石油化工装置的设计与安全问题

孟祥龙(江苏斯尔邦石化有限公司，江苏 连云港 222000)

0 引言

石油是一种十分重要的能源和化工原料资源，对于我国经济发展具有重要作用。但石油自身具有的易燃易爆特点，给石油化工生产带来一定危险性和安全隐患。对此，相关石油化工企业需要针对石油化工装置进行科学合理的安全设计，从装置到管道进行有效完善，合理优化工艺路线和流程，从而全面提升石油化工生产过程的安全性和稳定性，有效提高企业自身的经济效益，促进我国石油化工行业的健康发展。

1 石油化工装置管道设计要点

首先，需要对石油化工装置管道设计流程进行确定。相关设计人员在具体开展设计工作时，需要对工作流程确认加大重视，与此同时，相关石油化工企业需要及时进行改革和创新，从而形成新的工作观念，确保变革工作得到有效落实，高度重视石化工艺设计。具体来说，相关企业需要对工艺设计工作的重要性进行明确，保证设计工作和流程的合理性，深入分析施工企业的耗用成本，合理优化工艺，对先进技术进行引进，对生态环境进行充分保护[1]。

其次，相关石油化工企业需要确保装置管道的合理布局。相关设计人员需要严格按照规定内容，对各类工艺管线进行妥善布置，并要对管线距离进行合理控制，从而全面保证管线使用的安全性。

最后，相关设计人员需要合理设计工艺管线流程。对于管道设计工作的时间相对较少，而且设计人员数量则较多，因此工作人员需要保持有效合作，从而使工作效率和品质得到提升，完善管道设计方案，确保相关设计工作得到有效开展。通过优化设计，可以使施工时的错误问题得到减少，并有效保证工作品质。除此之外，相关企业还需要有效开展消防性施工，保证调度统一和指挥集中，从而预防出现火灾问题，全面保证管道的安全运行[2]。

2 石油化工装置管道设计的安全隐患

对于石油化工的生产加工过程进行分析，其原材料为石油，而石油具有易燃易爆的特性，相关副产品同样具有该特性，所以在具体生产和加工过程中，容易由于爆炸和起火等问题造成安全事故。在装置的具体运行过程中，当原材料和可燃体育明火相遇后，将会诱发火灾。而且一旦易燃类粉尘和气体超出空间安全密度允许范围，也将会产生爆炸事件。此外，在石油化工生产期间，气体以及可挥发性类液体容易给相关工作人员造成急性中毒事件，进而给人员的生命安全带来严重威胁。

对于石油化油装置设计中出现的问题进行分析，其产生原因具体包括以下几个方面。

首先，应力破坏。此问题将会导致装置管线出现损坏问题，进而导致液体、气体以及粉尘等出现跑、冒、滴、漏等问题。比较常见的应力为温度应力，一旦长时间使用化工装置和金属管道，将会导致其温度发生变化，进而产生热胀冷缩现象，造成金属位置的疲劳，最后产生裂缝问题。与此同时，当材料与低温气体长时间接触，或者长时间保持低温液体状态，由于其自身缺少韧性，进而也会导致装置管道发生断裂，最终对石油化工的安全生产运行产生影响[3]。

其次，腐蚀性损坏。多数石油化工管道装置在辅助性输送原材料、燃料以及废水时，主要采取地下敷设方式。石化工艺装置的系统运输物质由于存在电解质，因此在发生反应会对管道化学反应稳定性产生影响，对管道产生相应的腐蚀问题。化工管道材质属于合金材料，在对该类物质进行运输时，很难抵抗硫化氢和氯离子等腐蚀性物质的侵害，因此也会产生相关的管道腐蚀问题。

最后，密封性失效。在石油化工的实际生产运行中，相关装置管道往往保持密封状态，从而降低能源损耗，并对粉尘、废气等的不规则排放进行有效阻止，确保装置运行具有良好空间，所以对于化工生产装置管道而言，密封性是十分重要的一项因素。如果出现密封性失效问题，将会导致粉尘、废气的不规则排放，同时还会溢出油气，进而产生相应的安全隐患[4]。

3 石油化工装置管道设计安全性

3.1 严格执行法规规范

在石油化工装置管道的设计过程中，相关设计人员需要严格执行法规规范。具体来说，在装置管道设计方面具有相关的法律法规和规范要求，这是需要设计人员严格遵守的重要内容，通过按照具体的规范和要求开展设计工作，可以进一步保证管道设计的科学性、合理性以及规范性，从而满足相关设计标准，为装置管道的安全运行打好基础。

3.2 设计安全的工艺路线和流程

首先，对石油化工装置工艺路线进行安全设计。在开展此项工作时，需要先对物料安全进行设计。在石油化工装置运行过程中，生产物料是必要成分，除了原油供应具有的危险性较大时，石油化工装置运行时的相关生产资料也有着较强危险性，而且相关辅助物料具有较多选择，因此需要充分考虑其安全性，从而有效降低石油化工装置运行的危险性。与此同时，还需要简化工艺条件。想要使原料成为合格产品，并在市场中流入，需要对石油化工装置进行有效利用，同时还需要经过物理流程的有效处理，因此其也是石油化工生产过程当中的主要流程，对相关石油化工装置的要求较高。在具体生产过程中，石油化工装置往往需要经过复杂加工流程，从而保证产品满足标准。由于其生产工艺和加工的复杂性，因此给石油化工装置安全性能也造成了严重威胁。

其次，需要对石油化工装置的工艺流程进行安全设计。由于石油化工产业工艺流程的复杂性和系统性较强，因此在设计流程安全时，需要对系统的整体性进行充分考虑。在设计系统安全设置的过程中，需要考虑系统可能存在的异常现象，并合理制定紧急预案。与此同时，由于石油化工产业火灾和爆炸等事故具有较高发生概率，所以需要定期检查工艺流程，并建立起长效检查机制，从而使事故发生概率得到降低。

最后，石油化工产业属于流体加工产业，因此需要高度重视泄压问题，对加工系统和管道流体的压力进行实时监控，并设置自动泄压阀，确保压力值能够维持在安全范围以内。

3.3 设计安全的装置布置

在对石油化工装置进行布置设计时，除了需要按照相关法规对生产工艺流程的合理性进行确定以外，还需要结合行业标准以及企业实际生产情况进行考虑，从而使装置布置的安全性得到有效提高。在具体布置石油化工装置时，需要充分保证科学性和合理性，确保各个管道能够得到有效衔接和合理布置，从而进一步满足实际生产需求，并保证生产安全性。

3.4 设计安全的管道路线

在石油化工的实际生产过程当中，管道设计对装置应该稍短，但由于管道路线较长，而且需要在多个区域跨越，对原材料、生产线以及产品输出线等进行衔接，因此往往需要许多人员参与，这对人员之间的配合和衔接提出了较高要求。为了使石油化工企业管道设计质量得到提高，使管道设计出错率得到降低，需要使管道设计安全性得到有效提高，同时相关工作人员也应各司其职，认真完成自身工作任务。除此之外，还应对计算机模拟技术以及BIM技术等进行应用，从而有效建立仿真模型和进行模拟计算，使管道设计质量和准确性得到有效提高[5]。

3.5 设计安全的管架工艺

一般情况下，石油化工工艺管道需要能够有效预防冰雹、雷电、雨雪等恶劣天气情况，而且在操作上还需要相对简单。这需要设计人员需要对管架工艺开展安全设计工作，在具体设计时，首先需要选用具有较高强度的管道材料，并要按照我国相关标准开展管道的设计、安装以及运行等工作。而且在设计管架时，需要保持其整体结构的稳定性，确保能够对管道进行有效支撑，从而提升管道运行期间的安全性。而对于管架各连接部位，则需要有效采取焊接手段，使用无毒介质作为接头，在有效连接管道的同时，增强管架的整体设计安全性。

3.6 选用合理的管道材料

在石油化工装置管道的设计过程中，材料选择是十分重要的一项内容。对此，相关设计人员需要严格按照标准和要求对管道材料进行选择，同时还需要结合实际情况来选用材料。相关工作人员需要在对各项因素进行综合考虑之后，对管道材料的采购计划进行合理制定，而在具体采购材料时，还需要对供应商资质进行审核，以此来保证管道材料质量，确保满足相关安装要求。对于管道材料选择，设计人员需要从经济性、安全性以及质量等角度进行全面分析，从而充分保证石油化工装置管道的安全运行。

4 结语

综上所述，相关设计人员在对石油化工装置开展设计工作时，需要从安全角度进行充分分析，并了解企业产品的基本生产需求，掌握企业安全运行基本情况，从而合理完善化工装置安全设计方案。与此同时，相关设计人员还需要应用先进工艺安全设计技术，进一步保证化工装置的安全稳定运行，使企业相关生产活动能够得到有效开展。