石油化工装置工艺管道设计

1工艺管道设计现状

工艺管道设计是在石油化工装置工艺设计的基础上进行的，所以单纯的考虑工艺管道的设计是片面的，在进行石油化工装置的工艺管道设计的同时，我们也需要就石油化工装置内部的工艺流程和其装置的布置进行全盘的思考，不能将工艺管道的设计与工艺流程和装置的设计割裂开来。

1.1工艺流程设计

工艺管道的存在，本身就是为了连接工艺流程，使其工艺流程能够顺畅的走下去，一个合理的工艺流程对工艺管道设计的影响非常大。合理的工艺流程设计可以避免冗杂的工艺管道，既能节约成本也可以降低安全隐患。但是很多石油化工企业，尤其是一些基层企业，为减少投资成本，在建设初期没有进行专业的工艺流程设计只是把其它企业所运用的一些工艺流程进行照搬照抄，使得工艺管道的设计质量偏低。照搬照抄其它企业的工艺流程，自然也就照搬了其它企业的工艺管道设计，但是这带来了很多问题，例如：部分工艺管道照搬其它企业带来很大的安全隐患，将有毒有害物质未经处理排放到了外部，这不仅使得生产风险大大增加，也违背了相关的法律法规。也有部分企业在进行工艺流程设计的时候没有按照相应的消防安全规定进行，工艺流程的设计未按照相关规定，工艺管道的设计自然也会受到较大影响，这就导致在发生紧急情况时无法采取有效的措施去应对，而带来重大的损失。还有企业在未加评估检查的情况下就引入了外国的工艺流程和生产技术，使得工艺管道设计复杂，但是在实际的运行中并没有带来太大的效果。

1.2化工装置布置

石油化工中工艺管道的作用就是连接各个化工装置，这就可以直接看出相应的化工装置的布置设计会对工艺管道设计带来多大的影响。化工装置的布置设计会直接影响石油化工工艺管道的设计和后期的维护工作。石油化工的工艺管道数目很大，并且排列紧密，一旦发生事故往往就是灾难性的，一般而言真正的大型石油化工企业会进行工艺流程设计和化工装置布置设计，以保证安全和工艺管道的利用度。但是一些小型的石油化工企业没有进行这两种设计，导致化工装置布置杂乱无序，工艺管道冗杂，一旦发生安全事故无法进行合理的减灾。

1.3工艺管道路线设计

工艺管道路线设计是整个设计中的关键，需要我们极其重视，然而一些小型石油化工企业进行工艺管道路线设计时没有执行国家相关规范标准，路线设置的不合适，带来极大的安全风险。工艺管道设计任务量大，工期短，经常会因为来不及完整的审理设计方案而产生设计问题。工艺管道设计的合理性也直接关乎整个石油化工生产企业的安全，国家对其有相应的严格要求，但是在实际的设计中，这一安全要求并没有百分百被执行。

1.4工艺管道管架设计

石油化工装置中工艺管道为了实现其稳定性，一般采用管架进行支撑。但是在实际的工程中我们不难发现：现有的管架设计过于简化。石油化工装置工艺管道数量大、种类多，但是设计人员为了简化设计安装，现有的管架类型非常少。因为管架类型的单一，很多工艺管道的长期安全性和长期稳定性没有办法得到应有的保证。例如：当前使用较多的弹簧钢架中弹簧的质量无法得到长期有效的保证，容易发生质量问题；部分管架的设计过程中考虑不周，忽略了工艺管道和管架相对运动的情况，使得工艺管道和管架的连接不够紧密，带来安全隐患。

1.5工艺管道材料控制

石油化工装置工艺管道因其工作条件非常恶劣，可能会有高低压连接、工艺管道内部流体性质变化、温度变化等影响，因此石油化工装置工艺管道对材料的要求也不尽相同。大型的石油化工企业会让专业技术人员根据不同的工艺管道的工作条件选择合理的材料使用，使得工艺管道既可以满足压力、温度、流体性质的要求又可以合理利用材料节约成本。但是有部分小型企业，对于工艺管道的材料构成不够重视，又为了节约成本大幅度的减少优质材料使用，使得其部分工艺管道承载力不足，带来极大的安全隐患。

2针对工艺管道设计现状的几点应对措施

石油化工装置工艺管道布置密集，储运物质多为易燃易爆、有毒有害物质，一旦发生事故就会带来极大的损失，这就要求我们必须做好其设计工作，保证它的设计安全[2]。在进行工艺管道的设计时，不仅要解决工艺管道所面临的恶劣工作条件，还要针对工艺管道设计的缺陷和问题提出相应的解决方法，防止出现大的因工艺管道设计缺陷引发的安全责任事故。接下来我们将要针对当前石油化工装置工艺管道设计现状提出几条相应的解决办法。

2.1设计完善的工艺流程

好的工艺流程设计不仅可以方便工艺管道设计，也有利于生产出优质的石油化工产品。石油化工企业必须要按照自身的实际条件，参照相应的化工企业，并且要综合考量各个工艺流程的建设成本、维护费用、安全性等因素。尽量选择一条流程优化、技术领先、安全环保的工艺流程，为工艺流程加上生产安全和生产质量的双保险。另外，在进行工艺流程设计的时候一定要遵守相关的法律法规和行业规范，一定要注意进行相应的消防设施的设置，对于化工生产产生的三废一定要有合理的处理措施。完善的工艺流程，可以使得工艺管道设计更加容易进行，也可以使得石油化工企业更好的生产。

2.2做好化工装置的布置

各个化工装置用工艺管道连接，因此化工装置的布置设计将会直接影响石油化工工艺管道的设计。所以在进行化工装置的布置时一定要遵守制定完成的工艺流程来合理安排化工装置的布置，合理安排化工装置的布置空间。在布置高危化工装置时一定要遵守国家制定的标准规范，保留应有的安全距离[3]。

2.3做好工艺管道设计的组织

工艺管道的设计国家基本已经健全了相应的规范标准，设计时参照相应的规范标准设计就可以达到要求。但是在实际的设计过程中，石油化工装置工艺管道的设计工作周期短任务大，在设计过程中需要设计人员的通力配合，做好组织协调工作，防止因为设计时间短而忙中出错，导致一些不合理的设计。做好设计人员的协调工作可以让他们有序的做好各自的设计工作，尽量规避设计偏差风险[4]。科学合理的组织设计方案的制定可以行之有效的加快设计进度，提高整体的设计质量。另外在进行石油化工装置工艺管道设计时可以采用计算机模拟技术，运用三维设计技术对工艺管道进行立体模拟，防止设计出现问题，可以使设计完成后的精确度大大提高。最后设计方案制定后一定要通过工程师评定，以便于查漏补缺，使方案更加完美。石油化工工艺管道设计和工艺流程设计、化工装置布置设计均有较大的关联性，这就需要相应的设计部门进行有效的信息交流，及时完美的做好整个设计。

2.4做好管架设计

当前的石油化工装置工艺管道使用较多的管架是弹簧管架，然而弹簧管架其自身有很大的质量缺陷，弹簧管架中的弹簧使用寿命有限，极易带来安全隐患，因此虽然短期内弹簧管架的稳定性确实较为优秀，但是我们还是要逐步减少对弹簧管架的使用，对已经使用的弹簧管架一定要多加监管。针对工艺管道和管架相对运动，使得工艺管道和管架的连接不够紧密的情况，一定要注意安装相应的锁定装置，减少工艺管道与管架的相对运动。同时可以考虑将工艺管道沿塔铺设，这样不仅可以加强工艺管道的稳定性，还能减少承重管架的使用，并且能极大的缩短工艺管道的长度。2.5优化材料的选用要根据高低压连接、温度变化、工艺管道内部流体性质变化等不同的恶劣工作条件，让专业人员有针对性的选择合理的材料使用，使得工艺管道既可以满足压力、流体性质、温度的要求又可以合理利用材料节约成本。需要根据工艺管道的工作条件选择合适管材，同时也要加强对小型石油化工企业的监管，防止它们在工艺管道选材上偷工减料，以次充好。

3石油化工装置工艺管道安全设计

工艺管道设计因其重要性，安全永远是放在第一位的，它的设计必须要安全且便于操作。进行相应设计时，选用的阀门、管道、管件等构件必须符合要求。对工艺管道的设计应该充分考虑到抗震、抗裂等破坏。一定要对工艺管道高温、失稳、腐蚀性的工作条件有直观认识并将这些要素考虑进设计中去[5]。工艺管道上必须按照相关要求安装安全可靠的安全阀、防爆膜等安全防护措施，同时也要有相应的检查仪表、报警装置。针对自然灾害如：雷电、冰雹等破坏一定要提前有防护措施。工艺管道的几个关键点，例如：取样、废弃物排放等关键点一定要设计相应安全措施。输送高危险介质的工艺管道不可以经过无关建筑，同时多个工艺管道交错处一定要按照相关规定留足距离，热料管不可与易燃料管道相邻，助燃料管道与可燃料管道间距需大于2500mm。工艺管道的连接除特殊情况外，一律采用焊接，输送有毒物质的工艺管道不可用活接口，不同工艺管道的连接点一定要采用高压管道的要求配置阀门。

4石油化工装置工艺管道合理性设计

石油化工装置工艺管道设计的合理性，会对工艺管道的安装和后期维护产生很大的作用，并且有利于石油化工的高效产能，接下来将介绍工艺管道的合理性设计[6]。

4.1工艺管道材料等级连接点合理性设计

在石油化工工艺管道的设计中经常会有不同压力、不同温度的工艺管道的连接点。这类连接点的设计要采用苛刻条件原则，即哪边的工艺管道对管道材料的要求高就采用哪侧的标准设计。

4.2塔与容器的工艺管道设计

进行塔与容器的工艺管道设计时，不仅仅要满足它们的工艺要求，还要考虑到建成后的操作和检修方便。例如分馏塔和汽提塔之间的调节阀一般安装在汽提塔入口位置。

4.3泵与工艺管道的合理性设计

泵是一种回旋机械，当泵嘴受到管道的推力作用时会与转轴发生相对偏移，因此在进行设计时一定要将泵嘴的受力限定在允许的范围内，防止出现安全隐患。

5结语

石油化工装置工艺管道设计关乎重大，会直接影响到石油化工企业的安全和生产效率，且一旦产生安全事故，后果十分严重。因此在进行石油化工装置的工艺设计的时候一定要考虑全面，统筹规划多方面因素，合理的进行工艺管道的设计工作。当然工艺管道的设计人员在进行石油化工装置工艺管道设计的时候一定要有极好的职业素养和职业道德，一定要明白只有设计安全才能保证项目安全，只有这样我国的石油化工装置工艺管道设计才能越做越好。

作者：雷霆 单位：北洋国家精馏技术工程发展有限公司