石油化工裝置工藝管道設計研究

摘 要：石油資源是國家經濟發展和社會運行的支柱，想要經濟發展社會進步就必須保障石油運輸的正常運行，而石油運輸的重點是石油化工裝置工藝管道設計，因此必須保證石油化工裝置工藝管道設計的科學性與合理性。由于石油屬于易燃易爆物質，所以在設計石油化工裝置工藝管道的技術上有很大難度。正是因為石油特殊的性質，所以在設計石油化工裝置工藝管道時要確保設計的科學性和安全性。

關鍵詞：石油；化工裝置；工藝管道設計；工藝流程

中圖分類號：TQ055.81 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）14-0222-02

引 言

自改革開放以來，我國經濟迅速發展，工業發生了日新月異的變化，石油的供應是工業發展的前提條件。目前石油的儲量有限，所以石油化工裝置工藝管道備受關注。如何最大程度提高石油的利用率以及能源的節約是石油化工裝置工藝管道技術當前需要解決的問題。因為石油是一種易燃易爆物料，所以工藝管道設計的安全性最為重要。本篇文章將會對石油化工工藝管道設計的合理性、科學性及安全性進行探索。

1 石油化工工藝管道的現狀

設計石油化工工藝管道是一項非常繁瑣的工作，因此需要對設計的工藝流程、線路設計等多個方面進行探索，石油化工工藝管道設計直接影響著整個石油化工裝置的基礎，所以容不得一絲的差錯。

1.1 工藝流程的設計現狀

工藝流程設計的合理性是工藝管道設計的保障，合理的設計可以提高整個石油化工裝置的安全性，與此同時還可以節約成本、降低管道設計的復雜性。但是還有不少基層企業對于工藝流程設計不是很重視，更有甚者直接拿其他企業的工藝流程運用在自己的工程上，根本不考慮是否符合自身的實際情況以及所遇到的問題，這樣的工藝流程嚴重違反了國家的消防安全規定和法律法規，很有可能直接導致整個設計過程陷入癱瘓。

1.2 化工裝置的擺放現狀

化工裝置是通過工藝管道實現連接的，裝置布置位置的合理性將直接影響管道線路設計的合理性。而且化工裝置的擺放對工藝管道后期的維護工作起關鍵作用。因為運輸管道的數量龐大且分布復雜，所以成本較高，導致一些基層企業為了壓縮成本而對化工裝置的設計成本進行壓縮，從而使得管道安放繁雜無序，其運輸的石油化工原料與產品大多數都是易燃易爆的危險物，一旦發生工程事故后果將無法想象，這些企業的做法已經導致整個系統在安全性上存在很大危險。

1.3 管道路線設計現狀

整個石油化工裝置的設計核心是工藝管道的線路設計，在這方面國家給出相關的法律法規對其進行規范性要求，但有些企業為了節約成本而壓縮工期，并沒有按照國家的規定進行管道設計，這導致其工程沒有安全保障。這樣的企業所用的工藝管道的設計質量得不到保障，而且生產中的廢棄物也是通過管道進行排放，不合理的設計會導致管道於結甚至堵塞。所以工藝管道的設計工作非常有必要，這樣才能避免事故發生，讓整個系統正常運轉。

2 石油化工裝置工藝的設計重點

2.1 泵的管道布置

工作人員必須對PID中泵管道流程的相關知識與理論進行全面的掌握與應用，從而在保證工藝設計達標的同時優化改善泵的運行方案與維護檢查方法。讓泵管的方案達到最好的利用，將熱膨脹的問題有效的解決或者優化。在設計過程中要盡可能的節約資源縮短泵出入口管道之間的距離，但是要確保管道的柔韌性，一般泵設計都是采用直管道連接的，除非有特殊情況不能使用直管道。在設計過程中需要考慮后續運作的檢修工作，設計人員要在離心泵的側面留出充足的檢修空間，對于往復泵來說需要對活塞和拉桿進行拆卸和檢修，所以需要在往復泵周圍留下操作位置，但是立泵的維修位置需要預留在其泵的頂端。

2.2 處理塔、罐的管線設計

塔分為分餾塔和汽提塔兩種，設計塔和容器的管線時要考慮多個方面，其中對其工藝原理、介質形態與管道材料要重點考慮，對塔的布置和設計進行合理的設計。在管線布置設計方面尤為重要的是第一分流、回流罐及汽提塔之間的管線設計。一般情況下需要在分餾塔與汽提塔之間安裝閥組，而且汽提塔的位置還需要安裝調節閥組，用來維持閥組周圍的壓力，讓塔內液體柱能達到規定的高度。另外就是熱旁路的設計，熱旁路是用來控制分餾塔塔頂壓力的，用其控制分餾塔壓力時要注意路線不要太長，應具有良好的保溫作用，以此來防止產生積液，與此同時還要在回流罐上面安裝調節閥，在安裝冷卻器時要注意冷卻器的高度不能超過回流罐的底部。

2.3 冷換設備管道布置的設計

冷換設備管道建設的標準是按照PID要求定義的，所以冷換設備管道的設計必須滿足其要求，除此之外還要對管道的性價比與柔韌性進行比較，選擇出最合理的設計。設計時要盡量縮短管線間的距離并避免使用彎頭管道。還需要對維修和控制空間進行合理的設計，在考慮管道柔韌性的前提下對管道維修、管道控制空間進行設計。介質分加熱介質和冷卻介質兩種，其中加熱介質在冷換設備中是由下到上的，冷卻介質是由上到下的。在設計管道時不能對其它結構的安裝、維修、拆卸造成影響，當遇到與管道平行的裝置時要繞開其裝置，不能在其上方搭橋。在管道的同一方向安裝管道閥組，對管線結構進行優化，盡可能的避免多層管道與交叉管道的出現，這可以保證管道安放的空間利用率。

2.4 將工藝流程確定下來

工藝流程是施工質量的保障，如果工藝流程缺失就會產生很多安全問題，所以對員工進行相關知識的培訓是每個石油企業都需要做的，讓每個員工都能認識到工藝流程的重要性，從而結合企業的相關情況來設計工藝流程。設計工藝流程時要對新技術和新材料進行融合和實驗，盡可能的提高工程的質量讓工程更加完美，同時還要滿足國家的相關法律法規，不能隨意設計，這對整個工程起到奠基的作用。

3 石油化工管道設計應注意什么

3.1 應注意管道安放的布置

設計石油化工工藝管道時應該時刻對管道布置進行合理的安排，使得工程更加簡單快捷的完成，在布置管道時應該在管廊上設計附加裕量，其裕量應該設置在10～20%之間，由于裝置在不斷的運行和改造，裕量很可能會發生變化，這些變化會使裕量值增大，但設置相關熱應力管道設計時一般只需要將其布置在管道兩側就行了，門形補償器的設置需要在裕量空間內進行，所以這也方便了門形補償器的安裝。

3.2 嚴格控制材料采購來源

管道的材料對管道使用年限和管道安全都起著決定性的作用，其中尤為重要的是金屬材料，所以一定要嚴格控制管道材料的選擇路徑與其科學合理性。把控材料的第一步就是材料的采購，在采購時要嚴格控制采購的數量和質量，還要對材料相關的技術文件和規格進行核查，為了確保工程的正常施工進度，在采購時需要額外采購一部分，一般在5～20%之間，根據不同的施工水平可以對額外材料的量進行調節。第二步就是對采購回來的材料進行驗收，驗收時要對材料的質量、數量、規格等方面進行查看，確保材料與工程所需材料一致。

3.3 材料檢測與低溫損害的處理

許多金屬管道的材料在采購時需要進行泄露試驗和壓力試驗，而且還要根據不同的安全要求選擇安全級別，對不同安全級別的閥門進行壓力試驗。由于溫度較低可能對管道承受壓力與沖擊力的能力造成破壞，所以在發現石油管道的工作溫度比較低時就應該選擇低溫材料，一般當操作溫度出現低于或者等于-20℃時就要按照實際情況來選擇低溫材料了。

3.4 安全設計的問題

在任何工程中安全都是放在第一位的，安全是施工的前提，工程設計一定要確保較高的安全性，石油化工裝置工藝管道的設計也不例外，其中尤為重要的是管道閥門安全上的問題。因為管道閥門在運行中使用位置較多，所以管道閥門也是安全問題頻發的地方。一般情況下，工藝管道工作在環境較為惡劣的條件下，因此對管道的質量要求極高，不僅要求其材料的硬度、韌性還要求材料必須要抗腐蝕分子結構穩定，除了管道材料方面的要求還要對管道進行外施防護，例如在管道外施加一層防護網等，不同施工地段都要進行考察，根據不同的環境給出不同的額外保護方案，以防止管道出現泄露的情況。

4 結 語

在整個石油工程中，石油化工裝置工藝管道的設計是其最為基礎的部分，同時也在整個石油化工裝置工程中起決定性作用。整個企業的生產效率與經濟效益是否高效直接取決于工藝管道設計是否具有合理性。倘若企業不重視石油化工裝置工藝管道設計環節，事故發生率是很高的，而且事故的嚴重性及后果也是不可預料的。因此對待石油化工裝置工藝管道的設計一定要認真仔細，不能有半點馬虎，在設計的時候一定要充分考慮各方面的因素，確保設計方案的實用性與完整性。與此同時還要確保工藝管道的設計者都具備良好的專業能力與道德品質，能夠找到工藝管道設計的要點所在，熟知管道設計合理性與重要性，這些都是保證石油化工裝置工藝管道設計合理性的要求。

參考文獻

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[2]馬 峻.結合實例分析石油化工裝置工藝管道設計的合理性[J].中國石油和化工標準與質量，2016（5）.

收稿日期：2018-4-13