石油化工裝置工藝管道設計的合理性研究

張鑫 眾一伍德工程有限公司寧夏分公司

石油化工裝置內設備和管道的排液，含可燃、有毒、腐蝕性介質的凝液，應經密閉排放系統分別排至不同的地下工藝管網。常見的地下工藝管道主要有工藝廢液管道、工藝污油管道等。與其他化工行業相比，將石油作為整個原材料的企業，需要從裝置設計到整個安全管控過程，及各項工藝技術等方面保證企業運行生產及整體經濟效益，同時還應保證化工產品制作加工的科學性。

一、化工工藝設計特點

化工工藝設計的水平直接關系到社會各行業的發展，應該受到我們的高度重視。眾所周知，化工工藝的設計工作具有一定的多樣性和復雜性，主要體現在以下幾個方面：相關工程師在工藝設計的全過程中應關注其安全性，對開發的所有生產設備和管道都應進行考慮和評估。在化工工藝具體設計工作時還需要面臨很多新型技術和工藝調配，所涉及的技術工藝與管理工作要點也更多，所以我們不難發現化工工藝設計最主要的特點就是具備較強的復雜性。此外，化工工藝有關設計工程人員在進行工作時，應明確整個產品技術目標和流程特點，并需要嚴格遵守工藝技術基本準則和流程，進行整個生產體系管道的布置，確保有關化學產品的反應與系統運行效果可以滿足化工工藝要求，從而完成最為可靠的設計工作方案。

二、石油化工裝置工藝管道設計存在的問題

（一）設計方案不合理

科學制定石化裝置工藝管道的設計方案，可以保證施工進度的科學性，減少因工藝混亂和返工造成的材料損失和人力支出，從而降低成本?？茖W的設計圖紙可以在項目開展前提前進行當地的實景調查，分析可能影響施工安全的問題，保障施工人員的生命健康安全。

（二）人員素質不高

化工廠的工藝管道需要連接不同的裝置，這些復雜的布置會嚴重影響管道建成后的日常維護工作。因此，在設計化工管道時，需要注意秩序，考慮維護方便的問題。因此在設計化工管道的時候需要重視條理，考慮到便于維修的問題。而現實情況卻存在著化工管道排列混亂，這樣給維修人員的工作增加了風險性和操作不便，并不利于管道的使用。這樣欠缺考慮的設計方式甚至還會給管道的使用造成安全隱患。在管道設計問題上首先要明確選材，選擇性質較為可靠對人體傷害性較小的產品，減少產品會帶來間接的人體健康侵害的可能。選材要盡量選擇運費較少性價比較高的材料，注重整個工藝流程設計的使用合理，將整個設計流程簡單化處理，保證安裝環節的平穩有序推進。結合我國的真實技術使用情況，緊貼主流技術流行現狀及時引進先進的施工手段，提升整個化工管道設計的合理穩定性。

（三）缺乏監督體制

在化工工藝設計中，如果基礎設施設置出現問題，會對產品造成不利影響。化工工藝的設計本身就需要非常專業、嚴謹和有經驗的人員進行研究和設計，因此整個化工工藝設計項目需要大量的實驗數據作為支撐，來保證生產出的產品的可靠與安全。但是往往在實際進行時，化工企業如果對于整個工藝體制缺乏一個完善的監督和約束，就比較容易使化工工藝的設計缺乏嚴謹性和科學性。綜合來看，一項化工工藝設計能否順利完成，企業有效的監督體制起來了至關重要的作用。

（四）生產設備問題

在化工工藝設計過程中，生產設備也是重要的組成要素。由于產品的類型和用途不同，相應設備的性能、用途、形狀和容量也有一些差異。特別是具有反應條件和化學物種轉化的反應設備需要承受高溫高壓等嚴格的工作條件。這需要設計人員在設計時，考慮設備的結構、材料，以及相配套的安全技術措施、和自動化監控手段等，保證設備的正常工況運行。定期對設備的檢修和維護也很重要，在設計時，應考慮設備外部的檢修條件和停下來進行內部深度檢修的周期。設備安全是化工生產中的重要的本質化安全條件。因設備引發的安全事故涉及的規模較大，所以會給企業和單位帶來嚴重的經濟損失，甚至還會有人員的傷亡，應引起高度重視。

三、石油化工裝置工藝管道設計控制措施

（一）防止發生腐蝕

石油化工管道腐蝕的原因和條件復雜多樣。為了更好地解決這些問題，我們應該注意材料的選擇。首先要保證材料有一定的耐久性和優異的耐腐蝕性；其次要注意管道的實時監控，發現問題及時解決。只有這樣才能減少損失。如果管道中出現均勻腐蝕的問題，有關設計工作者應依照腐蝕速度對管道應用時間進行計算，并在后續選材時應盡量選取耐用性強或是添加一定抗腐蝕性藥物的材料，延長管道使用期限，利于有關設計工作者能夠更好監督管道應用狀況。例如環境造成的腐蝕，其雖然時間比較長，但其變化比較緩慢，我們依然不能夠忽視該類現象。應依照實際工作狀況，并結合各類因素影響，選取最佳材料，降低管道腐蝕的基本速度。此外，還應綜合考慮各類外界因素，強化和注重局部的防腐蝕措施，只有這樣才可以更好的確保管道設計與安全。

（二）管廊管道設計

化工工藝管道多用于輸送有毒、強腐蝕性物質。走廊管道設計不當，容易導致管道泄漏，引發爆炸事故。因此，應重視管道廊道的主要設計工作。在此過程中，應注意以下幾點：首先，根據管道設計標準，管道應布置在合理的區域，以保證管道的完整性和安全性；在管道層次結構中為不同的目的合理安排管道。例如，材料管布置在第一層和第二層，在第三層進行公用管道布置，最后在第四層進行儀表安裝、槽板等設施；高度重視再沸器的安裝。依據相關技術標準，多是將再沸器安裝在塔底，并合理控制其換熱管的管長、管徑；重視冷凝器的安裝。盡量選擇通風良好的區域安裝冷凝器。重點避開高溫、水蒸氣多的區域；在引出不同介質的管道時要合理選擇引出部位。比如針對氣相介質，可選擇總管上部位置。同時，還要控制主管引出高度；盡量減少閥門布置數量。若要布置，則應采用集中布置的方式；若管廊通過人行道、道路，不能設置法蘭、螺紋連接件，以免管道泄漏；在寒冷地區應設置旁路，以免其上下循環水干管出現凍結情況。

（三）泵設計

做好石化裝置工藝管道的合理設計是一項重要內容。在此之前，確保吸入管安裝和使用安全。杜絕液體進入泵內造成的渦流漂移，平衡液體流動布置，改善水頭安裝位置，減少氣體阻礙現象。做好這些防護措施能夠順利提升泵的使用效果，延長泵的使用期限，減少資金支出。這就需要設計石油化工裝置工藝管道期間在泵的輸入位置安裝值管，這樣的設計理念是出于減少泵受到的直接沖擊。但是具體的管道形狀安排，要根據泵的具體形式才能確定，不同的泵需要不同類型的管道還減緩沖擊。管道的側面吸收泵需要選擇的直管長度需要保持在管道直徑的三倍之間。之后還要注意，離心泵在液體進入之前會出現氣穴現象，此時應該使用雙吸嘴的方法，保證吸管和泵軸保持平行。一般這個情況下管徑應該選取直管長度的七分之一。

（四）冷換設備

熱交換器、冷凝器和冷卻器統稱為冷交換設備。冷交換設備的意義在于壓力和溫度高，冷交換設備利用冷熱介質來完成導管內部的冷熱交換工作。為確?；すぷ鳝h境的壓力系統符合相關標準，需要保證換熱器管道的韌性符合國家的政策規定標準。要根據換熱器本身的特質，壓力表，閥門，元件，組件，溫度計等部件的安裝位置要盡可能的貼近維修通道附近，實現整個維修通道的便利使用。管道設備進出的設計，需要首先在分界處位置安排閘門，閥門，還要追加盲板和孔板保持相通的狀態。這樣的設計是為了保證一旦管道出現故障或者需要維修，也不會會影響石油化工原料的正常運輸，保證管道運輸工作如期進行。為了實現工作人員的使用操作安全，減少操作使用的危險性，需要保證空冷器入口位置和分管連接保持50毫米的間隔，氣溫恒定地區主管位置要安置冷凝設備。低溫地區的冷凝器需要安置在旁通閥水管之上。

（五）減少應力

石化管道設備的設計也會出現應力損傷。為了降低危險情況發生的概率，應降低應力損傷，提高管道安全設計水平。當應力失效時，管道往往會損壞。與管道內壁的實際厚度相比，應力失效往往會導致管道開裂，并且在出現此類問題之前不會出現任何跡象，一旦發生，管道就不能正常進行運轉，也在一定程度上提高了其危險性。因此，我們要制定合理的管道設計，提升其對應力破壞問題的應對能力，并強化管道維護管理工作。對低溫情況發生的斷裂問題，我們首先需要依照不同溫度及環境要求進行管道合理的設計和材料選取，提升管道運行的安全。此外，材質在經過高溫作用下常會發生變質，我們應采取合理的措施預防材料變質出現失效，并降低可能發生斷裂的幾率，同時對管道設計過程中材料應用狀況進行了解與監督，并控制溫度選取最佳材質，并對發生問題的來源進行查詢并予以解決。

（六）提高人員技術水平

石化裝置工藝管道設計過程耗時少，整個過程需要施工人員、物流人員和管理人員的積極配合。設計團隊成員應積極組織收集多項數據和信息，并及時與設計人員溝通，確保工作狀態順利有序實施。關注設計的安全效果，確保整個工作的順利實現。整個石油化工裝置工藝管道的鋪設需要花費的時間周期較長，整體的技術施工要求較高，在進行管道設計時，要將可能會延誤的工期也要納入最終的施工周期之中。這樣做是為了防止出現突發狀況導致無法順利應對風險，導致造成施工單位的經濟損失。為了保證管道建設配合充足的人力，優秀的專業技術人員，要事先做好各個工程的具體施工安排，做好各項工作的配合工作。不光是一段施工內容內部得銜接，還要做好各個施工段的銜接，以求實現整體管道的穩定使用，毫無泄漏。石油化工管道設計人員要具有全局性的判斷事物的眼界，做好管道的安全防護工作。加強人性化設計，方便之后的同仁使用，維護管道。設計人員要選擇環保綠色材料，關注施工地當地的生態自然環境，保證對生態的破壞性降到最低。

（七）加強設備控制

整個化學過程的反應過程是非常危險的。因此，為了進一步保證工藝的安全性，對設計人員的要求也變得更加嚴格，必須考慮反應過程中的一些問題，能夠提前進行風險防范，能夠很好地制動應急預案，預案合理科學。在設計化學工藝時，應合理、科學地優化和選擇反應過程中的反應器。在選擇設備時，一定要了解化工工藝所要求的設備特性、一些具體的操作要求、工藝安全系數以及實際的化工工藝條件從而進行選擇合適的設備。在進行化工工藝設計，還要選用合理的材料，要考慮到在進行實際生產時面臨的一些壓力、強度因素。而且要本著加工便利的原則，優先選用抗壓、抗腐蝕的材料。另外，在進行化工反應時，可能出現的工藝雜質會影響反應速度和反應物活性，嚴重的甚至引發質量問題。所以需要設計人員對工藝雜質要進行嚴格地把控，一定要妥善保管化工材料。石油化工管道裝置需要良好的密封性，才可以保證不出現安全事故。但由于部分企業為了追求最大化的經濟效益，其在管道材料應用中不夠嚴謹且生產運行工作不夠規范，致使產品出現不合格問題。所以在管道進行設計時，我們應依照介質條件選取最佳的材料時，要考慮管道材質的合理性，高度重視其密封性。

四、結束語

總之，當前，我國石化發展水平不斷提升，其對自身的安全管控也不斷得到了發展。而石化產業安全裝置相關工作者應對當前有關企業產品生產基本需求進行了解，所以在石油化工工藝實際管道設計中，想要提升設計工作質量，保證管道設計穩定運行，應認真做好有關設計工作，對各項設計工作質量進行控制，只有這樣才能更好的完善設計工作，為后續工作的開展奠定堅實的基礎。