石油化工装置工艺及管道设计

ＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ　ｌＮＦ０ＲＭＡＴ１０Ｎ　工业技术　石油化工装置工艺及管道设计　崔阳　汪建军　高兆宽　（信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司　陕西西安　７　１　０　１　００）　摘要：随着我国经济的快速增长，我国对于石油的依赖性越来越大，可以说石油化工行业的发展推动了我国经济的发展，也使得石油化　工行业本身得到了较快的发展。石油化工行业中装置工艺以及管道设计是非常重要的，直接关乎着石油化工的安全生产。　关键词：石油化工　装置工艺　管道设计　中图分类号：ＴＥ６８２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２－－３７９１（２０１４）０３（ａ）－００９２－０２　１石油化工装置设计概况　存在安全隐患。还有一些基层企业将废气、　２．４管架设计　石油化工企业的管道是通过管架来支　石油化工装置设计主要包括工艺、管　废液、废渣直接排到外界，通常石油化工生　道、设备以及公用工程设计等。其中工艺设　产过程所产生的这些废物都是有毒有害而　计是龙头，石油化工管道中存在的大多是　且易燃易爆的，随意的排放不仅触犯了相　易燃易爆的危险物质，通常一些基层石油　关法律法规，有悖道德认知，而且存在安全　化工企业没有工艺设计人员，难以考虑实　隐患。此外，部分基层企业简化了国家标准　际情况，只是一味模仿其他企业较为粗犷　设计中明令规定的防火防爆等安全设计装　的工艺路线，这就容易使得这些危险物质　置，这使得在发生爆炸或火灾等突发事件　出现泄露，形成安全隐患，严重时还可导致　时不能够及时实施有效的应急措施。还有　爆炸。　一些企业急功近利，盲目引进国外的工艺　在石油化工行业中对于管道设计的要　路线及生产技术，没有对其在国内应用进　求是非常严格的，而影响管道设计的因素　行安全性评估及检查，没有考虑国内外的　较多，如：管道设计压力、温度及管道内部　具体生产条件差异，一味地生搬硬套，其效　流体性质等。通常石油化工行业为了得到　果并不理想。　更高的经济回报就会较密集的布置管道，　２．２装置布置　而考虑到石油化工行业的管道众多，管道　装置布置设计是石油化工设计中的一　的合理设计对于工业生产和安全都是非常　个重要环节，直接决定着后续管道布置设　重要的。为了使得石油化工的管道布置合　计的繁简程度及整个装置单元投产后操作　理有序，对于管道交错部分应该更加重视，　运行维护的方便程度。石油化工企业中的　防止交错部分出现故障而导致多条管道无　管道数量众多，分布较集中，其弊端就是增　法正常运行。　大了控制事故发生的难度。正规资质的石　本文将详述石油化工装置的工艺及管　油化工企业会采用合理的设备布置方式，　道设计存在的问题以及石油化工装置工艺　严格按照工艺流程方向依次布置设备，这　及管道避免出现设计缺陷的防范措施。　样的设计不仅保证了管道布置流畅，而且　充分利用了管道长度，降低了管道投资成　２石油化工装置工艺及管道设计存在的　本，同时也使得管道的使用安全得到了保　问题　障…。相比之下，基层的石油化工企业为了　石油化工装置工艺及管道设计的主要　减少工程投资就没有聘请专业资质的工艺　环节包括工艺路线设计、装置布置、管道路　设计人员，其设备布置冗杂错乱，在事故发　线设计、管架设计、材料控制等，而设计中　生的时候会导致较大的连锁灾害，严重影　的问题则存在于上述各个环节，下面将进　响了生产的安全性。　行详述。　２．３管道路线设计　２．１工艺路线设计　管道路线设计是整个石油化工装置管　每种石油化工产品都有多条生产工艺　道设计的重中之重，但目前一些基层企业　路线，不合理的工艺路线设计选择，不仅影　在管道路线设计上还是没有按照国家的相　响石油化工产品的品质，而且会使管道设　关规定和标准执行，管道路线布置不合理，　计更加冗杂，直接导致投资成本增加、形成　给管道的安全运行埋下了潜在隐患。管道　安全隐患。一些基层企业为节约成本没有　设计的安全性涉及到多个方面，其合理性　进行相关的设计，而是照搬相似企业的工　直接关乎着石油化工装置的安全性　】。当前　艺模式，从而由于未深入设计，导致没有考　国家在管道设计方面虽然有着严格要求，　虑细节情况和设置安全设施，这些石油化　但部分基层企业却没有严格执行国家标　工企业生产效率低，产品质量差，很多地方　准，没有进行管道安全措施的设计。　９２　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　撑的，这样可以明显提高管道的稳定性。但　在目前管架的设计过程中，存在着设计支　架类型简单单一的情况，这样虽然在设计　方面可以大大简化，但不能满足管道管路　系统长期运行稳定性的要求。如：用较多的　弹簧架在长时间的使用过程中会使得弹簧　的质量出现问题。此外，有些设计未考虑管　道与支架的相对位移，从而导致管道及支　架易发生松动，造成安全隐患。　２．５材料控制　由于各个地方的石油化工工艺路线和　装置各异，其使用的管道承载能力也有较　大的差异，各石油化工企业应该结合自身　的实际发展情况聘请专业设计人员进行设　计，依据其生产工艺条件选用相应的设备　和管道材质，这样就可以保证材料满足服　役受载条件和使用温度要求。但目前部分　基层石油化工企业一味模仿其他企业的生　产模式，为节约投资成本随意更换设备和　管道材料，大大增加了其设计的安全隐患。　３石油化工装置工艺及管道设计缺陷的　防范措施　由于石油化工装置的危险性较大，因　此在装置工艺设计过程中要格外针对安全　防范措施进行相应的设计，同时也要对管　道设计中存在的缺陷进行及时有效的防　范，避免发生重大安全事故。下面详述几种　控制工艺和管道设计缺陷的措施。　３．１做好工艺路线选择和设计工作　合理的工艺路线是石油化工项目的关　键因素。石油化工企业以及设计人员应根　据项目的实际情况，考察类似的化工企业，　对比各个工艺路线的优缺点，评估工艺的　安全性，结合建设投资成本、运行成本以及　生产安全性，尽可能选取工艺先进、工艺流　程简单、原料便于取得　避免危险性物质使　用和产生的工艺路线，为石油化工企业把　好安全关、质量关；其次，做好相应的工艺　设计工作，对于行业内明确标定的甲类危　工业技术　￣ＯｌＥＮＣＥ　Ｔ＆　ＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮ一２Ｆ０Ｏ１　４Ｒ　ＮＭＡＯＴＩ．Ｏ０Ｎ圆７．ｌ■－ｅ　ｌ２曩　－　　目前的工艺和管道设计人员大多按照　险性装置区应严格按照国家标准设置防火　的设计组织工作可以明显提高整体设计质　防爆装置和相应的应急反应系统，生成过　量。此外，设计人员还可以采用三维管道设　以往的设计经验进行设计，鲜有重大的创　程中产生的废气、废液、废渣应按照相关环　计手段来提高设计的准确度；减少误差，提　新思维，在设计工作中只是进行简单的套　保要求指标进行处理后达到国家相关环保　高工作效率；设计方案制定后还需要各阶　用传统经验方法，或者直接参考以往的设　部门的处理标准以后再进行排放处理。　３．２做好装置的布置工作　层的主管来对设计方案进行评定，使得设　计数据生搬硬套，这使得石油化工装置的　计方案更加完备。对于设计方案中不合理　稳定性设计中存在着较大隐患，并极有可　工艺设计过程中的装置布置是否合理　的地方要进行及时纠正，还要参考以往的　能导致重大安全事故的发生Ｈ１。设计人员应　直接影响着管道设计的合理性和生产过程　设计案例来评估设计方案的可行性。管道　该多下现场进行仔细勘察，基于实情充分　的安全性。设计人员应严格按照工艺路线　设计是一项综合性较强的工作，其需要团　了解实地工况，实事求是，选取可用数据进　石油化工装置的安全性主要与工艺和　方向布置装置，合理分配装置资源，优化装　队配合才能设计出更好的方案，因此如何　行相应的创新性设计。　置分配空间，加强装置布置设计中的安全　提高团队协作能力是目前管道设计人员所　设计布置，这是由于石油化工项目存在很　面临的主要问题之一。　管道设计有关，因此，工艺和管道设计人员　一多危险性物质，设计人员应严格按照国家　３．４合理的管架设计　规范标准设置装置之间的安全距离，杜绝　定要具备较高的职业素养和岗位责任　首先，管架设计中所采用的弹簧架比　感，这样才能使得我国的石油化工装置设　间有限，长时间的使用弹簧架会使得弹簧　的质量出现问题，因此，要减少弹簧架的使　参考文献　用频次，同时在使用过程中应该及时探测　［１］李器．关于石油化工装置工艺管道设计　经验主义的工作作风，在设计中严格遵守　普通的支撑架更加稳定，但是其使用的时　计更加规范、更加安全、让社会更加放心。　安全设计准则，尽量将危险性较大的设备　布置在一个区域。　３．３做好管道设计的组织工作　一般来说，石油化工的管道设计任务　监控弹簧架的服役状态。其次，管道与支架　的探讨［Ｊ］．中国石油和化工标准与质　量，２０ｌ　３．　重、工期短，因此，在整个的管道设计过程　之间的位移会使得管道发生松动，管道一　骤的顺序，就有可能导致设计时间非常紧　响石油化工装置的稳定性，因此，要减少管　迫，这样就使设计过程变得仓促，难免出现　道与支架的位移。此外，沿塔铺设管道，这　中，如果没有能够统筹规划好各个设计步　旦松动就会使得相应的机器发生故障，影　【２１穆柯，张博．石油化工装置工艺管道设　计探讨【Ｊ】．中国石油和化工标准与质　量，２０ｌ３．　某些未能及时发现的设计不合理之处，同　样不需要较多的承重支架，可以节省工程　［３】马峻．结合实例分析石油化工装置工艺　时由于设计周期较短使得设计人员没有详　施工的资金，沿塔进行铺设管道也会使得　细的审阅设计方案，致使设计方案出现偏　管道的稳定性得到较大的保障，不易松动　生，一定要统一规划，整体统筹，充分协调　道会产生一定的伸缩量［３】，因此要采用管卡　管道设计的合理性［Ｊ】．中国石油和化工　标准与质量，２０ｌ　３．　差的情况发生。因此，为避免上述情况的发　而且节省了管道的长度，但是沿塔铺设管　［４】尹伊君．有关石油化工装置的管道设计　与工艺探讨［Ｊ］．中国石油和化工标准与　质量，２０１２．　各个设计部门，组织好管道设计工作的任　和弹簧支架。　务分配。避免设计人员没有充分的设计时　３．５提升工艺和管道设计工作人员的综合　间来制订更为合理的设计方案，科学合理　素质　（上接９１页）　（４）放空系统投用。　当初始条件满足时，向ＤＣＳ发送初始化　终止剂加完，关闭所有阀门，防止高压Ｎ：通　　信号，此信号作为批量控制程序自动进行　过管线进入聚合釜造成压力持续升高。２．３控制基本要求　２．３．１终止剂加入过程　条件之一。初始化条件：（１）所有终止剂罐液　位保证满罐。（２）罐压力达到Ｉ．５　ＭＰａ。（３）与　３结语　当生产中出现事故需要停止聚合反应　聚合釜连接处的管线压力低于０．１　ＭＰａ。（４）　全文对ＥＳＤ系统结构组成，联锁设置以　时，由自动控制装置或操作人员手动加入　终止剂罐出Ｉ＝ｌ管线上手阀为开信号，倒淋　及工艺原理等内容加以阐述，与ＤＣＳ之间　终止剂。终止剂加入共分两步：第一步　阀为关信号。（５）程控阀回迅为关信号。以上　的通信也作了介绍。２０ｌ　３年５月完成改造后　ＥＭＧ２信号产生时，靠近聚合釜的柱塞阀打　任何条件不满足，聚合反应批量控制程序　的聚氯乙烯装置ＥＳＤ系统完全顺应了当今　开，并行的两个切断阀只打开上面一个，当　不能起动。　安全生产的发展要求，为生产装置的稳定　液位下降到一半时再关闭它。第二步按下　２．３．３报警信号设置　运行提供了保障。　ＡＤＤ按钮打开另一切断阀，剩余的终止剂　终止剂罐顶部安装了压力开关，当压力　低于设定值时，发出报警信号，操作人员一　参考文献　全部加入釜内。这里设置两个切断阀的目　的是为了保证其中一个失效时另一个能安　定要检查Ｎ，压力，防止事故发生时终止剂　［１］耿国强，黄鹏．ＥＳＤ在ＰＶＣ聚合装置中　全工作。终止剂加入后，因搅拌器原因终止　压不进聚合釜。在加入点安装压力开关，其　的设计及应用［Ｊ】．聚氯乙烯，２００９，３７　剂不能很好分散时，可手动打开氮气阀，将　作用检查根阀没关死造成釜内压力泄漏。每　（４）：２２—２６．　高压氮气从底部加入点鼓入聚合釜，使终　个终止剂罐装有３个液位开关，顶部液位开　【２】龚义文．安全仪表系统在化工装置中的　止剂与浆料分散及混合，提高终止效率。　２．３．２系统初始条件　关保证正常状态下终止剂满罐，低报时工作　人员应及时补充。底部液位开关低报时说明　应用［Ｊ］．自动化仪表，２０１０，３１（１２）：５０—５４．　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ