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摘要：本文对石油化工装置管道工艺设计问题进行了探讨，文章从阐述石油化工装置管道工艺设计特点入手，进一步分析了石油化工装置工艺管道设计中存在的问题以及石油安装过程管道设计的关键内容，最后提出了石油化工管道的合理设计措施。
关键词：石油化工装置；管道工艺设计；特点；问题；关键内容；设计措施
前言
石油化工产品是现代社会运行、企业生产、群众生活难以离开的重要资源，其安全性与高效性也在很大程度上影响了生产的顺利进行。在石化产品的生产前，需要对石油化工装置、管道、工艺等进行科学设计，确保石油化工企业厂区总体布置、工艺管道设计及工艺流程的科学、合理性。并严格按照工艺管线设计施工、落实消防施工任务。
1.石油化工装置管道工艺设计特点
1.1设计复杂且工期较短
与一般的产品设计不同，石油化工装置管道工艺设计具有几个较为突出的特征，首先表现在其设计时具有的复杂性，因为化工厂的设计一般涉及的生产设备较多、运输物料管道数量、压力等级、类型多样、物料的性质各异，且大多数较为危险，因此要在短期内对这一系列要素进行全面的统筹性设计，无疑具有一定的难度。其次是工期短，某些化工企业单位为了能快速占取市场，增强自身的竞争力，严重压缩工期、迅速生产，加快产品的面世过程，还可能采取工艺研发与设计二者同步进行的方法，这就可能导致企业单位内设计与生产流程混乱的问题，工艺的技术安全性得不到保障，进而使得设计上存在很大的安全隐患。
1.2专业性与综合性强
为了妥善完成化工工艺的设计，必然会组成一个具有工艺、结构、建筑、给排水、仪表、电气、机械设备等不同专业的工作团队，由其负责各方面的设计工作，这就体现了设计的专业性要求。不仅如此，因为它不仅涉及到与化学有关的知识，还涵盖了结构、建筑、电气等的理论知识与操作技术，这就要求参与设计的工作人员具有一定的专业水平并且对所涉及的各专业基础知识有一定的了解，才能使不同领域的技术人员设计时达到紧密合作，共同落实好设计任务。
2.石油化工装置工艺管道设计中存在的问题
2.1工艺管线设计问题
在管道的设计过程中，工艺管线的设计是一项具有关键性意义的内容，设计人员必须站在先进技术的出发点对管线提出更加安全可靠、环保经济的要求，确保所选择的管线足够科学合理，其所使用的材料达到要求且介质不会对生产设备形成严重的损伤，进而实现安全生产。
2.2工艺过程的安全
在对石油化工设备管道进行长期设计时，许多设计人员会忽视了控制安全的重要性，从而在管道防护做的不够充足，材料的选择不够合理，且在作业现场未能树立必要的安全警示等标志牌。如此，在石化生产的全程中，如果发生管道泄露或现场发生火灾问题时，就会因为缺少严格有力的安全防护措施，导致灾难蔓延，最终引发严重的人员伤亡，使得企业单位不得不因此承受巨大的经济损失。
3.石油安装过程管道设计的关键内容
3.1流程确定
在管道进行设计时，首先要有科学的流程做指导，因此相关的石化公司首先需要对流程的制定保持高度重视，通过全面的现场调研与项目分析，明确化学生产需要，并严格按照从小试到中试再到工业化生产过程。根据化学反应特性进行热力学分析，对工艺流程做HAZOP分析，进而针对性地完善流程方案，为后期工作的顺利展开提供可靠基础。同时施工单位还应做好与之相关的成本控制工作，实现生产效益的最大化。
3.2石油化工企业布局合理
一般来说，只有在石油化工设备得到科学布置的前提下，才能确保石化工艺管道设计的安全与合理性。在管道和设备布置过程中，设计人员必须严格遵从行业、国家颁布的相关设计规范性文件。确保管线之间距安全距离，并提升设备布置的科学、合理性。
3.3工艺管线设计流程施工
从石油化工生产的实际情况和管道设计复杂且工期较短等重要背景下来看。为了确保工艺管线能够按照设计要求井井有条地布置于现场、繁琐流程得到有序展开，就需要加强现场管理，采取科学的设计理念与手段，并且通过强化管理，实现高效设计目标。
3.4消防施工
由于石油化工产品的生产本身具有较高的危险性。一旦产品在非正常生产过程中得不到有效的控制，就很可能会导致管道或设备中的物料泄露引发火灾、爆炸等问题，因此在管道设计过程中就应做好相关消防防护施工，也是必要的。为了从源头上遏制火灾蔓延的风险、并且在检测到火灾发生后采取有力措施，就需要在生产作业现场配备足够的消火栓、灭火器等消防设施，确保一旦有火灾等发生，能够迅速被有力的控制下来。
4.石油化工管道的合理设计
4.1管道及其附件材质和压力等级的合理性
对于石油化工设备工艺管道设计工作来说，如果将其与高压设备相连时，我们管道耐压等级必须相应提高，管道流通的介质同时还具有强腐蚀、高毒等性质，那么管道及其连接附件要求也相对提高一个等级（对于高毒物料耐压等级至少达到PN25要求）；如果连接设备压力较低，腐蚀性及毒性较弱的，管道及其连接附件可稍微降低要求。设计时还需根据工况选择合适的管道附件连接方式，剧烈循环工况下应当选用带颈对焊法兰或整体法兰，不应使用板式平焊法兰、螺纹法兰、对焊环松套法兰和平焊环松套法兰，对于可能发生缝隙腐蚀或者严重腐蚀的场合，禁止使用螺纹法兰和承插焊法兰。只有当管道及其附件的材质与压力等级同时满足设计要求时才能确保工艺的安全可靠性。
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图1 法兰
4.2管路及阀门的合理性
在对管道和阀门进行设计时，采样点的设置与冲洗管线的设置是非常重要的两项内容。其一，采样点设置，在管道上取样点设计时一般考虑，从主管线上引一条支管再回到主管道上，取样前先自身循环一段时间确保数据的准确性；其二，冲洗管线方面，设计人员一般会选择用蒸汽对管道进行清洗，避免出现管道和阀门意外泄漏原料、产品的问题，进而确保运输效率与质量，避免带来不必要的经济损失和资源浪费。
4.3换热管设计的合理性
在石油化工设备的工艺管道设计中，换热器的换热管是一种不同于其他工艺设备的管道。它包含许多因素，在设计过程中极其复杂。首先换热器一般都是选用的水作为冷媒，并且设计时一般水走换热器的壳层，减少因换热器出现裂缝使得物料流到现场，危害工作人员。其次，换热器设备与管道中的法兰应保持一定的安全距离，这称为“净距离”，而这种净距离之间的间隔不小于300mm，并且不超过350mm。最后，为了保证冷交换器设计的合理性，换热器的换热形式通常采用逆流换热，并且冷媒的进口应设置在管线的末端，以保证热量通过换热器前端沿管道排出。此外，为了保证换热器设计的合理性，还应充分考虑热膨胀引起的设备偏移。为了解决这一问题，换热器筒体和管道连接的部位应设计成能有效向上移动。
结语
综上所述，加强对石油化工装置管道工艺设计问题的探讨，意义重大。相关工作人员需要明确石油化工装置管道工艺设计特点——设计复杂且工期较短、专业性与综合性强等；同时把握设计中存在的不足——包括工艺路线设计、工艺过程的安全等，在此基础上提出石油化工管道的合理设计措施，确保管道及其附件材料和压力等级的合理性、管路及阀门的合理性、换热管设计的合理性。
参考文献：
[1]景生华.石油化工装置工艺管道设计的合理性探讨[J].化工管理，2018（23）：86-87.