化工工程設備布道與管道材料優(yōu)化設計論文

　　在化工工程的建設過(guò)程中，設計工作非常的重要，因為在化工工程生產(chǎn)的過(guò)程中，常常會(huì )有一些有毒的或者易爆的或者是易腐蝕的物質(zhì)出現，這些物質(zhì)如果處理不好，對人體會(huì )有很大的危害。在化工工程的設計內容中主要包括的是化工工程的設備布置、管道的布置、管道的溫度設計、管道的材料等方面。我們下面主要講一下在化工工程中的設備布置以及管道材料的優(yōu)化設計。

　　1化工工程的設備布置以及管道布置

　　1.1設備布置的基本原則

　　化工工程的設備布置非常的重要，在進(jìn)行化工工程的設備布置的時(shí)候主要要遵循以下幾個(gè)原則：首先，設備在進(jìn)行布置的時(shí)候要滿(mǎn)足化工工藝設計的要求：在設備進(jìn)行布置的時(shí)候要按照生產(chǎn)流程的順序進(jìn)行布置，而且同類(lèi)設備在布置的時(shí)候要適當的集中并且滿(mǎn)足化工生產(chǎn)過(guò)程中對位差的要求。其次，設備要按照功能的不同進(jìn)行分區布置。設備的輔助設施以及主要的裝置在進(jìn)行布置的是時(shí)候，一般輔助設施都位于主要裝置的下風(fēng)向，并且要在安全的范圍內原理爆炸區。第三，設備在使用的過(guò)程中，難免會(huì )出現損壞等情況，所以設備在布置的過(guò)程中一定要滿(mǎn)足設備的檢修、操作、施工方面的要求，經(jīng)常使用的梯子最好是斜梯。第四，設備布置要滿(mǎn)足外觀(guān)方面的要求。設備外觀(guān)布置的整齊可以減少操作過(guò)程中的誤差率，化工工程中的容器在擺放的時(shí)候，要按照容器的大小依次排列整齊；泵群也要排列規范，一般在布置的時(shí)候，泵的出口管要取齊。第五，設備的布置要盡量的露天化，這樣在生產(chǎn)的過(guò)程中不僅可以節省土地還有利于通風(fēng)和消防工作。

　　1.2管道布置的基本原則

　　化工工程中的管道布置主要遵循的原則是：首先，管道布置也要滿(mǎn)足工藝的流程，并且在布置的過(guò)程中管道要盡量的架空。其次，管道在布置的過(guò)程中要保持適當的距離，管道的凸出部位之間的距離要在25mm以上。第三，管道在布置的時(shí)候氣體一般要從主管道的上方進(jìn)入，管道不能布置在吊裝孔內和拆卸區。第四，沿著(zhù)底面的管道在布置的時(shí)候不能違者工藝裝置進(jìn)行布置，不能夠跨越或者穿越其他的設備以及建筑物。第五，對于一些固體物料的管道它的彎曲半徑不能小于管道工程直徑的5倍。而且排放氣體的管道要符合相關(guān)的的規定。

　　1.3以某公司醋酸為例的設備布置

　　醋酸是一種非常常用的化學(xué)反應溶劑，在許多產(chǎn)品的生產(chǎn)中都有非常重要的作用，它的衍生物有很多種，廣泛地應用在化工、醫藥、農藥、食品等眾多的領(lǐng)域。我們現在就以醋酸為例具體講解一下醋酸生產(chǎn)過(guò)程中的設備布置。根據醋酸工藝的原理以及生產(chǎn)的流程，在進(jìn)行設備布置的時(shí)候，首先要多設備進(jìn)行分區布置，醋酸的生產(chǎn)流程主要有四道工序，分別是反應、精餾、吸收、催化劑等4道工序，根據這四道工序，在進(jìn)行設備布置的時(shí)候首先可以分為五個(gè)區，分別是反應區、精餾區、催化劑區、CO壓縮/蒸汽區、中間管廊區。在它的催化區，由于碘的有機蒸汽屬于有危害的物質(zhì)，為了減少蒸氣對人的危害，在進(jìn)行設備布置的時(shí)候需要把催化劑區放在一個(gè)單獨的房間，并且房間的通風(fēng)要好。同時(shí)房間內又要設置吊裝孔以便方便催化劑物料的吊裝。在它的反應區進(jìn)行布置的時(shí)候反應器的排列要緊密，而且為了方便反應器的操作以及檢修工作，反應器需要支撐在10米高的鋼梁上面。對于壓縮機以及蒸汽機的布置，在布置的時(shí)候主要要保證機器與明火設備以及非防爆裝置的距離。在它的吸收工序中，要根據吸收裝置的特點(diǎn)，可以將部分放在反應區，這樣在管道連線(xiàn)的時(shí)候比較方便。同時(shí)要充分利用空間，塔布置的位置需要靠近道路的一邊，方便設備的安裝以及操作。在精餾區，主要的布置就是塔的布置，它的布置主要需要考慮到塔的間距、高度、管口、塔的平臺、梯子的設置。在管口布置的時(shí)候主要需要考慮到塔盤(pán)溢流堰的方位問(wèn)題，在確定方位的時(shí)候，其他管道的回流口、取樣口、進(jìn)料口等都與塔盤(pán)的關(guān)系密切，在設置的時(shí)候一定不能出錯。塔的布置方式中，脫氫塔、脫水塔、成品塔這三個(gè)比較關(guān)鍵的塔的直徑都不小于1000mm，通常在布置的時(shí)候都是在框架之外進(jìn)行獨立的布置；對于塔的間距，如果從塔體上的管口方面考慮的話(huà)，它的設備間距要大于800mm，塔周?chē)�的的空間至少得是1000mm；對于塔的高度，首先在滿(mǎn)足工藝流程的前提下，根據再沸器的條件以及操作要求，樓層的高度至少是6000mm；塔的再沸器是立式的，他與塔之間的管道線(xiàn)是越短越好，盡量靠近塔的裝置；在設備布置完后，就要對管道的管口方位進(jìn)行布置，在管口方位布置的時(shí)候，要對工藝流程，以及它的內部結構有一個(gè)很詳細的了解，根據塔的結構配置出最優(yōu)的位置方便塔的管道設計以及管道檢修位置；在塔的平臺以及梯子的設置過(guò)程中，平臺的設計是為了便于儀表、閥門(mén)以及一些特殊零件的維修與操作。在布置塔的平臺的時(shí)候，脫水塔以及成品塔的高度相近，所以，在布置的時(shí)候一般他們兩個(gè)布置在一起，這兩臺塔是在框架內的，不需要設置平臺了。當管口的操作高度高于一定的范圍的時(shí)候，就需要加設小平臺了。對于梯子進(jìn)行布置的時(shí)候，梯子的方位是人面向塔壁的方向，梯子的高度在3~10米之間是最合適的，當梯子的高度超過(guò)12米的時(shí)候，就應該在中間設置一個(gè)小平臺用來(lái)休息。

　　2管道材料的優(yōu)化

　　2.1材料的選擇

　　由于在化工工程生產(chǎn)的過(guò)程中，生產(chǎn)出來(lái)的液體或者氣體具有一定的腐蝕性、易燃性或者毒性，所以在進(jìn)行管道材料的選擇上要考慮到經(jīng)濟條件和實(shí)用性?xún)煞矫�。在選擇材料的時(shí)候要考慮到材料的抗腐蝕性以及材料的可加工情況和經(jīng)濟情況。鋯在醋酸工業(yè)中的應用非常的廣泛。主要應用于設備、容器、管道、塔盤(pán)、泵、換熱器等方面。MOMSANTO公司經(jīng)過(guò)多年的應用表明，鋯在醋酸生產(chǎn)中的腐蝕率非常的低。在材料的選擇過(guò)程中，要結合生產(chǎn)的經(jīng)驗，根據材料的用途進(jìn)行分類(lèi)，保證工藝生產(chǎn)的需求。在一些儀表、蒸汽、軟水、冷凍水、循環(huán)水的工藝無(wú)聊中，可以采用一些抗腐蝕性一般的物料或者惰性物料，管道材料在選擇時(shí)候可以采用低合金鋼或者碳鋼等物料。在甲醇、工藝水等一些工藝原料進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候，隨二胺物質(zhì)不具有腐蝕性，但是為了防止一些鐵離子進(jìn)入主系統中，管道的材料可以采用不銹鋼304。對于一些混合物料甲醇、醋酸、西醋酸、廢酸塔、氫氧化鉀水溶液等物料，這些醋酸等混合物，在材料的選擇上可以選用不銹鋼316L。在醋酸的合成工序中，除了有醋酸外，另外還有碘化氫、碘甲烷等一些具有腐蝕性的物料，所以在材料的選擇上最還選用耐高溫高壓的R60702。在塔的精餾程序中，物料為醋酸或者是碘甲烷、醋酸、丙酸等的混合物，不僅要考慮到材料的抗腐蝕性，還要考慮到材料的抗磨損能力，此時(shí)的管道材料可以采用HastelloyC-276。在工程中的的三個(gè)精餾塔，這部分的物料是碘甲烷、醋酸、碘化氫以及水等一些混合的物料，所以管道的材料采用的是R60702。在催化工序中，這部分工藝的物料是碘化氫，所以管道材料用的是R60702。

　　2.2管道材料的注意事項

　　壓力的不同，管道的選擇也不相同，當管道面臨的壓力是GC1級時(shí)，管道應該用的是無(wú)縫的鋼管，一般情況下會(huì )使用GB5310或者GB6479的管道，當時(shí)用的是GB/T8163的管道時(shí)，所用的管道需要經(jīng)過(guò)超聲波的檢查；另外在GC1級的壓力下，管道不能用碳素結構鋼以及鑄鐵；使用碳素鋼、錳礬鋼以及碳錳鋼時(shí)的管道所受的溫度不能超過(guò)425℃；金屬材料在使用的過(guò)程中，應該避免會(huì )受到腐蝕的環(huán)境。

　　3總結

　　化工工程的生產(chǎn)過(guò)程中設備的布置以及管道材料的選取必須引起一定的重視，化工過(guò)程中的設備布置不僅僅是生產(chǎn)流程順利運行的保障，也是員工的生命安全的保障�；�工過(guò)程中會(huì )有各種的具有腐蝕性或者毒性的液體以及氣體出現，如果設備布置不合理或者管道材料的選取不當，可能會(huì )造成有毒液體或者氣體的泄漏，危害員工的安全。所以，化工工程中的設備布置以及管道材料的選擇必須引起一定的重視。

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