化工工程设备管道与材料优化设计研究

化工工程设备管道与材料优化设计研究

毛彦龙

平煤神马建工集团有限公司

摘要：在时代不断发展的过程中，我国的化工工程的建设范围也逐渐增加。在此时代背景下，要想确保化工工程项目的建设质量，就需要开展化工工程中管道材料以及设备管道的优化设计工作，这种方法的科学合理使用，能够有效保障化工工程的全面建设。将一定的化学物质使用到化工工程中，因化学物质具有腐蚀性，这就需要在开展化工工程的时侯，有效确保设备管道的建设质量，最大限度降低化学物质对于设备管道产生的影响，以此来不断增强化工工程的建设质量。鉴于此，本文就化工工程设备管道与材料优化设计展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：化工工程设备；管道；材料；优化设计；研究

前言：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、设备和管道布置的基本原则

1.1设备布置的基本原则

在进行化工工程项目建设的过程中，设备布置是其中一项非常关键的工作，因此，在开展化学工程建设工作的过程中，需要对设备进行合理的布置，通常情况下，设备的布置工作需要遵循以下方面的原则。（1）选择场地。在进行场地选择的时候，应该尽量选择宽阔露天的地方，由于在开展化工生产作业的时候可能会伴随一定量的腐蚀性气体或者有毒气体的产生，一旦是密闭的环境，就会对工作人员的身体带来伤害，因此，应该尽可能地选择具有良好通风性能的地方，并且要做好相应的安全防范工作。（2）合理布置设备。在具体开展化工工程建设工作的过程中，需要用到多种类型的设备，在对这些设备进行布置的时候，应该严格按照工艺要求进行。首先，应该从整体上对生产过程进行把控，之后根据顺序完成设备的布置。对于同类型的设备，尽可能地做到集中布置，在此过程中，需要确保布置工作的合理性，只有保障了设备布置的规范性，才能够确保后续工作的顺利开展。（3）分区域布置。不同类型的设备其功能各不相同，在布置设备的时候，需要对设备的自身性能进行充分考虑，使其能够分配到对应的区域中。为了能够有效避免因化工事故而带来的一系列的效应，在布置一些主要的设备的时候，需要对辅助设备的性能加以考虑，使其处于主设备下风口的安全位置处，这样一来不经能够确保设备的布置效率，同时还能够保障设备布置的合理性。除此之外，梯子的布置也非常关键。首先需要向着搭壁的方向放置梯子，确保梯子的高度在3~10m之间。一旦需要根据实际需要加长梯子的高度，就需要相应地增加休息平台。

1.2管道布置的基本原则

除了上述的设备布置之外，在进行化工工程项目建设中还应该进行管道的布置。一般情况下，布置管道的时候需要遵循以下方面的原则。

（1）遵循基本流程。在布置管道的时候，需要按照基本的化工流程进行，为了能够尽可能地占少数空间，同时也能够便于检查以及维护，需要在开展布置工作的时候，使管道处于架空状态。（2）保证安全。不合理的管道布置会引起安全问题，因此，为了避免出现这种情况，就需要从底面进行管道的穿插，在布置管道的时候，不能够使其穿过或者阔过其他的设备或者建筑物，更不能使其绕着工艺装置进行布置。此外，在吊装孔内部以及拆卸区域中，不允许进行管道的布置，排出气体的时候，应该使其从主管道的上方位置排出。（3）考虑管道的材质。不同类型的管道其构成材料也不同，对于固体材料的管道，需要考虑管道的弯曲半径，然而，对于气体管道的布置，需要按照国家的相关规定进行布置。

2、化工工程管道材料的优化设计

2.1化工工程管道材料的选择

化工工程管道材料直接决定着管道的实际应用质量，由于在化工工程生产中，许多物质具备一定的腐蚀性、易燃性以及易爆性，无论是气体还是液体，都具有这种特性，因此在选择化工工程管道材料的过程中，需要考虑管道内部的物质、管道的经济性以及化工工程管道材料的实用性等方面内容，除此之外，化工工程管道材料的抗腐蚀性以及可加工性，也是化工工程管道材料选择中需要考虑的主要因素。例如，以化工工程中的锆为例，这种物质经常应用在醋酸工业中，应用的方面涉及到设备、容器、管道、泵以及换热器中，锆在苏醋酸深生产中的腐蚀性较低，因此在选择化工工程管道材料的过程中，可以根据醋酸的生产经验和化工工程管道材料的分类等，选择符合工艺生产要求的化工工程管道材料。针对仪表、蒸汽、软水以及循环水的生产工艺中，化工工程管道材料需要具备一定的抗腐蚀性以及稳定性，可以使用低合金钢以及碳钢等材料。由于甲醇以及工艺水在实际生产中，产生的随二胺物质并不具备腐蚀性，但是为了保证化工工程管道材料应用的安全性，则可以使用不锈钢304作为化工工程管道材料。例如化工工程管道中的物质为甲醇、醋酸以及是氢氧化钾等物质，可以选择不锈钢316L作为化工工程管道材料。在醋酸合成的过程中，管道中的物质除醋酸，还存在碘化氢以及碘甲烷等物质，以上物质具有较强的腐蚀性，因此化工工程管道材料需要具备较强的抗腐蚀性以及耐高温、耐压等特点。而在物料为醋酸以及碘甲烷的混合物中，化工工程管道材料除了需要具备较强的腐蚀性之外，还需要具备较强的抗磨损性能，通常情况下,可以使用HastelloyC-276。

2.2工工程管道材料设计的注意事项

要想保证化工工程管道材料的设计质量，则需要明确化工工程管道材料设计中需要注意的问题。在实际化工工程生产中，由于压力的不同，整个化工工程管道材料的选择也会不同，如果管道需要承受的压力级别为GC1，则需要选择无缝连接的钢管，例如GB5310以及GB6489等，如果使用的管道为GB8163，则需要对管道展开超声波检查，符合应用标准之后，再将其应用在实际化工工程中。如果管道需要承受的压力等级为GC1，则在实际选择化工工程管道材料的过程中，则不能使用碳素结构的材料以及铸铁的材料，另外，碳素结构以及碳锰钢材料在实际使用的过程中，温度需要控制在425摄氏度以下，而金属材料在使用过程中，需要避免与腐蚀性的物质接触，进而保证化工工程管道材料应用的安全性以及有效性。以上为化工工程管道材料选择中需要注意的问题，只有在实际化工工程管道材料选择中注意以上问题，才能够对化工工程管道材料设计展开全面优化。

结束语：由于化工工程中设备以及管道的合理布置与否，直接关系着生产过程中的工艺要求和具体的施工进度，因此，在正式施工之前反复多次的论证以及优化实际方案是一项重要环节，以保证实际施工的正常开展以及工作整体质量符合设计要求。

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