石油化工裝置中塔設備的安全設計原則分析

黃林林

摘 要：石油化工是我國重要的基礎性產業，在我國經濟發展中發揮著重要作用。同時石油化工行業也關系著交通、電子、機械等民生行業的發展，對人們的日常生活有著重大的影響。如何解決石油化工生產加工過程中的的安全問題，是人們一直關注的焦點。因此，就石油化工裝置中塔設備的不安全因素進行分析，提出塔設備的安全設計原則。

關鍵詞：石油化工;塔設備;安全設計原則

引言

石油化工是石油化學工業的簡稱，是我國的基礎性產業，涉及到能源、機械、農業、建筑、紡織、交通、電子、建材、輕工等行業，所提供配套和服務被運用于為人們的日常生活中，在國民經濟中也占有著重要地位。由此，石油化工裝置中的塔設備在安裝和設計問題漸漸受到人們的關注。因此對石油化工裝置中的塔設備的研究也越來越多，總的來看，對塔設備的研究也有了一定的成績。

一、石油化工裝置中的塔設備介紹

塔設備是石油化工生產過程中最關鍵的設備。在塔設備中可以進行吸收、精餾、萃取、解吸、氣體的增濕與冷卻等單元操作。它可以使氣體和液體或兩液體兩相之間進行充分接觸，以完成相互傳熱的目的，又可以使接觸之后的兩者相互分離，互不夾帶。

在石油化工生產裝置里邊，塔設備的成本占整個設備費用的25%左右，在化工生產裝置和煉油中的費用占到34%左右。塔設備的性能主要影響著整個裝置設備所生產產品的質量、產量、消耗定額、生產能力以及三廢處理等各個方面。石油化工裝置中的塔設備的重要性是顯而易見的，并不是憑空捏造無事實根據的。

根據塔設備的種類不同，其作用也是大不相同，設備和管道布置的要求也不盡相同。像如填料塔、反應塔管線較少，它只是側重于催化劑、切換、更換填料等比較特殊一點的檢修要求、生產操作上;板式塔則滿足填料塔、反應塔的要求之外，還要對塔管口進行特殊布置，這是由于板式塔塔內部構件比填料塔、反應塔較復雜一些。塔設備的管道布置主要流程是，首先根據設備布置和工藝流程進行配管研究，然后根據設備圖與配管研究準確確定管口方位，同時也要進行對塔設備梯子、平臺的設置，其次是確定設備管口方位以及詳細設計管道的，最后根據管線的應力條件與管架標準來完成支架設置。

二、石油化工中塔設備裝置的不安全因素

（一）泄露導致中毒的危險因素

由于塔設備裝置的設計和安裝具有一定的復雜性，設備在安裝中極有可能存在被忽視的地方，也有受到壓力與熱力的周期性變化，會導致在生產過程通過泄露了一些反應物的有害氣體，造成人體正常結構發生病理性的變化，弱化人的反應能力，很難正確做出判斷以及采取恰當的自我營救措施，重則嚴重侵害人的生命安全。

（二）塔設備內膨脹反應發生火災爆炸的危險因素

石油化工的塔設備在加工生產的時候，塔設備內會有大量的可燃氣體，像如：粉塵、油氣與空氣形成混合物，在達到一定的極限或者說是一定的密度時，就容易被引燃，從而發生火災爆炸。爆炸對人的沖擊力是特別強大的、殺傷力也不可小覷、對周邊的環境設備以及人員造成極大的破壞性，同時還會造成環境污染。我國于1984年某廠設備裝置的火災爆炸事故給我們了一個嚴肅的教訓。因此防范塔設備內膨脹反應可能發生的獲字爆炸極為重要，一旦造成不良后果，那么將損失巨大。

（三） 石油化工中塔設備裝置的腐蝕因素

腐蝕是指在自然環境中金屬材料、由金屬材料制成的結構物，與其所處環境的一些介質發生化學作用或者電化學反應而引起金屬材料以及它所制成結構物的破壞和變質。一些塔設備長期處于外界環境中，被風吹雨淋，很容易被腐蝕，導致管道和設備遭到破壞，從而引發事故的發生。

（四） 明火也是引發安全隱患的重要因素

通過查閱資料表明：一個0.5mm長的火花或者電弧就可以把氫氣引燃。塔設備裝置周圍總是有人經過，也有主動接觸，難免會與周圍的物體產生摩擦出現電弧、撞擊磨擦火花等以引燃爆炸性混合物。所以應盡量將塔設備隔離出來，在塔周圍要禁止煙火。以此做到防患于未然。

三、石油化工中塔設備的安全設計

（一）加強塔設備密封系統

對不斷散發有毒氣體、可燃的酸霧、粉塵等生產系統，塔設備應當設計成密閉的，還要加強除塵、除霧的設施。低沸點有毒液體、可燃液體通過與空氣中的水、氧氣發生氧化導致變質時要采用惰性氣體進行密封，并且要在保證惰性氣體系統安全條件下。工作人員應當對具有腐蝕性的介質，采取恰當的防止腐蝕的措施。

（二）對塔設備的儀表和自動控制實行安全設計

塔設備的儀表和自動控制有：分析儀表、現場危險區域的儀表、控制器、有害氣體濃度監測儀表、儀表線纜等都應設置警報裝置，以便工作人員在最短的時間內做出反應，采取措施來保護公共財產。

（三）加強塔設備裝置的布置與設計

建構筑物、通道布置和設備都屬于裝置布置范圍，時刻要確保塔設備在加工生產過程的順利進行，規范符合安全的間距，操作要便于維修和消防作業，方便人員的疏散。設備與建筑物間的防火間距要完全符合GB50160的規定;設備布置應當符合工藝對設備布置的要求，如設備間位差、泵灌注頭;避免引燃源，即危險的釋放源與明火加熱設備鄰近布置。

（四）加強塔設備的的安全設計

石油化工裝置中塔設備的規模較大，在塔設備的設計布置時，應加強安全設計觀念，從源頭上降低事故發生風險。在塔設備的構建過程中，應在考慮生產加工效率的同時，對維修及消防進行合理布置，對避開可燃源、各設備間相互影響導致設備損害等進行測試研究，科學合理的設計生產加工環節中較危險設備的安置方位和避讓措施，如明火加熱設備的周圍不放置易燃易爆的設備，秉承安全設計原則，規范各設備的安全距離和操作流程，預留消防通道，方便人員撤離。

（五）加強塔設備內部密封

塔設備在生產加工過程中會產生大量的可燃物及有毒氣體，如果泄露或堆積，會對環境及人員產生極大的危害。因此在設計塔設備時設計人員應考慮到塔設備密封性，保證材料的耐腐蝕性，封鎖有害物質流出。同時，設計塔設備應考慮生產加工中系統地消除有毒物質及可燃物。為防止因可燃氣體充斥引起的火災爆炸，在設計初應具有除塵、釋放惰性氣體、抑制可燃物氧化燃燒的環節。加強塔設備的密封及設計惰性安全體系，保障生產加工的安全。

四、結語

本文知識簡要的描述了石油化工裝置中的塔設備，從而尋找了塔設備裝置主要的不安全因素，進而提出了在石油化工中塔設備的安全設計策略。其實，在實際的工程中塔設備裝置是極為復雜的，有著許多的特殊要求。只有在日常生活中不斷學習、積累、總結才能更好地了解塔設備，才能在設計的時候減少失誤，在安裝的時候更加合理、更加安全。

參考文獻：

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