摘要：结合实际，对石油化工装置工艺管道设计要点进行解析。首先阐述石油工程管道设计存在的问题，然后再论述石油化工装置管道设计问题现状的基础上，对提高工艺管道设计要点进行论述。

关键词：石油工程;化工装置;工艺管道设计;设计要点

引言

石油化工生产是一个复杂的过程，其主要通过各种工艺装置进行蒸馏、裂解、加氢、换热、加压等工艺过程实现，而连接各种工艺装置的“动脉”就是工艺管线，其重要性不言而喻。工艺管线设计所涉及的内容较多，设计水平的高低直接影响着投资成本的多少、工艺管线运行的安全性、使用操作过程中的合理性、检维修时的便捷程度。

1石油化工装置工艺管道设计存在的问题

石油化工装置工艺管道设计时存在很多的问题。根据工程实例，从实际情况分析，其问题具体包含下述几点：

一是工艺管线流程设计及设备平面布置的合理性。如果工艺流程设计混乱，设备布局未统筹考虑，将会大大增加项目的投资额度、占地面积并且会给施工、运行及检维修过程中一定的危险及不便。

二是工艺管线运行的安全性。石油化工管线中运输的介质常为有毒、可燃、高温高压的介质。如果发生泄漏将会导致火灾、爆炸、毒害等危险。

三是工艺管线运行的经济性。工艺管线在石油化工生产装置的投资中占有不小的比重，合理的设计能够有效地减少投资。

2石油化工装置工艺管道设计的要点分析

2.1工艺流程及设备平面布置

2.1.1工艺管线流程

工艺流程是工艺管道设计的根本，科学的工艺流程才能保证工艺管道设计的顺利进行。在工艺流程设计中，首先设计人员需要明确所设计石油化工装置的功用，设计合理的原则流程图，在原则流程的基础上结合规范及法律法规调整出最佳的工艺方案。在条件允许的情况下优先选用先进的工艺，减少不必要的投资、能耗及三废排放。先进的工艺流程和设备不但能够大大减少项目的建设投资，而且还能够降低装置后期运行时的能耗。例如采用铑催化剂的丁辛醇合成工艺具有反应容器小，产率高能耗低，反应温度低，原料消耗少等优点。

2.1.2设备平面布置

石油化工装置的设备平面布置是进行工艺管道设计的基础，优秀的设备平面布置能够大大减小工艺管道设计的难度。同时在后期装置运行期间方便操作人员的操作、巡检及减小检维修期间检修人员的难度。例如，常减压装置常设置有冷换框架，将大量换热器统一布置在同一位置。这样的布置不但有利于工艺管道的整体布置，方便设计配管;而且区域内设备均为换热设备，方便了操作人员对设备的巡视检查;此外在检维修期间，维保单位可统一安排检维修作业，对换热管束统一进行吊装清洗，减少施工作业时间和难度。

2.2工艺管线运行的安全性

2.2.1管道材质

石油化工装置工艺管道的选材需要结合工艺介质特性、管道的操作压力及温度、环境因素等，注重材料与生产工艺的匹配。比如在工艺管道中的压力处于不固定状态时，其选择的管道材料理应以耐压性较强类材料为主，其配套使用的法兰、垫片及紧固件等辅助设施也同样要求具有良好的承压性能，以避免发生泄漏等事故。同时，管道材料的合理性还需要考虑介质的操作温度、腐蚀性等因素。比如，在-45～-100℃的操作条件下，可以选用低温钢无缝钢管;当介质中游离氯离子含量较高时，应避免选用不锈钢管道，避免管道腐蚀。

2.2.2管道应力

在动设备、热力管道设计中应充分考虑管道应力，避免管道运行时，动设备管口或管道内部应力过大，使得设备损坏或者管道焊缝因应力过大破裂。比如泵的管嘴在收到管道推力时，转轴会产生一定程度的偏移。在管道设计时，应尽量减少泵嘴的受力，保证受力大小在规范或厂家允许的范围内，从而减小转轴的偏移，保护设备。蒸汽管线运行时，常因为热胀冷缩现象，导致管道的焊缝处应力较大，为避免焊缝应力过大破裂，可以通过调整支架类型和位置、设置门型补偿器或球型补偿器等措施减小焊缝应力，保证管道运行安全。

2.2.3焊接工艺

在工艺管道中，管道的焊缝是管道中较为薄弱的一环，如果不能够选用合适的焊接工艺，就无法保证管道的焊接质量，使得管道的运行寿命无法达到设计要求，给整个石油化工装置带来较大的风险。例如，由于“渗氢”现象的存在，输送氢气的碳钢管道易出现“氢脆”现象，氢气管道在施工完成后需对焊缝要进行消氢处理，使得管道焊缝处的氢迅速溢出，降低焊缝及热影响区的含氢量，防止产生裂纹。

2.3工艺管线运行的经济性

2.3.1管道材质

工艺管道的材质不但对工艺管线的安全性有重大影响，其对工艺管线投资的影响也不可忽视。如果一味的提高工艺管线的材质标准或厚度，固然能够确保工艺管线的安全，但是也会大大提高投资额度，降低经济效益。所以在管道材料选用标准上应该经济与安全两者并重，两相结合才能选择出合理的材料。例如，烧碱溶液的管线可以选用碳钢材质或者不锈钢材质，其中碳钢管道的价格约6000元/吨，不锈钢管道的费用高达约1万元/吨，两者单价差距巨大，当选用碳钢材质时，仅需对焊缝进行热处理，降低焊缝处的应力，避免“碱脆”现象即可。

2.3.2防腐保温

工艺管道的防腐保温也是管道设计的重要一环，选用合适的保温材料、厚度以及防腐要求，一是能够减少后期检维修时的重复投资，并且对管道具有良好的保护作用。例如，新型的丁晴橡胶类保冷材料，虽然其单价较高，但因其柔韧性相比于传统的泡沫玻璃等材料具有便于施工的特点，减少了施工费用及施工工期。且其使用年限较长，减少后期更换保温材料的费用。

3结语

综上所述，石油化工装置工艺管道设计内容较多，内容复杂，是石油化工设计中不可或缺的一环，设计人员应予以重视。需要设计人员从整体出发，统筹考虑，根据规范标准要求和地方法规，在控制好成本的情况下、保证管道设计的合理性、实用性和安全性。与此同时设计人员也要不断提升自身专业素养和技术水平，学习相关理论知识，让其更好地运用到工作当中。只有这样自身的设计水平才能提升，石油化工企业的日常生产才能顺利开展，我国的石化行业才能可持续发展。

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