化工工艺设计问题浅析

张浩

（山西阳煤化工工程有限公司，山西　太原　030021）

化工工艺设计问题浅析

张浩

（山西阳煤化工工程有限公司，山西太原030021）

通过对化工工艺设计中管道设计压力和温度的确定，阻火器的选择，安全阀设定等易错问题进行分析，找出原因，并提出解决的建议，降低安全隐患。

化工工艺；设计；阻火器；安全阀

近些年来，化工行业有了突破性的成果，对推动社会进步起到了重要的作用。对于化工行业来说，化工工艺的科学设计至关重要，要想设计好化工工艺，不仅仅需要扎实的理论基础，还需要有丰富的实践经验，这样才能够达到预期的效果。一些年轻的设计人员在化工工艺设计中，往往不能找到一个合理的数值，要么存在安全隐患，要么存在材料浪费，这些问题非常的值得研究，本文将围绕一些典型问题进行探讨。

1 管道设计压力和温度的确定

1.1管道设计压力的确定

所谓的管道设计压力，就是指管道在极限的工作状态下，能够正常工作而不发生破坏的最小安全压力。管道的设计压力是否合理对于真个系统的正常运行有着重要的影响。一般来说，在设计的设计中，管道设计压力的确定都会参考这些原则：管道的设计压力一定要小于管道在极限工作状态下能够承受的最大工作压力，否则就会有安全隐患压力；管道的压力到了一定的数值，都会有专门的装置进行泄压，泄压的压力值应该小于管道的设计压力，这样才能够真正的发挥出它的作用；化学装置中的连接管道，其设计压力应该比化学装置本身的压力适当的大一些；在化学装置中，部分管道会用来传送一些沸点比较低的物质，这时候在确定设计压力的时候，就应该参考输送物质静止状态下的最大蒸汽压力；对于离心泵来说，在确定出口管道的设计压力的时候，要参考泵的关闭压力，其数值应该比关闭压力要大；对于往复泵来说，在确定其出口管道压力的时候，必须要确保其泄压装置压力的数值大于其设计压力，这样才能够确保泄压装置在整个系统中的泄压作用；在设计压缩机排出管道的设计压力的时候，要考虑到泄压装置的设定压力和压缩机出口至泄压装置之间最流量下的压力差，其设计压力应该大于这个压力差；真空管道的设计压力应该区分两种情况，分别是有泄压装置的管道和没有泄压装置的管道，对于有泄压装置的管道，应该取最大压差的1.25倍或0.1 MPa的最小值，参考外部的压力情况，对于没有泄压装置的管道，可以直接取0.1 MPa。

1.2管道设计温度的确定

所谓的管道温度设计问题，就是指在化学装置在正常工作的情况下，其管道材料位于设计压力下所达到的温度。管道的设计温度对于整个设备的正常运行有着重要的影响，一般来说，在进行管道设计温度取值的时候，都是参考正常的操作温度，然后在这个温度的基础上根据实际情况适当的增加一定的温度，这就是管道的设计温度，当流体的操作温度大于300℃的时候，一般来说这个增加的温度应该比15℃要大，当流体的操作温度小于30℃的时候，这个增加的温度应该比30℃要大，在流体的温度比0℃小的情况下，这时候的设计温度就可以直接参考最低温度。

2 阻火器

2.1基本分类

阻火器是化学工艺设计中不可或缺的装置，是一个安全保护装置，在系统正常工作的情况下，流体可以顺利的通过阻火器，一旦发生问题，它就能够快速的动作，有效的阻止火焰传播和蔓延，起到安全保护的作用。阻火器有多种分类方法，根据其使用用途分类，主要分为阻爆燃型和阻爆轰型阻火器，根据应用的位置，可以分为管道型和防空型的阻火器，根据其内部的结构，又可以分为波纹型、充填型等。

2.2选用原则

化学管道中在输送易燃易爆气体和气体能够自行分解导致爆炸以及连接明火设备减压后的管道，都应该在管路中合理的位置安装上阻火器。在选用阻火器的时候，一般要遵守这些原则骤：根据使用场所决定采用放空阻火器还是管道阻火器；根据阻火器设置的位置和潜在点火源的方向，确定采用双向型阻火器还是单向型阻火器；根据入口火焰的传播速度，来选用阻爆燃型或者阻爆轰型阻火器；在安装阻火器的时候，还应该考虑到阻火器最恰当的安装位置和管道的布置对阻火器的影响。

3 安全阀

3.1基本原理

安全阀对整个系统起到了压力保护的左右，它的原理是依靠调节弹簧力来控制压力，在一些大压力调节的场合，也会采用先导式的结构，当管道中压力不断升高，升高到大于安全阀的设定压力的时候，安全阀就会动作，系统的压力稳定在安全阀的设定压力，当系统压力低于安全阀设定压力的时候，安全阀不起作用，所以安全阀是管道系统中不可或缺的重要元件。安全阀也有很多的分类方法，根据国标，其可以分为直接荷载式、先导式、带动力辅助式等，根据阀的开启可以分为微启式和全启式，还有一些分类方法，就不一一介绍了。

3.2安放位置

对于安全阀来说，其安放位置非常重要，只有安放在正确的位置，才能够发挥它的作用。当外部的力要比设计压力大、管道的出口有堵塞或者存在突然被关闭的可能性、压缩机和容积式泵的出口管道存在突然被关闭的可能性等，安全阀一般位于它们的出口管道上，一旦压力超过安全阀的设定数值，那么安全阀就会打开进行泄压，就能够保持整个系统处于安全压力下工作，且压力比较恒定。

3.3压力设定

安全阀的压力是非常重要的，压力设定的太大或太小都容易对系统的正常工作造成影响，压力设定的太小，在系统的正常工作压力下，安全阀就可能会动作，这是不必要的，压力设定的太大，则超过系统的安全压力也没有动作，这就起不到安全保护的作用。当一个管道系统中只安装一个安全阀的时候，这时候，安全阀的动作压力就必须要小于系统的设计压力，并且，安全阀的设定压力应该参考系统设计压力的10%和20 KPa，要比这两个数值中大的那个小；有的管道系统为了工作的需要，可能会安装多个安全阀，这时候，所有的安全阀一定要有一个安全阀的工作压力小于管道系统的设计压力，其他的安全阀的设定压力不得超过系统设计压力的5%，且安全阀最大泄放压力均应不大于系统设计压力的12%或30 KPa中的较大者；有些安全阀的主要作用是为了预防火灾的发生，这时候，这些安全阀的工作压力就不应该大于系统设计压力的16%。

4 结论

科技的不断进步，必然会进一步的带动整个化工行业的飞速发展，化工行业要想取得更好的成就，其化工工艺设计就必须要与时俱进，能够达到实际的使用要求，化工工业的设计质量关乎着整个化工生产的正常运行，稍有不慎就可能会造成人身事故，所以，应该重视化工工艺设计中的每一个细节，及时的发现问题解决问题，文章主要针对典型的化工工艺设计问题进行了分析，希望能够对相关的工作人员有一定的指导意义。

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［2］ 赵宝生. 关于化工工艺设计的几点看法与建议［J］. 中国石油和化工标准与质量，2012，15:20.

［3］ 张文华，袁文. 关于提高工艺专业化工设备设计能力的几点看法［J］. 黑龙江科技信息，2010，36:209.

［4］ 徐谷仓. 对纯棉织物（特别是厚重紧密织物）采用推广低温低碱活化及复合酶练漂前处理新工艺的一些看法和建议［A］. 中国纺织工程学会.“传化杯”第十届全国染整前处理学术研讨会论文集［C］. 中国纺织工程学会，2015:9.

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Analysed of chemical process design

TQ050.2

1009-797X（2016）10-0056-02

A

10.13520/j.cnki.rpte.2016.10.021

张浩（1981-），男，本科，工程师，主要从事高分子材料方向研究工作。

2016-04-25