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临近过年了,安全生产又出大事!1月15日下午1点25分,辽宁盘锦浩业化工一装置在维修时突发爆炸,并引发火灾,当地居民在40公里外听到爆炸声,千米外玻璃被震碎!初步排查有人员被救出,也有多人失联!
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据该企业负责安全生产的负责人称:事发前企业正在安全生产,结果一条烷基化装置管线泄露起火,但是因为部分化工原料管线短时间无法关闭,所以到下午5点,大火仍然持续不灭。
什么是烷基化装置?产品能用于汽油调和?为什么会爆炸?公司是什么背景?带着这些问题,我们来深度了解一下浩业化工和烷基化装置。
■ 1979年,美国
德克萨斯一套硫酸烷基化装置脱丙烷塔一管线弯头破裂,管内压力为1.8兆帕的介质大量泄漏遇明火引爆,多个设备和房屋建筑遭到严重损坏,2.4公里外的玻璃窗被震碎,造成的经济损失达2400万美元。
■ 2001年,美国
莫蒂瓦炼油厂(规模140000bbl/天),位于美国特拉华市,2001年7月17日与硫酸烷基化装置相关联的硫酸罐区发生爆炸及火灾事故。事故造成1名锅炉维修人员死亡,8名工人受伤。爆炸引发大火,持续约30分钟,并有大约375立方米的硫酸进入特拉华河,造成了严重的环境破坏。.
■ 2001年
某烷基化车间气分装置在2004年5月24日突发火灾,经排查原因是该装置内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。
■ 2019年,美国
美国费城能源解决方案公司Girard Point 炼油厂,在2019年6月21日16时22分发生爆炸。初步推测事故原因为烷基化装置发生烷烃泄漏起火爆炸。
这是因为这种生产工艺是美国斯特拉特科(Stratco)公司在上世纪70年代末、80年代初发展起来的,后来被拓展到全世界,这种工艺在我国也被普遍采用。所以说,不仅美国,全世界其他使用该工艺的化工厂也可能发生类似安全事故。
没学过化学的网友可能理解起来“烷基化”有点困难,简单说就是把两种含碳原子很少的两种烃类物质,想办法给连到一起,产物可以加到汽油里,提高汽油的品质。所以,我们平时开车烧的汽油里,都离不开烷基化的产品。
此次涉事的盘锦浩业化工有限公司(以下简称“浩业化工”),成立于2012年5月,坐落于盘锦市盘山县得胜镇盘锦石化循环经济园区,法定代表人徐波,注册地址为盘山县大荒沟后胡村。
浩业化工航拍(来源:公司官网)
浩业化工是一家以石油化工为主,集石油炼制与后续深加工为一体的省重点民营企业,注册资金为2.94亿元。公司原油一次加工能力400万吨/年、综合加工能力1800万吨/年,现有员工2300人,规划占地4060亩。
浩业化工主要生产国Ⅵ、京Ⅵ标准成品油、高等级道路沥青、石油焦、异辛烷、丙烷、丙烯、苯、混合二甲苯、芳烃类等产品,厂内有高等级道路沥青、催化裂化、延迟焦化、连续重整、加氢裂化、加氢改质、加氢精制、烷基化等21套装置。自公司成立以来,浩业化工共缴纳环境保护税1776313.62元。
在一份《建设项目竣工环境保护验收监测报告》中显示“盘锦浩业石化有限公司”,该公司由中美天元集团及盘锦中天石蜡化工有限公司合作组建。其中,中美天元集团创建于1993年,横跨能源、制药、地产、金融等领域,总资产超100亿,公司总部坐落于北京市丰台区马家堡中路(65号院)3号独栋办公楼;盘锦中天石蜡化工有限公司始建于1995年,注册资本3000万元,是一家以常减压蜡油为原料,以生产石蜡产品为主导,副产化工溶剂油等产品的民营企业。
浩业化工坐落于盘锦市北部的盘山县得胜镇、盘锦石化循环经济园区内,紧靠京哈高速和省道沈盘线交叉口南侧。
浩业化工地理位置
浩业化工烷基化装置建设地点在浩业化工厂区内,具体位于热源厂南侧,罐区西侧,废酸再生装置北侧。
浩业化工烷基化装置位置
浩业化工在2014年建成投产16万t/a烷基化装置,工程投资为11307万元,并于2014年5月29日通过盘锦市环保局环评审批,批复文号为盘环审[2014]17号。
浩业化工烷基化装置
2016年该公司拟对厂内现有16万t/a烷基化装置扩能改造,改造后装置规模达到20万t/a,本工程总投资为2721万元。改造方案主要是增加一台反应器和一套原料干燥系统,同时新建一座1000m3的球罐。该扩能改造工程在2016年7月开工建设,2017年5月获得盘锦市环保局环评批复,并于2017年7月投入生产。
浩业化工硫酸烷基化装置
【友情提醒:此段内容过于专业,请量力而行】
专业上是这么描述“烷基化”的:把烃基引入有机化合物分子中的C、N、O等原子上的反应称为烷基化反应。目前,国际上的烷基化技术有:固体酸法、离子液体法、硫酸法、氢氟酸法等多种。根据统计数据,从1993年至今,改造或新建的烷基化装置近90%采用的是硫酸法工艺。
浩业化工烷基化装置反应方程式
“硫酸烷基化”就是以硫酸为催化剂的烷基化过程,是由烯烃(主要为丁烯)与异丁烷在浓硫酸作用下,生成支链烷烃的反应,生成的油称为烷基化油,可以用作汽油的高辛烷值调和组分。
浩业化工就是引进的斯特拉特科(Stratco)公司反应流出物制冷式硫酸烷基化工艺,工艺流程主要分为五个部分,包括:碳四选择性加氢、碳四烷基加成,致冷压缩、流出物精制及产品分馏。液化气原料经过水洗、加氢和脱轻组分,除去原料中的甲醇、1,3-丁二烯和≤C3的轻组分,达到精制碳四原料的目的。在碳四烷基加成部分,采用液体酸烷基化加成工艺、特殊的反应器、反应流出物致冷工艺技术,利用异丁烷和丁烯的烷基加成反应生成高辛烷值烷基化油。精制碳四在液体酸的催化作用下,丁烯全部反应转化生成高辛烷值烷基化油。反应后的混合物经过精制、分馏,分离生产出高辛烷值烷基化油。该工艺装置的关键设备有反应器、压缩机、流出物泵和冷剂泵,决定着运行的成败。
浩业化工硫酸烷基化装置
参与烷基化反应的原料、中间产物及其产品大多是易燃、易爆、腐蚀性强的物质,一旦在反应过程中发生泄露,很可能发生着火爆炸和人身伤害事故。烷基化反应中主要涉及的原料有丙烯、丁烯、异丁烷、硫酸、烷基化油(汽油)、丙烷、正丁烷等。
浩业化工烷基化装置原料为厂内自产和市场外购的碳四硫份、液化气,氢气来自厂内氢气管网。通过加氢精制和烷基化工艺,生产汽油调和组分,装置生产的主产品烷基化油和作为液化石油气的副产品正丁烷直接送罐区作为产品外售。
所以浩业化工烷基化装置中主要涉及到丁烯(碳四)、异丁烷、烷基化油(汽油)和正丁烷等易燃气体和液体,以及高腐蚀性的硫酸。其中:
浩业化工的烷基化装置可以说是安全风险极大,稍有不慎就可能发生意外。因此该公司针对该装置多次编制突发事件应急预案,比如2017年编制了《盘锦浩业化工有限公司20万吨/年碳四综合利用项目16万吨/年烷基化装置改造项目环境突发事件应急预案》并在盘山县环保局备案,备案编号:211122-2017-030-L;2019年9月签署发布了突发环境事件应急预案,盘山县生态环境局于2019年11月21日对其进行了备案,备案号为:211122-2019-H。预案中称该公司定期组织环保应急预案演练,通过演练提高各部门应急救援水平。
不论是国外,还是国内发生的烷基化装置爆炸和火灾事故事件,大多是是由腐蚀引起的。装置中的物料硫酸等有强腐蚀性,在一定温度浓度下对设备、管道腐蚀加快;原料氢气对设备钢材腐蚀形成“氢脆”现象;生产过程中还可能产生硫化氢、二氧化硫等,其中硫化氢气体对设备有一定腐蚀性,两者遇水会生成亚硫酸和氢硫酸,都有强腐蚀性。所以,在硫酸烷基化装置中,为避免设备腐蚀,首先要注意烷基化废酸的浓度不低于确定的设计值。
除了原料及产品的化学腐蚀、易燃易爆特性的“本质安全”之外,运行生产和维修检修管理等“形式安全”也十分重要。检修时发生事故的主要原因有:检修设备和组织工作准备不充分,不遵守合理的技术安全规章制度,对检修的技术方案分析不够;对定期检修中可能出现的事故,设计单位估计不足,工人的误操作,尤其是专门从事检修安装工作的部门不懂生产;没分析可能出现的危险因素及研究制订必要的安全措施就改变现有流程。
浩业化工此次爆炸事件,截止小编发稿前,已致2人遇难,12人失联,4人重伤,30人轻伤,还有明火在燃烧,但处于稳定控制燃烧阶段。
之所以不切断原料或产物阀门,而是让其继续燃烧,这是由于产品的化学特性决定的,贸然管阀,极可能引起次生灾害。小编曾经负责过液化石油气(LNG)的管理工作,在2016年突遇管道泄露进而引发爆炸事故,解决的方法也是把涉事管段内的易燃气体可控排放燃烧殆尽,才进行抢修,而不是断然关阀。
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