化工工程設備管道與材料優化設計研究

孫宏艷

沈陽石油化工設計院有限公司 遼寧沈陽 110000

1 化工工程設備與管道布置

1.1 設備布置原則

化工與設備密切相關。同時，化工設備也將得到廣泛的應用。這些設備不能隨意放置。為了實現這一目標，需要遵循一定的原則。有效保證項目的順利進行。可根據以下原則進行安排。首先，設備的布置必須符合化學工藝設計的要求和規定：嚴格遵守相關的生產工藝。其次，設備應根據不同的功能區進行布置。輔助設施和主要設備布置時，一般輔助設施位于主要設備的下風方向。遠離安全區域內的爆炸區域。第三，在設備使用過程中，不可避免會有損壞等情況，因此設備在布置過程中必須滿足設備的維護。對于操作和施工要求，梯子通常是最好的坡道。四是設備布置應符合外觀要求。設備外觀布置的整潔可以減少操作過程中的誤差。費率：化工容器應根據容器的尺寸整齊布置，泵也應按標準化布置，泵的出口管道應整齊布置。第五，設立設備布置應盡可能開放，既能節約用地，又便于生產過程的通風和防火[1]。

1.2 管道布置的基本原則

除了上面所說的設備布置之外，化工工程建設中還有一個關鍵的布置，那就是管道的布置。通常，管道的布置也有幾個要遵循的原則：第一遵循基本流程。在進行化工工程中的管道的布置的時候要遵循基本的化工工藝流程，為了盡可能少地占用空間，同時便于維護和檢查，實際布置的時候要盡量做到架空管道。第二保證安全。管道布置不合理會出現安全問題，為了避免這樣的情況出現，在進行管道布置的時候要注意兩個問題：一是對于需要從底面穿插的管道來說，在進行布置的時候不能闊過或穿過別的建筑物或是設備，更不而能圍繞著工藝裝置來進行布置。二是拆卸區域和吊裝孔內部是絕對不允許布置管道的，氣體的排出的時候應該是從主管道的上方。第三距離合理。化工工程中需要的管道很多，在進行布置的時候一定要考慮到它們之間的距離，不能隨意布置。第四考慮管道的材質。不同管道的構成材料可能不同，對于一些固體材料的管道要考慮它們的彎曲半徑，而對于氣體管道的布置，這要嚴格遵守國家的相關規定[2]。

2 化工工程管道材料的優化設計

2.1 化工工程管道材料的選擇

化工工程管道材料直接決定著管道的實際應用質量，由于在化工工程生產中，許多物質具備一定的腐蝕性、易燃性以及易爆性，無論是氣體還是液體，都具有這種特性，因此在選擇化工工程管道材料的過程中，需要考慮管道內部的物質、管道的經濟性以及化工工程管道材料的實用性等方面內容，除此之外，化工工程管道材料的抗腐蝕性以及可加工性，也是化工工程管道材料選擇中需要考慮的主要因素。例如，以化工工程中的鋯為例，這種物質經常應用在醋酸工業中，應用的方面涉及到設備、容器、管道、泵以及換熱器中，鋯在蘇醋酸深生產中的腐蝕性較低，因此在選擇化工工程管道材料的過程中，可以根據醋酸的生產經驗和化工工程管道材料的分類等，選擇符合工藝生產要求的化工工程管道材料。針對儀表、蒸汽、軟水以及循環水的生產工藝中，化工工程管道材料需要具備一定的抗腐蝕性以及穩定性，可以使用低合金鋼以及碳鋼等材料。由于甲醇以及工藝水在實際生產中，產生的隨二胺物質并不具備腐蝕性，但是為了保證化工工程管道材料應用的安全性，則可以使用不銹鋼304作為化工工程管道材料。例如化工工程管道中的物質為甲醇、醋酸以及是氫氧化鉀等物質，可以選擇不銹鋼316L作為化工工程管道材料。在醋酸合成的過程中，管道中的物質除醋酸，還存在碘化氫以及碘甲烷等物質，以上物質具有較強的腐蝕性，因此化工工程管道材料需要具備較強的抗腐蝕性以及耐高溫、耐壓等特點。而在物料為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備較強的腐蝕性之外，還需要具備較強的抗磨損性能，通常情況下，可以使用HastelloyC-276。

2.2 工工程管道材料設計的注意事項

要想保證化工工程管道材料的設計質量，則需要明確化工工程管道材料設計中需要注意的問題。在實際化工工程生產中，由于壓力的不同，整個化工工程管道材料的選擇也會不同，如果管道需要承受的壓力級別為GC1，則需要選擇無縫連接的鋼管，例如GB5310以及GB6489等，如果使用的管道為GB8163，則需要對管道展開超聲波檢查，符合應用標準之后，再將其應用在實際化工工程中。如果管道需要承受的壓力等級為GC1，則在實際選擇化工工程管道材料的過程中，則不能使用碳素結構的材料以及鑄鐵的材料，另外，碳素結構以及碳錳鋼材料在實際使用的過程中，溫度需要控制在425攝氏度以下，而金屬材料在使用過程中，需要避免與腐蝕性的物質接觸，進而保證化工工程管道材料應用的安全性以及有效性。以上為化工工程管道材料選擇中需要注意的問題，只有在實際化工工程管道材料選擇中注意以上問題，才能夠對化工工程管道材料設計展開全面優化[3]。

3 結語

綜上所述，隨著人們對化工工程設備管道建設的關注程度逐漸提升，如何保證化工工程設備管道設計質量，成為有關人員關注的重點問題。本文通過研究化工工程設備與管道布置原則，對其進行研究，能夠大大提升化工工程設備管道和材料的設計質量，同時還能夠保證化工工程設備管道設計的安全性。由此可以看出，研究化工工程設備管道和材料的優化設計方案，能夠為今后化工工程設備管道和材料設計的發展奠定基礎。