石油化工装置工艺管道设计的探讨

发表时间:2021/1/20   来源:《科学与技术》2020年9月27期   作者:高城
[导读] 随着石油化工行业的不断发展,石油化工装置工艺 管道的数量也在不断增加,
        高城
        胜利油田华滨实业有限公司
        摘要:随着石油化工行业的不断发展,石油化工装置工艺 管道的数量也在不断增加,在进行管道设计的过程中, 一定要对石化行业的高危险性质进行全面的保障,并对 设计的科学性、合理性进行分析,才能保证复杂的石化 工艺管道有效的发挥出作用,从而实现石化行业的安全 发展。基于此,本篇文章对 石油化工装置工艺管道设计 进行研究,以供相关人士参考。
        关键词:石油、化工装置、工艺管道设计
引言
        石油化工是一个综合性的过程,石油化工离不开 对化工装置的使用,工艺管道设计是石油化工非常 重要的一个环节,设计的合理性关系着管道安装的质 量。从我国石油化工装置工艺管道设计情况来看,还 存在很多问题需要解决,管道工艺设计涉及的内容比 较多,专业性要求较高,任何一个环节出现差错,就 有可能影响整个石油化工的生产计划,在具体的石化 生产过程中,应该重视实践效率,应用现代化生产设 备,进一步提高石油化工的生产效率,保障生产质量 的同时降低生产成本。石油化工对化工装置的选择性 要求不同,化工装置应该具备稳定的运用性能,深化 工艺管道设计,最大程度上保障油品安全。
一、化工工程管道布置注意事项
        化工工程管道布置中需要注意以下问题,一是严格按照基 本流程布置管道。管道的布置以尽量减少占地空间为原则,同 时也要考虑到今后的检修问题;二是化工工程管道布置需要确 保安全性,管道布置不合理易引发相应的安全隐患。管道布置 尽量从地面穿插,避免穿过建筑物或者其他设备;三是选择最 佳的化工工程管道材料,以免管道材料质量问题影响管道的正 常安装和后续使用。
二、石油化工装置工艺管道设计存在的问题
         我国石油化工装置工艺管道设计存在一定的局 限性,还有很大的进步空间,工艺管道设计存在的 问题主要可以包含两个方面的内容:一是工艺路线 设计问题,管道设计中使用到的路线比较多,这就 需要相关工作人员对工艺路线进行一个科学合理的 设计,不少设计者过于片面化,从科学的角度思考 问题并没有错,但不懂得变通,提高工艺路线的安 装要求的同时也间接增加了路线材料使用的风险系 数,而且对于介质的选择也并不合理,有些部件会 对石化设备造成损害,使设备在运行过程中存在较 高的风险。二是工艺过程的安全问题,石油化工装 置工艺管道设计包含的内容比较多,设计流程较为 复杂,每个环节之间存在一定的交互性,不少设计 人员在设计过程中往往容易忽略管道安全问题,在 材料调控这一方面,存在一定的风险系数,大多数 的设计人员并没有重视此类问题,认为无关紧要, 也没有安装安全警示装置,使得石化装置在运行过 程中,一旦出现爆炸或者火灾等事故,无法采取有 效的措施进行管控,使事故更加严重,造成更多的 人员伤亡和经济损失。
三、石油化工装置工艺管道设计的要点分析
        3.1工艺流程
        在进行工艺流程的确定过程中,首先要求企业管理 者要对设计工艺流程的重要性进行认可,并能够在实际 管理工作的开展过程中,积极学习与工艺流程相关的专 业知识,对企业实际需要的工艺管道设计过程进行思路 的设计,并能够有效的对企业生产经营的实际情况进行 管道成本的核算,确定管道设计的工艺流。其次,要能 对管道工艺流程的设计过程中,管道的日常维护费用进 行有效的核算,对选择使用哪一种最有效的工艺设计技 术,能否体现出设计流程中的环保性、节能性问题进行 分析,确定管道设计的工艺流程。最后,在进行工艺流 程的设计过程中,还要对国家相关法律法规等政策进行 学习,在政策标准的范围进行设计工作的开展,并结合 消防设施的应用,对管道内产生的工业三废进行处理, 确定管道设计的工艺流程。


        3.2化工装置
        在石油化工企业的装置设计中,不仅要严格遵 守国家相关法规来确定合理的生产工艺流程,设计 团队还要根据企业的行业标准和实际生产情况来提 高装置设计的安全性。以石油化工企业的储罐设 计为例,70年代以后的储油罐通常设计为内浮顶储 罐,这一设计在常温常压下液体储存方面有着非常 明显的优势,也在实际生产中获得了证明。但随着 化工生产环保要求的提升,储罐环节泄漏的VOCs气 体也进入了工业废气综合治理的范畴,因此将内浮 顶设计改为内浮顶+充氮+VOCs回收似乎成为业内流 行趋势,但这样的装置设计在实际生产中存在着很 多问题,首当其冲就是储罐的稳定性问题。2015年3 月执行的《设计规范》中对储罐的稳固标准做了调 整,单单固定顶储罐的稳固程度就翻了4倍。不少企 业在设计时要求设计团队做内浮顶储罐,还要求充 氮气。设计团队考虑到浮力问题,充氮的内浮顶储 罐由于充了氮气,储罐的浮力更大,固有的稳定性 设计已经不能满足储罐的稳定性需求,设计团队通 过计算来明确锚固螺栓或地脚螺栓的数量和强度, 并与施工团队做好交底工作。
        3.3管道优化设计
        化工工程管道优化设计如下,一是化工工程管道设计需 要严格按照化工工程既定工艺流程进行。工作人员在设计化工 工程管道时需要对其进行架空处理,该处理方式可以在保证管 道质量的前提下节约空间;二是控制好管道之间的距离是化工 工程管道优化设计中需要注意的问题。比如有些化工工程管 道有部分表面是突出的,这样的管道彼此之间的距离应该在 2.5cm 以上,至少为2.5cm;三是化工工程管道优化设计时需 要合理安装管道位置,管道要尽量避免在吊装孔区域和拆卸 区域安装,一旦安装在吊装孔区域或者拆卸区域将容易促使 气体进入管道上方;四是沿地面安装的化工工程管道,需要避 免出现跨越设备或者跨越建筑物的情况;五是管道安装中需要 对其弯曲半径进行重点控制的为固体化工工程管道,通常情况 下固体化工工程管道的弯曲半径与管道直径两者之间的比为 5:1。举例来说,如果化工工程管道直径为6cm,在5:1原则下那 么化工工程管道弯曲半径则为6×5=30cm。对于排放气管道来 说,其优化设备需要严格按照国家既定标准,确保管道布置的 安全性和规范性。
        3.4管道材料
        石油化工装置工艺管道在进行设计的过程中,还需 要对管道材料进行优质的选择。比如,要对管道在应用 过程中不同压力之间转化的环节,使用抗压性能突出的 原材料,才能适应不同压力环境下的管道安全标准。又 比如,要针对管道具体输运的物质进行分析,腐蚀性强 的要选择抗腐蚀性能强的原材料,减少腐蚀的影响,并 要做好防腐处理 ;对温度要求高的要选择耐温性能突出 的原材料,减少温度的影响;总之要根据实际使用需要, 进行安全材质、优质材质的选择,保证管道在应用中发 挥出安全性的效果。还有,在进行管道材料的选择中, 要结合材料成本进行适当的选择,不能贪图便宜,也不 能过分追求价格,要在质量第一的前提下,选择合适价 格的原材料,减少企业的成本投入。并要求在进行施工 的过程中,做好原材料的监管工作,对具体使用的管道 是否符合要求的现状进行监管,减少出现各种不良的现 象,为后期管道的安全使用做好保障。
结束语
        石油化工装置工艺管道设计是一项非常复杂的 工作,对设计人员的专业性要求比较高,在工艺管 道设计中,要根据生产要求和工艺标准进行全面的 分析,将管道设计的理论知识与实践相结合,保障 石油化工装置管道设计的可行性。
参考文献
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