вложений [2, с. 55].

Химическая обработка окисляющими растворами представляет собой многообещающий подход к контролю пирофорных отложений. Этот метод основан на нейтрализации сульфидов железа, что позволяет предотвратить или значительно замедлить их образование.

В качестве эффективного окислителя для нейтрализации пирофорных отложений рассматривается гипохлорит натрия.

Механизм действия окислителя заключается в окислении сульфидов до стабильных, неопасных соединений [3, с. 380].

Основными реакциями является:

1. окисление сульфида железа FeS до сульфата железа FeSO ₄ ;
2. дисульфид железа FeS ₂ разлагается до гидроксида железа Fe(OН) ₃ ;
3. сероводород Н ₂ S окисляется до серной кислоты Н ₂ SO ₄ , что предотвращает его самовоспламенение.

Эффективность гипохлорита натрия в нейтрализации пирофорных отложений была подтверждена в ходе эксперимента. Образцы отложений, полученные из УПВСН «Киязлы» РВС-5000, были разделены на две группы: необработанные и обработанные раствором гипохлорита натрия. После обработки температура самовоспламенения отложений возросла более чем в два раза — с 120 до 280 ℃.

Применение гипохлорита натрия обеспечивает значительное сокращение времени подготовки резервуара к очистным работам — до 2–3 дней вместо обычных 10 и более. Помимо экономии времени, это также положительно сказывается на экологической безопасности, уменьшая выбросы в атмосферу и снижая вероятность самовозгорания [4, с. 19].

Таким образом, химическая нейтрализация пирофорных отложений в резервуарах для хранения нефтепродуктов представляет собой перспективное направление, способное минимизировать риск возникновения пожаров и взрывов, а также улучшить экологическую обстановку. Внедрение методов, основанных на использовании химической обработки окисляющими растворам, может существенно повысить безопасность операций в нефтегазовом секторе и снизить негативное воздействие на окружающую среду. Подобные подходы требуют дальнейших исследований и разработки стандартов для их внедрения на промышленном уровне.

Литература:

1. Самкаева, А. Ф. Предотвращение распространения коррозии нефтяных резервуаров как мера повышения надежности их эксплуатации / А. Ф. Самкаева //Вестник Магистратуры — 2022. — № 6–1 (129) — С. 15–16.
2. Храмцова, Л. А. Предупреждение возгорания пирофорных отложений в стальных резервуарах [Текст] / Л. А. Храмцова, М. А. Леонтьева, Ю. А. Байдюк [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/preduprezhdenie-vozgoraniya-pirofornyh-otlozheniy-v-stalnyh-rezervuarah (дата обращения: 13.03.2025).
3. Шлекова, И. Ю. Анализ эффективности пропаривания оборудования нефтеперерабатывающих заводов для обезвреживания пирофорных соединений / И. Ю. Шлекова, А. И. Кныш // Безопасность городской среды: Материалы VII Международной научно-практической конференции, Омск, 20–22 ноября 2019 года / Минобрнаука России, ОмГТУ; Под общей редакцией Е. Ю. Тюменцевой. — Омск: Омский государственный технический университет, 2020. — С. 376–381.
4. Шлёкова И. Ю. Дезактивация пирофорных сульфидов на объектах добычи и переработки нефти / И. Ю. Шлёкова, Е. Ю. Шлёкова // Juvenis scientia. Технические науки. — 2016. — № 3. — С. 19–20.