石油化工装置工艺管道设计的可行性

摘 要：石油化工装置工艺管道设计在化工厂中占着重要地位,其设计的合理性对整个石油化工管道的工作都会受到严重的影响,因此保证石油化工装置工艺管道设计的可行性和合理性具有重要的作用.下面本研究主要对管道材料与等级分解的设计、管道与阀门布置、塔与容器管线设计、冷换设备管线设计以及工艺管架设计的合理性进行分析,以供参考.

关 键 词：石油化工装置；工艺管道；可行性

引言：管道工程作为石油化工装置的重要组成部分,在石油化工中具有重要作用.管道不仅将各类设备以及系统设施连接起来,形成一个完整的整体,而且还是运输各种流体的保障,起到保护资源以及保护环境的作用.长期以来,石油化工装置中由于管道阀门泄露所引起的爆炸、中毒事故时常发生,不仅损害了工作人员生命,而且还造成了资源的巨大浪费.追究这些事故发生的原因,大多是由机器腐蚀、管道设计不合理造成的,鉴于此种问题,必须对石油化工装置管道进行合理设计.

1.管道材料与等级分解的合理性

石油化工装置中由于高压系统以及低压系统在压力与温度上存在着明显差异,因此,在连接高压系统以及低压系统时必须按照低压关闭管路的等级进行分界点的划分.若没有特殊情况,按照P&ID对节限进行明确的划分,若有特殊情况,则需要根据当地的实际情况进行相应的改变,正确划分界点以及界线.等级分解一般分为以下三种情形：

其一,压力的等级相同,但材质不同,如下图1所示：

其二,材质相同,但压力等级不同,如下图2所示：

其三,压力等级以及材质均不相同,如下图3所示：

由上图1可知,一般情况下,法兰与垫片采用低材质,螺栓以及阀门采用高材质；由图2可知,法兰,垫片,螺栓以及阀门必须采用高等压；由图3可知,法兰与垫片则使用材质为a的高压等级,而螺栓以及阀门则采用材质为b的高压等级.

2.塔与容器管线设计的合理性

石油化工设置中,对于塔与容器的管线设计应充分考虑其设计原理以及工艺中的特殊要求.主要分为分馏塔与回流罐之间的管线布置、分馏塔与汽提塔之间的管线布置.

1）分馏塔与回流罐之间的管线布置：当分馏塔的塔顶压力采用热旁路控制时,必须充分考虑热旁路短而无袋形的出现,将调节阀应设在回流罐的上面位置.

2）分馏塔与汽提塔之间的管线布置：在一般情况下,分馏塔中应有调节阀组,该气阀组应靠近汽提塔进行安装,进而确保调节阀有足够的液柱.

3）在对汽液两相流的管道进行布置时,管道上的调节阀应最大限度靠近接收介质的容器布置,达到降压管道的压力,杜绝管道出现震动现象,同时管线不可随意敷设,必须根据实际情况进行相应的设计.

3.管道与阀门布置的合理性

管道与阀门的布置应从采样点的设置以及蒸汽吹扫管线的设置这两方面进行分析：首先,采样点的设置.必须满足相关工艺的设计要求,将其设在主管上,并且在分支前方,避免在死角位置进行采样以及水平管的底部,需要确保采集到的样品具有代表性.

其次,蒸汽吹扫管线的设置.该管线在化工设置中是较为普通的管线,其主要目的是为了发现以及判断漏洞,对于不同的工艺管线应连接蒸汽吹扫线,采取此种方式进行安装的优点为若其中一支管发生泄漏时,可以将该关闭该支管上的切断阀,不会影响其他的分支管体蒸汽总管的正常运行.

4.冷换设备管线设计的合理性

石油化工装置工艺管道设计过程中,冷换设备管线的合理布置明显不同于其他任何一种工艺设备,其具有很多十分复杂的工艺因素,因此,在对其进行操作、检修以及管道热应力过程中,必须对这些机械化因素进行详细检查.（1）关于逆流换热.冷换设备的冷水走管程一般是下入上出,以便发生故障时,换热器内存有一定量得水,不至于里面的水被排空.（2）关于安装的净距离.在冷换设备换热过程中,为了对其检测方便,通常将换热器进出口处得管线及阀门法兰与设备的封头盖法兰留有相应的净距离,通常情况下,为了给拆卸提供方便将其净距离设为310mm左右.（3）关于热应力.在冷换设备合理布置过程中,一般将换热器的固定点设置在管箱的端部,就连接头端管嘴的管道也必须根据换热器热涨导致的位移影响进行充分考虑.

5.工艺管架设计的合理性

1）减少管道与支架之间的相对位移.由下图10所示：左边蒸汽管道中,主管道旁一般都有排水小管,若将A点当做支面上的支架,由于垂直管段容易发生膨胀,就会阻碍弹簧的向下移动,进而使设备受到损害.因此,鉴于此种问题,其正确的设计方法应为右图所示：将支于地面上的支架设在主管上,同时支架随着主管架一起升降,这样一来,就减少了管道与支架的相对位移.

2）管架的设置若合理,还能够减少浪费现象,由于弹簧架的弹性时间久了就会失去弹性,因此,进行管架的设计时最大限度减少弹簧的支架的使用.

3）管线的敷设.沿塔敷设的管线一般情况下只设置一个承重支架,并且支架距离塔顶应有焊接线,如果一个承重支架荷重过大时,可以设置另外一个支架,该支架应设置弹簧支架,并且每隔一定间距就设置导向支架,若塔回流线与塔壁之间的温差较大时,所产生的身长量也比较大,在水平管段上的第一个支架应垂直拉移,设置弹簧支架,当L较长时,若有足够相对身长量时,也可以设置导向管卡.

三、结束语

总而言之,石油化工装置工艺管道设计是一项较大的工程设计,不仅需要人际人员掌握专业知识,而且还需要设计人员具有创新意识,在管道设计中能够根据实际情况,设计合理的管道,才能够确保石油化工管道的安全性,最终保证化工设备的正常运转.