石油化工装置中塔设备的安全设计原则分析

黄林林

摘 要：石油化工是我国重要的基础性产业，在我国经济发展中发挥着重要作用。同时石油化工行业也关系着交通、电子、机械等民生行业的发展，对人们的日常生活有着重大的影响。如何解决石油化工生产加工过程中的的安全问题，是人们一直关注的焦点。因此，就石油化工装置中塔设备的不安全因素进行分析，提出塔设备的安全设计原则。

关键词：石油化工;塔设备;安全设计原则

引言

石油化工是石油化学工业的简称，是我国的基础性产业，涉及到能源、机械、农业、建筑、纺织、交通、电子、建材、轻工等行业，所提供配套和服务被运用于为人们的日常生活中，在国民经济中也占有着重要地位。由此，石油化工装置中的塔设备在安装和设计问题渐渐受到人们的关注。因此对石油化工装置中的塔设备的研究也越来越多，总的来看，对塔设备的研究也有了一定的成绩。

一、石油化工装置中的塔设备介绍

塔设备是石油化工生产过程中最关键的设备。在塔设备中可以进行吸收、精馏、萃取、解吸、气体的增湿与冷却等单元操作。它可以使气体和液体或两液体两相之间进行充分接触，以完成相互传热的目的，又可以使接触之后的两者相互分离，互不夹带。

在石油化工生产装置里边，塔设备的成本占整个设备费用的25%左右，在化工生产装置和炼油中的费用占到34%左右。塔设备的性能主要影响着整个装置设备所生产产品的质量、产量、消耗定额、生产能力以及三废处理等各个方面。石油化工装置中的塔设备的重要性是显而易见的，并不是凭空捏造无事实根据的。

根据塔设备的种类不同，其作用也是大不相同，设备和管道布置的要求也不尽相同。像如填料塔、反应塔管线较少，它只是侧重于催化剂、切换、更换填料等比较特殊一点的检修要求、生产操作上;板式塔则满足填料塔、反应塔的要求之外，还要对塔管口进行特殊布置，这是由于板式塔塔内部构件比填料塔、反应塔较复杂一些。塔设备的管道布置主要流程是，首先根据设备布置和工艺流程进行配管研究，然后根据设备图与配管研究准确确定管口方位，同时也要进行对塔设备梯子、平台的设置，其次是确定设备管口方位以及详细设计管道的，最后根据管线的应力条件与管架标准来完成支架设置。

二、石油化工中塔设备装置的不安全因素

（一）泄露导致中毒的危险因素

由于塔设备装置的设计和安装具有一定的复杂性，设备在安装中极有可能存在被忽视的地方，也有受到压力与热力的周期性变化，会导致在生产过程通过泄露了一些反应物的有害气体，造成人体正常结构发生病理性的变化，弱化人的反应能力，很难正确做出判断以及采取恰当的自我营救措施，重则严重侵害人的生命安全。

（二）塔设备内膨胀反应发生火灾爆炸的危险因素

石油化工的塔设备在加工生产的时候，塔设备内会有大量的可燃气体，像如：粉尘、油气与空气形成混合物，在达到一定的极限或者说是一定的密度时，就容易被引燃，从而发生火灾爆炸。爆炸对人的冲击力是特别强大的、杀伤力也不可小觑、对周边的环境设备以及人员造成极大的破坏性，同时还会造成环境污染。我国于1984年某厂设备装置的火灾爆炸事故给我们了一个严肃的教訓。因此防范塔设备内膨胀反应可能发生的获字爆炸极为重要，一旦造成不良后果，那么将损失巨大。

（三） 石油化工中塔设备装置的腐蚀因素

腐蚀是指在自然环境中金属材料、由金属材料制成的结构物，与其所处环境的一些介质发生化学作用或者电化学反应而引起金属材料以及它所制成结构物的破坏和变质。一些塔设备长期处于外界环境中，被风吹雨淋，很容易被腐蚀，导致管道和设备遭到破坏，从而引发事故的发生。

（四） 明火也是引发安全隐患的重要因素

通过查阅资料表明：一个0.5mm长的火花或者电弧就可以把氢气引燃。塔设备装置周围总是有人经过，也有主动接触，难免会与周围的物体产生摩擦出现电弧、撞击磨擦火花等以引燃爆炸性混合物。所以应尽量将塔设备隔离出来，在塔周围要禁止烟火。以此做到防患于未然。

三、石油化工中塔设备的安全设计

（一）加强塔设备密封系统

对不断散发有毒气体、可燃的酸雾、粉尘等生产系统，塔设备应当设计成密闭的，还要加强除尘、除雾的设施。低沸点有毒液体、可燃液体通过与空气中的水、氧气发生氧化导致变质时要采用惰性气体进行密封，并且要在保证惰性气体系统安全条件下。工作人员应当对具有腐蚀性的介质，采取恰当的防止腐蚀的措施。

（二）对塔设备的仪表和自动控制实行安全设计

塔设备的仪表和自动控制有：分析仪表、现场危险区域的仪表、控制器、有害气体浓度监测仪表、仪表线缆等都应设置警报装置，以便工作人员在最短的时间内做出反应，采取措施来保护公共财产。

（三）加强塔设备装置的布置与设计

建构筑物、通道布置和设备都属于装置布置范围，时刻要确保塔设备在加工生产过程的顺利进行，规范符合安全的间距，操作要便于维修和消防作业，方便人员的疏散。设备与建筑物间的防火间距要完全符合GB50160的规定;设备布置应当符合工艺对设备布置的要求，如设备间位差、泵灌注头;避免引燃源，即危险的释放源与明火加热设备邻近布置。

（四）加强塔设备的的安全设计

石油化工装置中塔设备的规模较大，在塔设备的设计布置时，应加强安全设计观念，从源头上降低事故发生风险。在塔设备的构建过程中，应在考虑生产加工效率的同时，对维修及消防进行合理布置，对避开可燃源、各设备间相互影响导致设备损害等进行测试研究，科学合理的设计生产加工环节中较危险设备的安置方位和避让措施，如明火加热设备的周围不放置易燃易爆的设备，秉承安全设计原则，规范各设备的安全距离和操作流程，预留消防通道，方便人员撤离。

（五）加强塔设备内部密封

塔设备在生产加工过程中会产生大量的可燃物及有毒气体，如果泄露或堆积，会对环境及人员产生极大的危害。因此在设计塔设备时设计人员应考虑到塔设备密封性，保证材料的耐腐蚀性，封锁有害物质流出。同时，设计塔设备应考虑生产加工中系统地消除有毒物质及可燃物。为防止因可燃气体充斥引起的火灾爆炸，在设计初应具有除尘、释放惰性气体、抑制可燃物氧化燃烧的环节。加强塔设备的密封及设计惰性安全体系，保障生产加工的安全。

四、结语

本文知识简要的描述了石油化工装置中的塔设备，从而寻找了塔设备装置主要的不安全因素，进而提出了在石油化工中塔设备的安全设计策略。其实，在实际的工程中塔设备装置是极为复杂的，有着许多的特殊要求。只有在日常生活中不断学习、积累、总结才能更好地了解塔设备，才能在设计的时候减少失误，在安装的时候更加合理、更加安全。

参考文献：

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