全球视野 | 从美国费城能源解决方案公司爆炸事故看烷基化装置的腐蚀问题
2019-09-19 10:30:46
作者：本网整理 来源：《腐蚀与防护之友》
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事故快报
2019 年 6 月 21 日 16 时 22 分许，美国费城能源解决方案公司（Philadelphia Energy Solutions Refining Complex）的 GirardPoint 炼油厂发生爆炸。目前已造成 5 名工人受轻伤。事故原因初步推测为烷基化装置（该装置主要用于生产高辛烷值汽油）发生烷烃泄漏起火爆炸。
烷基化装置事故事件
烷基化装置碱洗沉降器V513故障事件
2018 年 3 月 12 日，某烷基化装置碱洗沉降器 V513 发生泄漏事件。事件原因：该容器的主要目的就是去除残余酯和夹带酸，故容器物料显弱酸性。其很容易与物料中的游离水结合，局部形成稀硫酸，造成硫酸腐蚀泄漏。
烷基化循环异丁烷控制阀副线阀泄漏事件
2017 年 4 月 21 日，某烷基化装置循环异丁烷控制阀副线阀发生泄漏，液态烃喷出迅速汽化，装置内大量液态烃聚集。事件原因：烷基化装置循环异丁烷线内介质为异丁烷及微量酸性介质（由于反应器馏出物经过碱洗精制至分馏塔，其中微量的硫酸脂经高温分解产生微量的酸性介质）长时间对阀体冲刷、腐蚀，使阀体减薄，造成阀体处出现沙眼泄漏。
烷基化车间A反进料控制阀排凝根部泄漏
2017 年 11 月 3 日，某烷基化车间 A 反进料控制阀排凝根部发生泄漏，造成液态烃喷出迅速汽化。事件原因：该烷基化装置至今已有 20 余年，装置管线老化腐蚀严重，A 反进料为碳四，长时间冲刷、腐蚀，造成焊口减薄，出现沙眼泄漏。
MTBE装置碳四原料罐D302脱水线出现沙眼泄漏
2017 年 11 月 20 日，某烷基化车间 MTBE 装置碳四原料罐D302 脱水线出现沙眼泄漏。事件原因：原料罐 D302 罐脱水线由于长期风化腐蚀、雨水侵蚀，管线出现腐蚀沙眼泄漏。（D302罐规格 φ2400x6213（ 卧 ） 材质 A3R。）
烷基化车间反应器封油线排凝焊口泄漏事件
2016 年 11 月 22 日 7 时 40 分， 某 烷 基 化 车 间 反 应 器V501A 电机平台下部封油线排凝焊口发生泄漏事件。事件原因：烷基化装置封油线内介质为异丁烷、烃化油及微量酸混合物，由于作为封油的介质含有微量酸，长时间对管线焊口处冲刷、腐蚀，使管线减薄，造成管线焊口处出现沙眼泄漏。
烷基化车间气分装置火灾事故
2004 年 5 月 24 日，某烷基化车间气分装置发生火灾事故。事故原因：烷基化车间气分装置塔 -1 顶冷凝器 E102A、B、C 三组冷却器腐蚀后发生内漏，造成液态烃泄漏遇到着火源引发爆燃。
以上几起烷基化装置事故事件都是由腐蚀引起的。烷基化装置的物料硫酸、氢氧化钠、氢气等具有强腐蚀性，在一定温度浓度下对设备、管道腐蚀加快。氢对设备钢材腐蚀形成“氢脆”现象。化学处理过程中还会产生硫化氢、二氧化硫等硫化物，硫化氢是酸性气体对设备具有一定的腐蚀作用，另外，二氧化硫和硫化氢遇水会生成亚硫酸和氢硫酸，该两类物质均具有强腐蚀性。
烷基化装置事故事件易腐蚀部位
（1）反应器进料管线。介质环境存在微量酸，在混合降温后会有溶解水析出，导致酸腐蚀；三通部位扩径处流速、压力突变的原因也会造成一定的冲刷腐蚀。
（2）碱洗罐入口段。根据现场腐蚀形貌判断与碱液冲蚀有关，同时也存在酸的交替叠加腐蚀。
（3）含酸管线。流速、温度是主要影响因素。
（4）塔进料换热设备。酸腐蚀造成塔进料换热器、塔顶冷凝器、冷剂冷却器泄漏。
（5）阀门泄漏。酸泵出口阀腐蚀是由于阀门限量导致出现高流速、高温从而加速腐蚀，而反应器、沉降器、酸包阀门内漏与酸腐蚀、脂类沉淀有关。
腐蚀控制措施
（1）对腐蚀减薄设备与管道应加强宏观和测厚检查，对腐蚀减薄严重部位建议进行超声波在线定点测厚，尤其是进料线、碱洗出口线、塔顶溜出线的管线、三通和弯头等部位。
（2）应在酸防腐、选材和严格工艺操作上加强力度，防止和减少酸系统腐蚀。如控制原料中的杂质含量；在工艺条件 允许的前提下尽量降低含酸介质的操作温度、流速、提高酸浓度等。
（3）为保障酸区设备长周期运行，应严格控制含水量、操作温度和介质流速。
（4）加大腐蚀监测、检测力度，缩短检测周期，掌握腐蚀速率，为做好对设备的腐蚀状况进行跟踪监控，建议设置 酸区设备腐蚀在线监测系统。
（5）采用新工艺技术。目前，国际上先进工艺已不用硫酸、氢氟酸作催化剂，而采用固体酸或离子液体烷基化技术，对此也应进行研讨。
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