堿液漏入蒸汽系統的影響及危害

李 紅,姚日遠

(揚州石化有限責任公司，江蘇 揚州 225000)

?

堿液漏入蒸汽系統的影響及危害

李 紅,姚日遠

(揚州石化有限責任公司，江蘇 揚州 225000)

因液態烴脫硫醇裝置堿液加熱器泄漏，堿液竄入凝結水回收系統，導致蒸汽帶堿。余熱鍋爐汽包水pH值達12.4，蒸汽電導率達39.3 μs/cm，設備多處腐蝕穿孔。本次事故共造成蒸汽系統4根熱電偶腐蝕泄漏、2支雙金屬溫度計腐蝕失效泄漏、工藝管線泄漏4處，催化裂化裝置因此被迫切斷進料。從事件經過、危害及原因方面進行了闡述，同時提出了穩定操作、事故防范的3點建議：(1)加強水質分析。有條件時，建議配置在線監測設備，以便及時發現問題，增加預見性。(2)分級使用凝結水。對于泄漏可能性較大或被加熱介質泄漏后危害較大的蒸汽使用點的凝結水，建議單獨回收利用。(3)消除管線內應力。建議管線焊接時采用科學合理的施工方案，以消除殘余應力。

蒸汽 堿脆 應力腐蝕

揚州石化有限責任公司(簡稱揚州石化)催化裂化裝置采用中國石化石油化工科學研究院自主開發的重油選擇性裂解MCP(Maximizing Catalytic Propylene)技術，于2011年投產，裝置運行平穩。2013年1月因蒸汽竄入堿液，造成設備多處腐蝕穿孔，導致裝置被迫切斷進料。

1 事件經過

2013年1月14日21時左右，揚州石化煉油分廠向值班調度匯報催化余熱鍋爐蒸汽溫度從290 ℃降至190 ℃，23時將余熱鍋爐自產蒸汽部分改至0.5 MPa低壓蒸汽系統，引裝置外熱電車間所產1.3 MPa蒸汽補充，同時查找原因。次日8時15分，化纖分廠匯報低壓蒸汽有硫化氫氣味。經查，發現化工分廠液態烴脫硫醇裝置堿液加熱器發生泄漏，立即將其切出系統。期間，催化余熱鍋爐蒸汽系統通過大排大補的方式進行置換后，于1月21日蒸汽品質基本恢復正常。

2 事件危害

1月17日13時左右，因催化富氣壓縮機組汽輪機抽真空蒸汽管線開裂而停機(見圖1)，催化裝置被迫切斷進料。

同時發現：蒸汽系統熱電偶腐蝕泄漏4根(見圖2)，分別是余熱鍋爐過熱段蒸汽出口處2根、低壓蒸汽進出裝置處1根及富氣壓縮機蒸汽透平泵蒸汽入口處1根。

圖1 汽輪機抽真空蒸汽管線開裂

圖2 熱電偶腐蝕

蒸汽系統雙金屬溫度計腐蝕失效泄漏2支，分別是余熱鍋爐過熱段蒸汽出口處和富氣壓縮機蒸汽透平泵蒸汽入口處各1根。

除汽輪機抽真空蒸汽管線開裂外，工藝管線仍有泄漏(3處)，分別是除氧器加熱蒸汽流量計前泵區上方彎頭焊縫、除氧器加熱蒸汽流量計后彎頭焊縫和汽輪機軸封蒸汽調節閥前三通焊縫。蒸汽透平泵速關閥和主汽門調節閥卡塞。

經過搶修、更換，至1月21日，蒸汽帶堿對設備的影響基本消除。

3 原因分析

3.1 蒸汽流程簡介

催化裂化裝置自產蒸汽原則流程見圖3。

圖3 裝置自產蒸汽原則流程

來自裝置內的凝結水(物流5)進入凝結水罐V-501，與來自液態烴脫硫醇及氣分裝置的凝結水(物流4)、汽輪機凝結水(物流3)和來自鍋爐房的除鹽水(物流2)一起進入除氧器V-502，除氧合格后進入催化余熱鍋爐系統(含汽包)L-102，產生的過熱蒸汽進入分氣缸V-503。事故狀態時進入0.5 MPa低壓蒸汽管網(物流6)，分氣缸蒸汽由來自鍋爐房的蒸汽供給(物流1)。分氣缸蒸汽分別供汽輪機(物流7)、蒸汽透平(物流8)和常壓、催化系統(物流9)使用。

3.2 原因分析

從上述流程可以看出，來自裝置外的凝結水一旦受到污染，尤其是物流4，裝置內自產蒸汽系統將不斷積累污染物，量變引起質變，從而造成可能的破壞。

余熱鍋爐汽包蒸汽分水器是網眼結構，脫硫醇裝置堿液加熱器泄漏后，受堿液污染的凝結水(物流4)，進入除氧器V-502，除氧后進入余熱鍋爐系統汽包后，逐步影響汽包汽水分離器部分網眼分離效率，導致余熱鍋爐汽包內汽水共沸，蒸汽溫度突降，部分堿液經余熱鍋爐自產蒸汽攜帶到汽輪機及催化裂化裝置等用汽點，這些用汽點的凝結水又回到余熱鍋爐除氧器進入下一輪循環，堿液濃度不斷累積，在適當的溫度、濃度下，造成了設備的腐蝕。部分切出系統的帶堿的蒸汽進入0.5 MPa低壓蒸汽管網，造成了化纖分廠等用汽點的影響。

1月15日水質分析檢測結果見表1。由分析數據，結合相關文獻[1]-[3]可知，蒸汽管線焊縫開裂及熱電偶、溫度計套管斷裂是由于堿脆引起。

表1 水質檢測 μS/cm

*數據超出儀器量程范圍。

4 建 議

(1)加強水質分析。有條件時，建議配置在線監測設備，以便及時發現問題，增加預見性。

(2)分級使用凝結水。對于泄漏可能性較大或被加熱介質泄漏后危害性較大的蒸汽使用點的凝結水，建議單獨回收利用。

(3)消除管線內應力。建議管線焊接時采用科學合理的施工方案，減小錯邊、棱角度，確保焊透，焊后進行熱處理以消除殘余應力。

[1] 徐寧.φ377mm低壓蒸汽管線對接焊縫破裂原因分析[J].石油化工設備技術，1999,20(4):52-54.

[2] 史寶明，邵笑音.堿洗系統腐蝕分析及改造[J].當代化工，2012,41(7):736-739.

[3] 李秀菊.重沸器殼體開裂原因及預防[J].石油化工腐蝕與防護，2001,18(3):25-28.

(編輯 張向陽)

Impact and Harm of Steam with Leaked Lye

LiHong,YaoRiyuan

(SINOPECYangzhouPetrochemicalCo.Ltd.,Yangzhou225000,China)

A leakage accident caused by the leaking of caustic lye heater in a LPG sweetening unit is introduced. The caustic lye is channeled into the condensate water recovery system, resulting in hazard of steam with alkali. The pH value of the exhaust heat boiler steam drum water is as high as 12.4, and the steam conductivity is at 39.3μs/cm, causing multiple corrosion perforation of the equipment. Many kinds of harms caused by this accident occurred, such as 4 thermocouples’ corrosion leakage, 2 bimetal thermometers’ corrosion failure and 4 points of process tubes leakages. Catalytic cracking unit is therefore forced to cut off the feed. This article describes the process, harm and causes of the accident, and present 3 recommendations for the improvement of stable operation and prevention of accidents. (1) Strengthening of water quality analysis. When the conditions are available, it is recommended to configure the online monitoring equipment to find the problem in time and increase the predictability. (2) Grading the use of condensed water. For the condensate water with a high hazardous potential, the recycling or using individually is a reasonable selection. (3) Eliminating the internal stress of pipeline. It is recommended to adopt scientific and reasonable construction scheme in the welding of pipelines to eliminate the residual stress.

steam, caustic embrittlement, stress corrosion

2016-01-02；修改稿收到日期：2016-02-23。

李紅，工程師，畢業于沈陽化工學院石油煉制專業，從事石油化工生產及技術、節能管理十余年。E-mail：lihong2.jsyt@sinopec.com