石油化工装置工艺管道设计研究

刘洋张健

河北英科石化工程有限公司天津分公司天津北辰区300400

摘要：近年来，随着我国社会经济的发展，对石油资源的需求也与日俱增，同时，不断增长的物质经济文化也对石油化工装置的工艺管道设计和研究提出了挑战，提出了更高的技术要求。石油化工装置管道的设计和研究是石油产业中的非常重要的一部分，其质量的好坏直接关系到石油能否安全稳定的运输。对石油化工装置工艺管道进行了研究，指出其中设计的关键点，找出其中存在的问题，并提出解决对策，希望可以帮助我国石油化工产业更好地设计出更好的化工装置工艺管道，从而促进我国石油工业更好的发展。

关键词：石油化工；装置工艺；管道设计

石油化工行业在发展的过程中，涉及了较多的管道工程。例如原料传输管道工程、设备连接管道工程、生产排放管道工程等。当前在实际生产发展的过程中，石油化工装置工艺管道设计，对于石油化工工艺的稳定运行，以及企业收益的稳定性影响重大。因此在实际发展的过程中，如何提升石油化工装置工艺管道优化工艺设计，则成为当前影响石油化工行业发展的主要问题。

1、工艺管道设计现状

1.1、工艺流程设计现状

合理的工艺流程设计对工艺管道设计起着很大的影响，既可以避免纷杂的管道设置，同时还能降低投资成本，减少安全隐患[1]。但现在很多基层企业的工艺流程设计存在问题，例如将其他企业的流程原封不动的拿来使用，不考虑自身的实际情况及现实问题，使工作流程不符合国家的法律法规和消防安全规定，对工艺管道的设计造成很大的影响。

1.2、化工装置布置现状

各个化工装置是由工艺管道相连接的，合理的装置布置对管道的设计十分重要。同时化工装置的布置直接影响着工艺管道的后期维护。由于管道数目繁多，分布复杂，其中输送的石油化工原料及产品多为易燃易爆，一旦发生事故，后果不堪设想。一些小型企业为了节约成本，不对化工装置进行设计，造成管道复杂无序，对安全造成很大的威胁。

1.3、工艺管道路线设计现状

工艺管道的路线设计是整个石油化工装置设计的核心内容，国家的相关法规对其做出了具体的要求，但一些企业为了缩短工期，尽快投产，没有按照规定进行合理的管道路线设计，其安全性无法保证。

2、石油化工管道设计应注意的问题

2.1、管道布置管道布置

需要包含管廊附加余量布置，管道安全阀布置，夹套管布置，泵入口管道布置等。在设计石油化工管道的时候，需要根据不同的环境，选择合理的管道布置。(1)管廊附加余量：管廊的设计，行业普遍的做法是留下10%到20%的余量，但是根据目前石油化工企业多年的运行经验来看，管廊设计的余量需要控制在20%到30%之间。(2)管道安全阀：在设置管道安全阀时，要注意其位置应当比泄压总管低，而且阀门的设置高度要合适，能够设置方便工作人员的手动放液阀，定期对管道出现的积液或者其他现象进行检查和维修，防止管道冻结或者是其他事故的发生。(3)夹套管：夹套管对接焊缝的距离应当控制在200mm左右，弯头在1.0DN以上，在安装前要对管内焊接进行严格的破损检测，只有检测合格之后才可以装配外管。(4)泵入口管道：泵入口管道的布置要做到短且直，不会存在气袋或者夜袋现象的出生。

2.2、堵塞问题

石油化工企业在进行生产作业的过程中，管道装置为主要的应用设备之一。在实际应用的过程中，堵塞问题为常见的问题之一。由于排放废液、废渣的浓度过大，或液体内杂质量过大。排放过程中，由于管道空间等方面的问题，使得管道在应用的过程中出现堵塞现状。堵塞现象的出现，使得工艺流程在运作的过程中，出现异常现象。严重时导致管道炸裂、爆炸等其他危险现象。

2.3、合理设计问题

在实际应用中，石油化工装置工艺管道常常会遇到温度和压力变化对管道产生影响的情况，所以对管道的设计提出了更高的要求，所以在设计的时候，一定要保证合理性，不能单纯地考虑工艺要求，还要考虑之后出现故障问题能否方便地进行检测和维修，不能因为维修困难导致损失扩大。还有，在进行压力泵的设计时，要保证不让压力泵长期超负荷运作，否则会产生安全隐患，并且相关设备的设计也应该遵循以上原则，避免在后期运作时出现问题。

2.4、管道支架设置问题

管道支架设置也是石油化工管道设计过程当中的重要组成部分，其关系到整个管道设计的质量，如若管道支架设计存在问题的话，那么，在后期使用的过程当中就会引起整个管道设备的破损，从而影响了管道的顺畅运行，造成石油化工企业发生严重的安全事故问题。(1)石油化工管道的支架设计要沿着塔铺设管线，让其形成一个非刚性的承重支架，帮助分散整个管道在实际运行中的荷重承重量。(2)在实际的管道支架设计中，要尽量减少弹簧架的使用。主要原因是因为弹簧架的成本高，施工麻烦，而且后期运行时还有可能失效。(3)同一条管道上，不宜设置过多的吊架，只要合理的分布吊架的位置，就能够起到支撑管道的作用。

3、石油化工装置工艺管道设计原则

3.1、安全性

石油化工企业在生产的过程中，存在一定的风险性。部分化工物料具备一定的毒性、易燃易爆性。因此在实际作业的过程中，石油化工装置工艺管道设计的主要原则之一即为：安全性。设计的过程中，应根据生产产品的特性，进行对应的材质选择，以及工艺选择，以提升作业的安全性，保障工艺生产的稳定性，促进企业的安全生产质量。

3.2、合理性

石油化工装置设备在运行的过程中，良好的工艺管道设计，能够促进工艺生产的稳定进行。在此过程中，工艺管道设计的原则之一即为：合理性。工艺管道在设计的过程中，涉及了较多的物料配送，废气、废液、废渣排放。设计的主要目的，也为进行工艺作业，以及废料的排放。实际设计的过程中，合理性则是主要的设计原则之一。例如废液、废渣排放管道，应在装置底部进行设计，或高度较低的方位进行设计。以此降低废液、废渣排放的动力需求，通过自重进行排放，有效的提升工艺质量，并且降低作业能耗。

3.3、耐久性

石油化工装置工艺管道在应用的过程中，部分物料具备一定的腐蚀性。腐蚀性造成管材出现了一定程度的损耗现象。严重时造成管材腐蚀泄漏等事故，为了有效地避免此类现状。实际进行工艺管道设计的过程中，管材耐久性则为主要的设计原则之一。耐久性的设计，主要体现在管材防腐蚀、防渗、防锈蚀等方面。以此提升管材设备的应用期限，提升企业投资价值。

4、结束语

在整个石油工程中，石油化工装置工艺管道的设计是最基础但也是最重要的部分。对于工艺管道设计的合理性直接影响着整个石油工程质量的好坏。不对此引起重视，就会在日后的生产使用过程中出现问题。所以，在设计的过程中，一方面要十分注意安全问题，保证整个工程的安全性；另一方面，要合理地设计方案，考虑多方面影响因素，设计的过程中不能遗漏任何一项。最终使得整个工艺管道合理的设计出来，保证石油化工的健康发展。

参考文献：

[1]段子琴.石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计的分析[J].化工管理,2017,(31):84.

[2]陈达.石油化工装置工艺管道设计研究[J].化工设计通讯,2017,43(09):81-82.

[3]夏全义.石油化工装置工艺管道设计研究[J].石化技术,2017,24(09):34.