石化裝置中塔布置和配管設計探究
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摘 要：在進行石油化工工藝設計時，考慮到塔及其管線在運行中的特殊性，所以，在設計石油化工塔及配管的過程中，除了要考慮其美觀性和合理性，還需要可以達到設計要求，如此一來，才能保證石化工藝的安全運行，保證裝置處于最佳的運行狀態下。
關鍵詞：石化裝置;塔布置;配管設計
1 塔的布置
1.1 塔的平面布置
在對塔進行平面布置時，對于大中型的塔的布置時一般會采用露天布置的方法，對于小型或有特殊要求的塔可以安裝于室內。對于露天布置的塔群，在安裝布置多個塔時要盡可能的集中布置，盡量將塔的中心線布置在一條直線上，或者塔外壁成一條直線布置（沿塔的一邊切線對齊），對于直徑較小的塔，可以三角形布置或雙排布置，以提高其操作狀態的穩定性。對于直徑小于等于1m的塔可布置在框架內或框架的一側，利用框架來對塔進行加固。塔與其關聯設備，最好按照相關工藝流程就近布置。其中特別要注意的是兩塔之間的凈距離不宜小于2.5m，這樣塔的周圍就有充足的操作和配管空間，可以將這些空間分為配管區和操作檢修區，可以更加方便的進行操作、維護等工作。
1.2 塔的高度控制
塔的安裝高度主要由相關的工藝要求決定。對于工作在真空環境下操作的塔或需要從塔底抽出接近沸點液體的塔，在用泵抽出液體時容易出現閃蒸現象，所以在安裝時要考慮液體排出時的高度是否合適，針對這種情況一般用裙座結構將塔的高度進行抬高。其中用泵送出塔底液體時，泵的有效吸入高度應滿足需要吸入高度（有效吸入高度至少比需要吸入高度多0.3m）。對于工作在常壓或中、低壓環境下操作的塔，如果沒有特殊要求，可以直接在地面的基礎上進行安裝。
1.3 塔操作平臺設置
塔平臺的設置，應按最小用途設置。操作平臺應設置在人孔、液位計、手孔、閥門、塔頂吊桿等經常需要操作和檢修的位置，平臺的寬度一般在0.8m到1.5m之間。相鄰的兩層平臺之間的高度一般不要超過10m。如果有規定或著用戶有明確要求設計大于10m的層高的，應在兩層平臺之間設置梯間平臺用于休息。塔頂平臺的設置，考慮塔頂安全閥的檢修和拆卸空間以及對塔頂吊柱的操作，為確保安全，以圍繞全塔為宜。
2 塔裝置的配管設計
2.1 配管專業設計要點
對于配管設計來說，在滿足管線盡量短的工藝條件下，應避開構架柱子及斜撐，并找到合適的支架生根點，滿足支撐要求。同時支耳大小以及管口方位也由配管專業提出，支耳大小應考慮彈簧支架不應與設備保溫外壁相碰，管口方位應滿足工藝要求并便于操作和檢修，在現場施工安裝時需要先吊裝設備再鋪設平臺。
2.2 塔管線的管架設計
附塔管線要有足夠的支撐，對于大直徑高溫管線，應與應力分析人員一起確定管線的走向。一般地，第一個支架設置在管口附近，以減少管口的荷載，每隔一段距離設置一導向架，使管線不產生橫向位移和管口不產生力矩，最下面的導向架比下邊的彎頭至少高出25D。設置支架及應力分析要注意塔內的溫度梯度，以及因塔和管道材料不同引起的膨脹率的差別。
3 塔布置案例分析
以低溫甲醇洗工藝為例，進行塔裝置布置設計。整個低溫甲醇洗裝置中的大部分設備為塔、換熱器、泵，因此，做好這些設備的布置設計至關重要。
3.1 塔布置設計
低溫甲醇洗工藝（八塔流程）中包含有吸收塔、中壓閃蒸塔、CO2產品塔、H2S濃縮塔、N2氣提塔、熱再生塔、甲醇水分離塔和尾氣洗滌塔，塔的數量較多，在布置時需注意以下幾點：①各塔根據工藝流程順序布置在管廊兩側且盡量靠近框架;②塔和管廊之間布置管道，塔的另一側預留檢修場地，以滿足塔的吊裝、塔板裝卸，塔的人孔、手孔朝向檢修側;③塔和管廊立柱之間沒有布置泵時，塔外壁和管廊立柱之間距離一般為3～5m，一般在此區域內設置調節閥組、排水管道和排水井等;④塔和管廊之間布置泵時，應按泵的操作、檢修和配管要求確定有關距離，一般情況下，塔外壁和管廊立柱之間距離不宜小于2.5m;⑤塔底、塔側接入泵的，在塔的裙座高度設計時要充分考慮泵的汽蝕余量要求。
3.2 塔管線的布置
塔的配管，盡量集中在靠近管廊一側，即配管去內，呈扇形布置。由于塔頂餾出管線的管徑比較大，因此布置管線自上而下，使大直徑的管線首先占有空間位置，管線離開關口后，應改變方向，沿塔體平行方向布置。
3.3 附塔配管和支架設計
附塔管道布置時遵守以下原則：①附塔管道布置時首先要考慮操作和安全的相關要求;②附塔管道的布置要滿足工藝管道和儀表流程圖的設計要求;③在進行管道布置時應盡量使管道沿塔體分布，并且應注意有一個有序的外觀，便于支架的統一規劃;④應從塔頂至塔底自上而下的進行統一規劃。
4 結語
綜上所述，在進行石油化工工藝塔裝置及其配管設計時，要綜合考慮到運行中的實際情況，在保證美觀性和合理性的基礎上，達到塔平面布置、高度布置、平臺布置及配管設計的要求，如此一來，才能保證塔裝置運行的安全性和經濟性。
參考文獻：
[1]楊利軍.石油化工裝置夾套管設計[J].化工設計通訊，2018， 44（09）：88.
[2]陳曼玲.石油化工工藝蒸汽管道配管設計重點[J].化工管理，2018（27）：124-125.
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