化工工程的设备布置与管道材料优化设计

化工工程的设备布置与管道材料优化设计

李超，黄相振

中国核电工程有限公司，河南郑州市， 450000

摘要：改革后开放以来，在随着我国国民经济和社会的快速发展下，带动了我国哥哥在化工领域也取得了长足的进步。目前，随着化工行业在国民经济和社会建设中的地位日益重要，化工工程建设的质量问题也日益受到重视。一般来说，保证化工工程施工质量的一个很重要的前提是要做好设计方面的工作，这是因为在化工工程施工过程中，经常会有大量的化工产品接触，这些化工产品一般都具有一定的易燃、易爆特性，甚至有很强的毒性和腐蚀性。化学工程施工过程中，如果对这些化学制品处理不当，极易造成严重后果，尤其是对一线人员的身体健康造成严重损害，甚至可能造成生命危险。所以，工程设计应高度重视其科学性和合理性。

关键词：化工设计；管道材料；选用探讨

引言

近些年，我国的化工行业迎来了快速发展的良好局面，其带来了众多益处，使人们对其高度重视。但是，在实际生产中倘若不注重管理方面的强化，或无法科学合理的规划设计以及恰当的选取施工材料，可能导致各种事故，引起有毒有害、容易燃爆易燃易爆和较强腐蚀性的物质严重污染环境，使人们身体受到伤害。

1化工优化设计的内容及特点分析

化工优化设计简单来说就是对整个化工生产流程的各个环节进行科学合理的设计，通过优化设计来保证化学品的生产质量。从当前的实际发展情况来看，对反映原材料化学品反应条件、化学工艺设备以及整个工艺流程进行设计都属于化工优化设计中的环节。在进行优化设计的过程中，需要重点关注设备的布置，工艺流程的设计以及管道布置这三个方面。工作人员需要根据实际情况对工艺流程进行提前制定，然后对设备和仪器进行科学合理的选用，根据工艺流程的实际情况来对设备进行布置，最后则需要对管道进行合理的配备。化工优化设计具有十分鲜明的特点，创意性、差异性以及系统性是最为主要的三个特点。系统性主要是指化工优化设计由多个环节共同构成，其中每个环节都环环相扣，任何一个环节出现问题都会影响最终的化工优化设计质量。差异性主要是指对于不同的化工工艺需要采用不同的优化设计方案。创新性则是指在进行优化设计的过程中，设计人员需要勇于创新，积极采用先进的理念和设计方法，这样才能达到更好的优化设计效果。

2在化工设计过程中管道材料选择的基本原则

2.1注重管道材料的安全性和合格性

化工品管道材料的选型是保证化工品质量最基本的手段，因此，在选型过程中，要对相关材料进行安全性、合格性检验，这也是保证后续生产顺利进行的必要保证。化学工业生产设计的步骤比较繁琐、复杂，而要求整个设计内容和影响范围达到基本安全是非常困难和庞大的工作，唯一能事无巨细地达到这一要求的就是从根本上限制设计内部材料的选择，在实际设计和施工过程中，必须选择符合化学工业设计要求的相关材料，避免实际施工中出现管道尺寸不合理、管口类型不同等相关问题。如果选择不匹配的材料进行处理，将会在很大程度上导致有害化学物质的泄漏，其管道存在的根本意义也就荡然无存。所以，选用适配性高、更实用的管材，可以在保证管材安全性能的同时，减少一定的资金开支。

2.2保证管道布置的安全性

管道布置一定要有合理性和安全性，否则会容易出现很多各式各样的问题，为了降低类似问题的不断发生，在布置管道时要特别注意两个方面的问题：一是在安装需要从下面进行穿透的管道时，要考虑多面的因素，不能穿透一些建筑物和其他重要的化工设备，更不能利用一些工艺装置来布置化工管道，这些都是不科学、不合理的。二是不可以在需要拆卸的位置和一些有吊装孔的里面位置布置化工管道，还要注意气体排出的正确布置位置，应该是从主管道的上方进行排出气体。

2.3分区域布置

每种设备都具备了自己独特的功能，在设备的具体布置过程中需要充分考虑到每种设备所具备的性能，根据性能的不同将其在不同的区域中展开相应的分配。例如，为了防止因为化工事故的发生而产生多米诺效应，在针对主要设备进行布置时需要考虑到对其有辅助作用的设备，在主要设备附近的下风口处的安全位置安装辅助设备。这样不仅使布置效率得到了提高，而且使布置具备了较强的合理性。此外，梯子的布置同样是一项重要工作。首先需要将梯子放置于面朝塔壁的位置，高度尽可能设置在3～10米M之间。如果因为实际需要不得已必须增加梯子高度时，则需要考虑布置休息平台。

3优化化工工程管材选择的策略及注意事项

3.1符合化工工程工艺设计要求

在对化工工程设备进行优化的过程中，需要全面了解化工设备的实际情况，这是开展优化设计工作的前提基础。在进行具体的优化设计过程中，需要从以下几个方面入手。首先，优化设计要与化工工程的工艺设计相符合，在具体的设计过程中，首先需要对生产流程顺序进行明确，如果连生产顺序都不了解，所开展的优化设计工作则显得毫无意义。设计人员在对相同类型的设备进行布置的过程中，可以采用集中设计的方式，这样能够提高设计效率，同时还能保证优化设计的质量。

3.2抗腐蚀管道材料

在化工生产过程中，常需要输送具有腐蚀性的化工原料，如高浓度的硫酸，因此，在管道材料的选择上也应尽量选用耐腐蚀的原材料，在管道设计时，应根据相关抗腐蚀性的特性，对管道的选材和施工过程进行控制，如输送具有较高腐蚀性的化工原料，其管道内的温度最好控制在25℃左右，这样，既能给化工原料提供最佳的储藏环境，又能避免因温度变化和周围环境物质的化学反应而引起的安全问题。针对这种高腐蚀性的化工原料，可选择低温铁质管道，使温度长期处于较低状态，使化工原料获得较好的保存空间。而且物质的表面可以形成一层氧化膜，可以对管道起到保护作用。

3.3管道材料的选择

我国化工工程的实际施工技术所制定的规范标准中明确提出了管材选择方面的要求，处于不同的压力、温度以及生产工艺下，无论是管材的性能和直径，还是壁厚等各方面的参数均必须表现出各自的差异，因此，在实际优化过程中，必须严格按照技术规范的相关要求。每种管材均可以用于各种环境当中，但是，随着我国科技的不断进步，在实际化工工程中，除了钢管材的有效应用之外，其中化工玻璃以及复合型管材等有着一定的耐磨性和耐腐蚀的几大优势，可以根据具体情况展开合理的选择。在实际优化过程中，可以立足于管道所处的实际温度、压力以及介质的传输等层面展开考虑，不仅需要使管材具备耐腐蚀性，而且其附件也必须具备一定的耐腐蚀性。与此同时，需要对管材进行加工性能的优化，在施工过程中由于现场的施工环境具有一定的不确定性，可能需要现场加工以及改造管材，进而达到管道布置的实际要求，这就要求材料必须具有较强的加工性能，以便于管材能够更快的适应。此外，在化工实际生产过程中，考虑到众多产品和所需的原材料有着一定的腐蚀性，在选择管材时必须深入分析其性能指标，而且需要体现出在实际生产的不同环节对管材性能提出的不同要求，深入分析处于具体环境中的管材性能。

结语

总而言之，在化工设计过程中，管材的选择是一个非常重要而基础的工作，因为它关系到后续化学物质的输送安全问题，所以在选择管材时，应尽可能综合全面考虑管道输送介质的化学物理特性、工作温度、工作压力、运行环境等因素，使管材的选择与输送介质相关的化学物质的特性成比例相匹配，并满足运行要求，以便在实际运输运行过程中，最大限度地避免意外事故的发生，同时也要选择不用的管材，。因此，化工设计从一开始就决定了管材的设计环境和选择范围。

参考文献

[1]李晓星.化工工程的设备布道与管道材料优化设计[J].化工管理，2019(05):40-41.

[2]宋俊华.化工工程设备管道与材料优化设计研究[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(09):31-32.