米海剛

摘 要：碳?xì)浠衔锏臒N類裂解反應(yīng)中脫氫能力大小為叔碳?xì)?仲碳?xì)?伯碳?xì)?，而烷基化化學(xué)合成利用加成或置換反應(yīng)將烷基引入有機物分子中的反應(yīng)過程。此文針對硫酸烷基化裝置在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的強酸、異丁烷帶烯烴和精制系統(tǒng)管線腐蝕的問題，展開深入分析，并且提出了相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：烷基化;硫酸;跑酸;腐蝕 烯烴

烷基化是將烷基替換到其他化學(xué)組分分子中，目前，石油煉制的工藝逐漸成熟，烷基化技術(shù)的使用也越來越廣泛，其中最廣泛應(yīng)用的手段還是硫酸烷基化手段。由于硫酸具有強腐蝕性，所以通過減少硫酸用量、減少烯烴使用計量等手段來保證硫酸烷基化裝置的有效生產(chǎn)。

1 硫酸烷基化裝置在生產(chǎn)中存在的問題

1.1 出現(xiàn)物理跑酸

設(shè)備開始運行時，烷基化設(shè)備基本上都有帶酸。維護期間留在裝置管線中的殘留固體顆粒和物料一起反復(fù)翻轉(zhuǎn)，進入設(shè)備中。殘留的顆粒會使設(shè)備里的酸-烴反應(yīng)從而生成活潑的乳化液，形成酸泡沫，造成泡沫夾帶強酸，引發(fā)物理跑酸。烷基化廢酸成份里含有腐蝕產(chǎn)物形成的酸渣[1]。這種酸渣堆積在沉降器罐里面，使玻璃板液面計的引線被梗塞，形成酸界位假象，引發(fā)酸攜帶。

1.2 開工異丁烷帶烯烴

設(shè)備開始運行時，完美狀態(tài)是開工異丁烷中沒有烯烴。通過反正機理可以知道，烷基化是放熱反應(yīng)，如果開工異丁烷含有烯烴，開始運行時將使反應(yīng)超溫超壓，使壓力超負(fù)荷，最后致使酸攜帶，對整個設(shè)備的危害極大。

1.3 精制系統(tǒng)管線腐蝕

硫酸烷基化裝置精制系統(tǒng)產(chǎn)生的物質(zhì)夾帶硫酸和通過其他化學(xué)反應(yīng)得到硫酸的物質(zhì)，這樣導(dǎo)致了精制系統(tǒng)線路被腐蝕的情況發(fā)生。一般情況下，碳鋼濃硫酸的環(huán)境中自身反應(yīng)得到硫酸亞鐵薄膜來防止自身進一步被腐蝕，但在酸性水溶液的流動速度也來越快的情況下，同時也加快了硫酸亞鐵薄膜在碳鋼外部流失的速度，特別是管內(nèi)接口、四通、彎管等管道內(nèi)部凹凸不平的位置，極大的加快了碳鋼等管材的被腐蝕速度。

2 解決措施

2.1 針對出現(xiàn)物理跑酸的問題

為了避免設(shè)備開始運行的時候產(chǎn)生強酸泡沫，設(shè)立酸循環(huán)時，取和空氣完全接觸的循環(huán)酸的樣品于錐形瓶密封，接下來取樣未和空氣接觸的循環(huán)酸樣，用力搖晃兩個樣品，如果循環(huán)酸樣品里面出現(xiàn)泡沫，證明循環(huán)酸已經(jīng)被污染。為了避免伴出現(xiàn)物理跑酸，加入烯烴的時候，要提前換成新鮮的循環(huán)酸。

2.2 針對異丁烷帶烯烴的問題

首先通過硫酸烷基化裝置分離系統(tǒng)，調(diào)整異丁烷分離塔操作參數(shù)，將循環(huán)異丁烷純度提高，降低烯烴在異丁烷中組分占比，但是雜質(zhì)質(zhì)量占比降低后，會壓制硫酸烷基化釋放熱量。其次，在加入酸循環(huán)的時候要把控釋放熱能值，就得分批次加入酸循環(huán)。在加入酸循環(huán)的時候，各個職能工作員工要協(xié)同合作，外部操作人員打開閥門，內(nèi)部操作人員及時監(jiān)控設(shè)備參數(shù)，壓縮機房的工作人員要密切關(guān)注其電流。如果反應(yīng)器溫度有超溫的可能，內(nèi)部操作人員要立即告知外部操作人員關(guān)掉循環(huán)酸閥門，結(jié)束反應(yīng)，壓縮機房的電流超出預(yù)先設(shè)置的電流，要及時采取措施，防止機器不能正常工作。當(dāng)熱量釋放完成后，各崗位員工重調(diào)設(shè)備參數(shù)，重復(fù)以上步驟2～3次，使異丁烷組分中的烯烴完全消失，這個時候設(shè)備的溫度保持在一定的范圍內(nèi)，加入酸循環(huán)。

2.3 針對精制系統(tǒng)管線腐蝕問題

首先采用合適的材質(zhì)的管線，把管線腐蝕現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)的管線換成合金管，這樣也進一步拓寬了管線內(nèi)存四氟乙烯的反應(yīng)界限，將當(dāng)前只是用堿清洗的環(huán)節(jié)的線路擴張到全部用堿清洗環(huán)節(jié)和清水洗滌環(huán)節(jié)的線路[2]。

其次，一般情況下硫酸烷基化裝置是兩臺設(shè)備合用一個設(shè)備來計量其流量，現(xiàn)給每一臺硫酸烷基化裝置配置流量計量設(shè)備，與此同時，前一臺酸烷基化裝置反應(yīng)剩余的算流入后一臺設(shè)備。這樣不僅僅降低了偏流率，還提升了工業(yè)廢棄酸的使用效果。安裝新的管線系統(tǒng)來調(diào)節(jié)循環(huán)異丁烷流入硫酸烷基化裝置的流速，防止出現(xiàn)循環(huán)異丁烷偏流的現(xiàn)象。循環(huán)異丁烷流量較少時雜質(zhì)硫酸脂的產(chǎn)量增多，這時在用堿清洗環(huán)節(jié)另設(shè)立流量計量設(shè)備，利用流量的不同變化及時改變用堿量，實時中和烷基化產(chǎn)生的廢酸和其他化合物中的酸。

最后，利用硫酸烷基化是以硫酸作為催化劑，實現(xiàn)烯烴烷基化的過程，在這個過程中的產(chǎn)物可以吸收大量的水分。而一般的用堿清洗和水洗滌環(huán)節(jié)的管路不能夠達(dá)到反應(yīng)需求，所以要中和硫酸烷基化過程中其產(chǎn)物夾帶的廢酸，實現(xiàn)最終的提純和精細(xì)制造的目的。在這個過程中要及時添加水分來調(diào)節(jié)堿洗裝置中堿性溶質(zhì)的占比為1.2-1.6g·cm-3，添加堿性溶質(zhì)水清洗設(shè)備中水的酸堿值在9-11，添加水分來調(diào)節(jié)水清洗設(shè)備溶液的導(dǎo)電性在4500-7500μm·cm-1。這樣不僅僅有助于酸堿中和，更是通過堿洗、水清洗設(shè)備靜置分散，防止后續(xù)物料添加時夾帶雜質(zhì)酸等其他物質(zhì)[3]。

綜上所述，清晰的了解了硫酸烷基化裝置生產(chǎn)中存在的問題及解決措施。在開始生產(chǎn)的時候要注意強酸的夾帶、異丁烷帶烯烴和設(shè)備管線被腐蝕的情況，將異丁烷儲存在特制的裝置中，在使用的時候加入新鮮的循環(huán)酸，避免烯烴進入，為了防控潛在風(fēng)險，在平常設(shè)備運行工作中操控員要認(rèn)真的按照工藝制度進行操控，及時維護檢修。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙盛武.硫酸烷基化裝置生產(chǎn)中注意的問題及應(yīng)對措施[J].化工設(shè)計通訊，2018，44（01）：164.

[2]劉初春，李慶宇.硫酸烷基化裝置運行問題分析及對策[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2019，37（04）：272-274.

[3]張斌.烷基化裝置運行中酸腐蝕問題分析和預(yù)防措施[J].廣東化工，2017，44（11）：256-257.