石油化工装置设计与安全分析

石油化工装置设计与安全分析
石油化工是能源领域的重要组成部分，为经济的发展提供了能源基础，而石油化工装置设计与安全会影响整体的效能，往往低效的设计不但会影响产能，还会带来生产隐患，结合实际的研究经验，分析石油化工装置的危险性、工艺安全设计、装置布置、管道布置等方面的内容，为提升石油化工的生产水平做出一定的贡献，相关论点可做业内研究人士参考之用。

标签：石油化工装置；设计与安全分析；应对措施
引言
石油化工行业涉及到的领域比较广泛，其工艺、工作的环境、条件要求等比较多，因而受到制约的方面也多。

装置的设计优劣会影响到整体功能，尤其是安全方面的内容非常紧要，如果设计中存在不足，必然会有安全隐患的存在。

要杜绝安全隐患，首先要从装置设计出发，从源头上将安全危险因素排除。

我国的经济发展对石油能源的依赖非常大，每年消耗的石油产品居世界前列，因而提升整个石油化工产业的水平具有积极的意义。

其中的设计工作至关重要，既可以提升产能，又能降低安全风险，相关研究意义重大。

一、石油化工装置的危险性分析
石油化工是一项系统性的工程，其中涉及到的危险因素也非常多。

归结起来，危险情况有几大类，如反应性危险、中毒危险、火灾爆炸危险、高温操作、负压操作、高压操作、低压操作、泄露、明火和腐蚀危险等。

一旦出现险情，引发危险事故，其损失往往是非常巨大的。

因而石油化工的危险要从源头上杜绝，降低其发生的几率，设计作为最初的环节，其安全性设计是重要一环。

二、石油化工装置的工艺安全设计
1、工艺路线的安全设计
1.1物料安全性设计
尽量使用安全性好的原料和辅料，产品的物料并不是唯一的，具有较大的选择余地，因而可以将安全性作为评估指标之一。

尽量采用安全性高的物料，降低隐患。

1.2简化工艺条件
工艺条件越苛刻，对工艺设备的要求越高，工艺装备的设计和制造也就越复杂。

导致设备运行的寿命短、容易老化等，因而尽量简化工艺。

1.3减少危险性介质的藏量
危险性介质的藏量越大则事故发生的几率就越高，事故的损失也越大，因而减少危险性介质的藏量，不但能减小危险发生的几率，还能降低事故发生后的损失。

2、工艺过程的安全设计
工艺过程的安全设计包含多个方面的内容：其一，对于有危险反应的工艺过程，要设置报警装置，以便危险发生后可以自动连锁停车或自动控制，当出现紧急事故或爆炸、火灾等情况时，装置能有自动紧急停车；其二，对于物料是易燃易爆的情况，要设置防爆、防火措施，如消防设备配备到位；其三，工艺过程设计必须考虑供电、供水、供风和供汽等装置，提高系统的可靠性供应，减少额外铺设装置的情况，简化布置；其四，工艺过程中放空的液体或可燃气体，不能随意的排放，而是要经过安全处理，如毒性、腐蚀性的介质进行无害化的处理，液化烃类管道和设备的放空要进入火炬系统；其五，在采用新技术和新工艺时，必须审查防爆、防火设计资料，核实防爆、防火方面的安全性，配套相关的防爆、防火设备；最后，在引进国外先进的技术时，要考虑我国安全防火、防爆的现状。

要符合我国的法规标准，其设计和应用要满足相关的条款和认证，并且还要审查国外相关供应商的资质。

3、工艺流程的安全设计
工艺流程的安全设计同样需要从石油化工装置的整体设计去考虑，包含多个方面的内容：
其一，要考虑正常操作、异常操作和紧急事故处理的安全措施；
其二，对于火灾爆炸可能性高的工艺流程，要在特定的时期和部位进行检查。

并采取安全应对措施。

减少危险发生的可能性；
其三，工艺安全的泄压系统的设计，要考虑管道、阀门、防爆膜等压力值的设计，允许最高的安全压力。

并对火灾时的排放量、停水、停电、停汽等事故状态下的排放量进行控制选择比较可靠的泄压设备，减少火灾爆炸发生的可能性；
其四，火炬系统的设计要考虑物料性质、物料量、物料压力、堵塞、温度、爆炸等因素的影响；
其五，供水、供电、供汽等公用设施的设计要满足正常的生产要求，并且能保证在停电后的15min以内，供应正常维持；
其六，尽量减小和消除静电积聚，减少静电积聚的因素。

4、物料的安全设计
物料的安全设计主要从两个方面着手：
其一，可燃性气体和液体应尽量在密闭系统中运行，气象空间的可燃气体和蒸汽的浓度要控制到最低；
其二，对于可燃性或能够引起爆炸的原料、半成品或成品应该列出火灾危险性特性，此外，物料的安全性分析还应考虑其致癌与重度等危险性，进行及时有效的防护。

三、装置布置的安全设计
对于石油化工装置中处理同类或类似危险品的设备，尽量集中布置，以便当险情发生后可以迅速的寻找到，也便于统筹管理，提高险情处理的效率。

装置的平面布置，要按照工艺流程进行设计，考虑防爆和防火相关的规范要求，并考虑操作、维修和消防疏散等方面的操作方便。

装置内的设备，要尽量布置在敞开或半敞开的建筑物内，减少火灾爆炸时造成的损坏，同时要按照生产流程分区集中布置。

有爆炸危险的生产部位要单独布置在厂房内，并且尽量靠近厂房的外墙，如布置在多层厂房内，一旦出现爆炸或火灾情况，容易发生连带的事故，易燃易爆的生产部位应该布置在最上一层，并且靠外墙，在有爆炸危险的厂房内，不应设置在休息室或办公室等设施内。

有火灾爆炸危险的生产厂房内，液压部位不应布置在人员集中的区域，靠近易燃易爆部位应当设置泄压面积，要减小对临近生产装置和建筑物的影响，有火灾爆炸危险的建筑物、生产设备、构筑物应布置在一端，也可设在防爆构筑物内。

如爆炸危险性大的反应器和其他设备之间应布置防爆隔离墙。

如果存在多个反应器，多个反应器之间要设置防爆隔离墙，明火设备的布设尽量远离可燃气体、易燃液化气、可燃蒸汽等工艺设备。

四、工艺管道的安全设计
工艺管道的防雷电、洪水、暴雨、冰雹等自然灾害以及防静电安全措施。

要符合相关的规范要求。

工艺管道必须安全可靠，且操作具有简易性，设计中所选用的阀门、管件、管道的材料，要保证足够机械强度和使用的寿命，管道的设计、生产、安装和调试等条件要符合国家的规范要求和现行的行业标准。

工艺管道上的防爆膜、安全阀、液压设施、自控检测仪表、安全连锁装置和报警系统及卫生检测设施要设计合理且安全可靠。

工艺管道的取样、废气排放、废液排放等设计，必须安全可靠，且应设置有效的安全设施。

严格按照工艺条件要求，管道的连接方式要合理，接头不宜用于有毒介质管道，除必要的法兰连接之外，应尽量采用焊接。

管道上小口径分支管应采用加强管接头与主管连接，法兰、阀门等管道组成要按不同的压力等级选用。

輸送火灾危险性为有毒、腐蚀性介质或甲、乙类介质的管道，不能穿过无关的建筑物，集中敷设于同一管架上的各种介质管道要保留一定的间距，液化石油气体和易燃液体管道严谨与热料、蒸汽管道相邻布置。

多层管架中的热料管道应布置在最上层，可燃介质与助燃管道之间宜用不燃管道隔开。

结束语
随着经济的发展，我国的石油化工产业对经济的发展发挥着重要的作用。

但石油化工中存在着一定的危险性，所造成的安全事故带来的损失也是非常巨大的，因而需要从设计源头进行改进。

研究石油化工的设计工作，如管道布置、工艺路线等，对危险因素进行分析探讨，以为提升设计水平做出一定的贡献，相关研究值得深入。

参考文献：
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