工艺系统专业工程统一规定.docx

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工艺系统专业工程统一规定

工艺系统专业工程统一规定

目次

说明：

本文件解释权在设计管理部。

1设计范围

本规定适用范围为XXXX项目详细工程设计阶段工厂的基础设施、工艺装置界区和公用工程的设计。

本规定不适用于专利商的工艺设计。

这些工艺设计准则目的是为XXXXX项目详细工程设计阶段的工艺设计提供工程指南和程序。

这些准则将根据需要升版，将新出现的信息包括进来，调整相关内容以适应所涉及到的改变。

在本文件，“应”,“要”和“必须”应理解为强制遵守本指南，“宜”为强烈推荐遵守本指南。

偏离这些指南需要经工程项目组的批准。

工程项目的设计、施工和操作必须遵守工程项目组规定的所有项目的工程规定和中国的标准规范（见22节）。

本指南不认可对适用的标准和规范的偏离，不管其内容如何。

2设计原则

借鉴现代化工厂布置模式，结合中国国内的实际情况，在保证安全、有利生产、方便管理的前提下，生产装置尽可能的联合，集中控制、统一管理，公用工程和辅助设施尽可能靠近负荷中心，以尽量节约投资，减少占地和运营费用。

在基础设计文件基础上，进一步优化总图布置，以节约占地。

充分利用现有的公用工程设施、贮存设施、辅助生产设施、生活福利设施等的富裕能力，以提高本项目的经济效益。

严格落实国家环境保护总局对本项目的批示意见，采取措施减少排污，落实治理。

贯彻“安全第一，预防为主”的方针，确保本项目职业安全卫生技术措施和设施与主体工程同时投产使用。

认真落实国家安全生产监督管理局的指示，全面贯彻《劳动安全卫生预评价报告》中的要求。

严格执行中国的强制性标准。

如果专利商的标准和国外标准高于中国标准，则执行更严格的标准。

严格执行项目组制订的有关本项目的各项规定和原则。

3一般工程设计规定

3.1计量单位

原则上计量单位应使用国际单位制SI。

本项目主要使用的单位见表3.1。

表3.1主要使用的单位

量

单位符号

压力（表压）

MPa

压力（绝压）

MPa

质量

kg

长度

m或mm

密度

kg/m3

流量

质量流量

kg/h

体积流量

m3/h

液体（标准状态：

15℃）

m3

气相（标准状态：

0℃）

m3

热焓

kJ/kg

热通量

MW

动力粘度

MPa·s或cP

3.2工程单位

3.2.1标准状态和焓基准

液体标准状态（STP）定义为：

15.4oC和103.325kPa（a）

气体标准状态（STP）定义为：

0oC和101.325kPa（a）

焓基准定义为:

25oC时的液体

3.2.2计算/规定精度

计算和规定的数字一般应保留小数点后三位有效数字，但特别敏感和关键的数据可能会需要更高的精度。

3.3使用的计算软件

3.3.1流程模拟采用ASPENPLUS或PROⅡ软件进行计算。

3.3.2换热设备采用美国传热协会HTRI的XchangerSuit软件进行计算，包括无相变换热器、空冷器和重沸器，其它有效版本的换热设备计算程序也应该可行。

3.3.3塔类设备采用美国传质协会FRI的筛孔塔板计算程序与国内自己开发的有效版本的浮阀、填料等各类塔计算程序。

3.3.4脱硫及溶剂再生使用AMSIM软件进行流程模拟计算。

3.3.5其它单体设备有效版本的计算软件。

3.4现场气象条件

项目现场设计条件包括在设计规定文件中。

3.5标准和规范

工程项目的设计应根据项目组编制的标准和规范进行，同时应遵守所有中国规范，例如关于建筑物、压力容器、安全、健康、环境等方面的规范，详见标准规范清单XXXXXX及第21节所附“标准和规范”。

3.6物理性质

对于常规性的化学品、混合物和产品的物料性质应由专利商和供货商提供，并由承包商和业主共同协商。

4流程图

工程项目的工艺流程图（PFD）、管道和仪表流程图（P&ID）、公用工程流程图（UFD）、热量和物料平衡（HMB）将由不同方提供：

对于工艺装置，这些文件将由技术的提供方和工程设计方提供。

公用工程和辅助设施则由工程设计方提供。

4.1编号系统

设备、仪表、PFD、P&ID、UID等文件和图纸的编号规定，详见本项目的规定文件。

4.2符号

设备、管道、仪表/控制符号见PFD首页图和P&ID首页图。

4.3工艺流程图的内容和升版

PFD将由技术提供方或设计（或承包）方提供。

PFD是通过在不同的设计阶段的升版逐渐完善的，通常采用的各阶段版次及定义详见本项目的规定文件

Rev.0FA基础设计供审核/批准版

Rev.1,2,…AFD设计版

Rev.next#AFC施工版

PFD在上述版次中包含的内容如表2.3.0所示，其中“P“表示是初步的数据。

需在以后的版次中修改和确认的，“X”表示在当前版中应包括的最新内容。

表4.3.0

各版PFD的内容

描述

IFR

RFD

RFC

图纸

图号

X

X

X

标题

X

X

X

连续性

X

X

X

设备

名称

X

X

X

位号

X

X

X

驱动器型式

-

X

X

备用

P

X

X

材质

（1）

X

X

X

尺寸和/或负荷

P

P

X

操作温度和操作压力

P

X

X

工艺数据

物料平衡

P

X

X

能量平衡

（2）

P

X

X

物理性质

（2）

P

X

X

仪表

主要过程控制回路

P

P

X

集散控制功能*

P

P

X

远程指示*

P

P

X

事故停车系统*

P

P

X

安全泄压设备*

P

P

X

管道

主要管线尺寸*

P

P

X

材质

（1）

P

P

X

相关文件

排放表

P

X

X

公用工程消耗表

P

X

X

注：

（1）可在此材料流程图中体现。

（2）可出单独的物流数据表，包括物流数据、能量平衡及物性数据。

*必要时这些应包括在`扩展的PFD`中。

4.4管道和仪表流程图的内容和升版

P&ID将由技术提供方或设计（或承包）方提供，P&ID是通过在不同的设计阶段的升版逐渐完善的，通常采用的各阶段版次及定义如下：

Rev.0FA基础设计供审核/批准版

Rev.1,2,…AFD设计版（在基础设计结束时发表）

Rev.next#AFC施工版

Rev.next#J竣工图/最终版

P&ID在上述版次中包含的内容如表2.4.0所示，其中“P“表示是初步的数据。

需在以后的版次中修改和确认的，“X”表示在当前版中应包括的最新内容。

表4.4.0

各版P&ID的内容

描述

FA

AFD

AFC

J

图纸

图号

X

X

X

X

标题

X

X

X

X

连续性

X

X

X

X

设备

名称

X

X

X

X

位号

X

X

X

X

驱动器型式

X

X

X

X

备用

X

X

X

X

材质

X

X

X

X

尺寸和/或负荷

X

X

X

X

电机额定功率

-

X

X

X

特殊设备详图

-

-

X

X

制造厂详图

-

-

X

X

管口尺寸、位置

P

P

X

X

隔热要求

P

X

X

X

设计温度和设计压力

X

X

X

X

工艺管线

管道尺寸

X

X

X

X

管道等级

X

X

X

X

管道编号

X

X

X

X

管道接点设计内容

-

X

X

X

管道设计详情

-

-

X

X

仪表

功能设计内容

X

X

X

X

仪表编号

X

X

X

X

仪表设计详情

-

P

X

X

联锁关系示意图

P

X

X

X

仪表报警

-

P

X

X

阀门

型式

X

X

X

X

旁路

X

X

X

X

设备排净和放空

X

X

X

X

仪表根部或切断阀

X

X

X

X

控制和旁路阀的尺寸

-

P

X

X

安全系统

泄压设备

X

X

X

X

泄压设备的设定压力

X

X

X

X

泄压设备的尺寸

-

X

X

X

泄压管线尺寸

-

P

X

X

设计详情

-

P

X

X

隔热/拌热

设计详情（拌热器型式和尺寸）

P

X

X

X

管道特殊件

特殊件编号

P

X

X

X

设计详情

P

X

X

X

公用工程

管线连接

X

X

X

X

控制

X

X

X

X

制造厂详图

-

-

X

X

特殊说明

坡度管线

P

X

X

X

重要的标高

P

X

X

X

密封柱的要求

P

X

X

X

气压柱的要求

P

X

X

X

设计详细要求

-

-

X

X

相关文件

管道接点表（管道专业提供）

P

X

X

X

管线表（工艺专业条件）

P

X

X

X

特殊件一览表（管道专业提供）

P

X

X

X

工艺仪表数据

-

P

X

X

疏水器一览表（管道专业提供）

-

P

X

X

因果图

-

P

X

X

连锁说明

-

P

X

X

操作手册（各单元）

X

X

5安全和环保（HSE）要求

5.1设计阶段HSE计划及程序

5.1.1在不同的设计阶段根据业主的要求制定相应的HSE计划，并予以实施。

5.1.2针对XXX等装置的特点和业主的要求，进行HAZOP分析。

5.1.3装置进行的HAZOP研究将完全符合业主的HSE策略及目标的要求。

5.2装置设计中采用的环境保护措施

5.2.1装置围堰内雨水进入含油污水系统，围堰外雨水沿坡向流到装置外渗入地下。

5.2.2装置区尽量减少含油污水井的设置，采用重力流敷设，进污水处理场的含油污水池，支管进主干管前水封。

5.2.3调节阀前设置排水沟，排水沟采取防止雨水、大块污物进入的措施，出口进入含油污水系统。

5.2.4装置产生的含硫污水密闭送入含硫污水汽提装置进行处理。

5.2.5加热炉采用脱硫燃料气，减少废气中污染物排放量，使废气排放符合环保专业有关的设计规定中所列标准的要求。

装置在不正常操作时排放的废气均密闭排放到火炬系统。

5.2.6装置中的烃类气体、酸性气、有毒气体、有毒液体、轻重污油、含硫污水、废碱、废脱硫溶剂、废化学药剂等所有能对人和环境造成危害的介质排放均应密闭排放。

5.2.7装置排放的废渣能回收的回收，不能回收则送到废渣填埋场填埋处理。

5.2.8液化石油气或天然气储罐容积大于或等于50m3时，其液相出口管线上宜设远程操作阀和自动关闭阀，液相进口管道设单向阀。

罐底宜设预留给水管道接头。

5.3装置安全运行及操作人员的人身安全

5.3.1危险物料应得到控制。

在危险物料的输送、运输、使用、储存、加注等各环节，严格按照程序、要求等操作，各装置根据具体情况，设置相应的安全设施。

如放射性料位计的安全措施、注硫化剂区域的洗眼器设施、有毒气体采样的防毒面具措施等。

5.3.2根据装置的平面布置，环保专业提出洗眼器的具体位置及要求，给排水专业完成。

5.3.3泄压、防爆等应有安全设施。

对在不正常条件可能超压的设备和管道装设安全阀。

5.3.4应有必要的检测、报警设施。

根据装置的具体情况设置可燃气体报警仪、有毒气体报警仪（如硫化氢报警仪）、氢气报警仪、粉尘报警仪等。

5.3.5生产过程中的报警或停车联锁应有保护措施。

根据具体要求设置液位、温度、压力、流量等高低报警，甚至高高、低低报警。

5.3.6应有消防设施。

根据GB50160-1992《石油化工企业设计防火规范》（1999年版）的要求，在装置不同地方设置不同的消防设施。

如在框架、塔区等处设置消防竖管，在相应部位摆放灭火器、设置水炮等。

5.3.7应有安全距离、疏散、急救通道。

5.3.8应有通风、降温、减噪及防高空坠落等防护措施。

5.3.9应有配备个人劳保用品等急救设施。

5.4安全系统设计准则

本项目加工的物料是易燃易爆的介质，并且含有硫化氢等有毒气体。

在装置发生火灾、设备或管线连接法兰严重泄漏时，对人身、设备将构成严重的威胁。

因此安全系统的设计是保证装置安、稳、长、满、优操作的保障。

5.4.1防火

在装置布置时中严格执行GB50160-1992《石油化工企业设计防火规范》（1999年版）和GBJ16-1987《建筑设计防火规范》（2001年版）的防火规范。

设备、设施和建筑物等之间的防火间距满足规范要求，建筑物的耐火等级和钢结构的耐火保护严格遵守规范要求。

5.4.2防爆

严格执行GB50058-1992《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》。

在装置布置设计中正确合理协调易燃物质释放源与装置内的变配电所、控制室、明火设备之间的关系。

尽可能限制和缩小危险区的范围。

5.4.3防毒

防毒主要是防止硫化氢中毒。

酸性气、液化气、含硫污水和富胺液等物流中均含有硫化氢，这些气体或液体泄漏或放空，硫化氢都会泄防出来。

设计时针对这些相关部位泄放源在附近设置固定式检测报警仪，报警信号送至控制室，灯光显示。

含硫污水密闭排放，送至污水汽提装置。

5.4.4防噪声

设计选用低噪声设备，加热炉采用低噪声火嘴，蒸汽放空口加设消声器，使装置噪声符合环保专业设计规定中所列要求。

5.4.5安全防护

尽量消除或减少可燃气体和易燃液体蒸汽的产生和积聚，装置内可燃气体和易燃液体均采用密闭系统排放。

对在不正常条件可能超压的设备装设安全阀，对于可能高压串低压的部位，需要采取措施防止高压串低压，低压部分安全阀的泄放量能满足串压时的泄放量。

安全阀的设置要满足规范要求。

设置紧急停车系统。

5.5安全仪表系统（SIS）设计原则

5.5.1各应设置安全仪表系统，确保装置操作的安全。

5.5.2根据装置具体情况确定安全可靠的联锁方案。

5.5.3根据装置的具体情况设置紧急停车系统、紧急放空系统。

5.5.4各工艺装置要在PID图上把相关的联锁关系、SIS的配置简单地表示出来。

5.6各装置反应部分快速泄压要求

5.6.1着火情况

对于操作压力大于1.7MPa反应部分，正常考虑在15min时间内用手动按钮把压力泻至0.7MPa或容器设计压力的50%。

5.6.2失控情况

对于可能会发生失控的反应器，将指定泻压装置并根据SIL值动作。

对于失控的危险情况，相应泻压的SIS根据SIL值设定好。

5.7低液位停泵

5.7.1对下列情况，在上游容器低低液位（LL）时自动联锁停泵：

a）压差ΔP大于7.0MPa的进料泵；

b）无密封泵。

5.7.2对所有其它情况，工程承包商应检查泵的供应商是否有自动停车要求。

PID图上会有注释。

5.8带流量控制的离心泵最小流量旁路线

5.8.1对下列情况考虑带流量控制的离心泵的最小流量旁路线：

a）多级泵的压差大于3.5MPa；

b）驱动机的动力大于160kW。

5.8.2因工艺原因（低处理量），装置60%负荷时，离心泵的流量小于泵制造厂给出的最小连续稳定流量的情况下，设置最小流量旁路线。

5.8.3泵出口控制阀为事故关。

5.8.4泵数据表给出工艺流量，不包括最小流量，最小流量应由泵供应商给出。

5.9在工艺容器和泵之间的自动联锁阀

对下列情况考虑设置自动联锁阀：

a）体积超过8m3轻组分（LPG）的工艺容器；

b）体积超过8m3并且装有超过自燃温度的产品或者温度大于250℃工艺容器；

c）体积超过16m3并且装有易燃产品的工艺容器；

d）自动联锁阀的关闭应导致相关泵的自动停车。

5.10重要用途备用泵的驱动机

对于重要用途的泵在选定蒸汽透平做驱动机的情况下，正常操作的泵用蒸汽透平做驱动机，备用泵用电机驱动。

5.11进料罐或反应部分气液分离器的高液位

为避免超量灌装，要求有独立的高液位报警（LAH），必要时在进料罐进口管线增加隔离阀。

5.12压缩机的隔离

为减小压缩机区着火的影响后果，在功率大于150kW和输送易燃或有毒气体的任何压缩机出入口加装遥控隔断阀（电动或风动）。

5.13倒流超压保护

5.13.1在泵的出口应考虑下列设置以防止倒流，当泵出口压力为：

a）P＜4.0MPa时，一个单向阀；

b）4.0MPa＜P＜8.0MPa时，不同类型的两个单向阀（杆或轴吹止式，无撞击型最合适）；

c）P＞8.0MPa时，不同类型的两个单向阀（杆或轴吹止式，无撞击型最合适），增加设置低流量情况下切断联锁功能。

5.13.2若同一位号的泵有备用时，在泵的入口应考虑下列措施以防止倒流发生而引起的危险，当泵出口压力为：

a）P＜4.0MPa时，入口阀门等级同出口阀门等级；

b）P＞4.0MPa时，入口阀门等级同出口阀门等级或不提高等级而增加一个安全阀，根据投资情况选择经济合理的方案。

5.13.3倒流量按下列原则考虑：

a）泵出口一个单向阀，倒流量按正常流量的90%计算；

b）泵出口两个单向阀，倒流量按正常流量的10%计算。

5.14排放要求

为了减少对环境的污染，该项目应该对环保措施足够重视，原则上废物料的排放均应密闭排放。

至少应按满足下列要求。

5.14.1废气（氮气、空气除外）密闭排放至火炬系统。

特别要注意泵体的废气放空、现场仪表的废气放空也要密闭排放。

对于蒸汽压高、降压后容易汽化的介质放空，应设置泄压线到放空系统（如汽油泵、轻烃泵等）。

对压缩机入口分液罐、燃料气分液罐等的脱液排放可直接排放到放空系统。

5.14.2对比柴油轻的介质（包括柴油），其污油排放均应密闭排放至地下污油罐，密闭送出装置。

特别要注意的是调节阀、泵进出口、泵入口过滤器、泵体、仪表（如液面计）、低点等部位的排放应密闭排放。

5.14.3对于重油的污油排放原则上要求密闭排放。

可根据具体情况具体设计，若不能密闭排放，其排放阀均应设计丝堵，不能泄漏。

检修小量排放时，应考虑采用经济合理措施收集废油（如用桶收集或其它），不允许排放到地面。

5.14.4装置含硫污水应尽量减少排放量，其排放阀应加丝堵，不能排入地漏。

或者在装置内设置地下含硫污水系统。

污水汽提装置应设置地下废水收集罐，所有排放阀都要配带盲板，并密闭排放到地下废水收集罐。

5.14.5硫磺回收装置废胺液排放量应尽量减少，其排放阀应加丝堵，不能排入地漏。

或者在装置内设置地下废胺液手机系统。

集中脱硫装置和溶剂再生装置均应设置地下废胺液收集罐，所有排放阀都要配带盲板，并密闭排放到地下废胺液收集罐。

5.15泵密封

在输送下列介质情况下，应考虑采用双机械密封（受压或非受压要根据工艺需要考虑）或无密封泵（如屏蔽泵）：

a）LPG；

b）高于自燃点温度的烃类或温度大于250℃；

c）有毒或致癌流体；

d）操作压力为5.0MPa的泵。

5.16处理苯的强制规定

由于苯的致癌性，应采取适用的预防措施。

5.16.1对所含苯不小于0.5%（wt）和含C7～C9芳烃不小于25%（wt）的所有物流，下列措施适用：

a）密闭取样；

b）带地下罐的密闭芳烃收集系统，以收集相关工艺部分的排放，地下罐放在露天的坑里；

c）如果操作条件允许，采用双机械密封或无密封泵；

d）阀、法兰和连接件的详细设计应满足TWA（Time-WeightedAverage）暴露限制的要求，即8小时工作日1ppm（OSHA的要求）。

5.16.2为减少芳烃排放到环境中，所有被芳烃饱和的水流都应被送至适当的加工和处理设施处理。

5.17处理含H2S物流的强制规定

5.17.1当工艺装置有H2S含量不小于10ppm（wt）的物流时，考虑要避免H2S泄露到大气中，应采取下列预防措施：

a）取样流程带密闭回路；

b）减压膨胀后会释放H2S的压力液体的排凝应送至工指定的专用系统：

Ø1）用于烃类的放置在露天坑里的地下罐；

Ø2）用于酸水的酸水处理系统。

5.17.2在工艺装置内，应提供足够的H2S检测系统。

6设备设计基础

6.1设计压力

6.1.1设备的设计压力定义

a）压力：

除注明者外，压力均系指表压力（SH3074石油化工钢制压力容器规定）。

b）设计压力：

指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷的条件，其值不低于工作压力（SH3074石油化工钢制压力容器规定）。

c）正常工作压力：

指设备在正常运行工况，它包括：

正常操作、开停工工况、再生工况、改变进料工况和预期实际操作可能波动的工况下可能达到的最高工作压力。

d）最高工作压力：

1）承受内压的压力容器，其最高工作压力是指在正常使用过程中，顶部可能出现的最高压力（“压力容器安全技术监察规程”规定）。

2）承受外压的压力容器，其最高工作压力是指压力容器在正常使用过程中，可能出现的最高压力差值；对夹套容器指夹套顶部可能出现的最高压力差值（“压力容器安全技术监察规程”规定）。

6.1.2设备最高工作压力的确定

在确定设备最高工作压力时，应考虑正常运行工况，它包括：

正常操作、开停工工况、再生工况、改变进料工况和预期实际操作可能波动的工况，以及系统附加条件（如系统压力变化、系统中其它设备的影响、安全阀在系统中的相对位置对设备最高工作压力的影响等情况）。

设备最高工作压力应是正常工作压力和考虑系统附加条件后可能达到的最高压力中的较大值。

必须注意的是，由于各种工况所对应的温度有时差别较大，在确定设备最高工作压力时，有必要分别列出不同工况下对应的最高工作压力。

相应地，设计压力提出时必须指出对应的设计温度。

各类系统中设备最高工作压力的选取如下：

a）离心泵系统

1）泵出口侧最后切断阀上游设备的最高工作压力，等于泵吸入侧容器的最高工作压力，加上泵出口关闭压差、再加（或减去）静压头。

2）泵出口侧最后切断阀下游设备的最高工作压力，应是设备的正常工作压力并加上系统附加条件后的最高压力。

b）容积式泵系统

容积泵的输出压力主要受泵壳体的强度和驱动机的力距限制，因此对容积式泵通常不用“关闭压力”一词，而用“停止压力”（即使得驱动机停止运转所需压差）。

“停止压力”通常比它的正常工作压力高许多，因此，容积式泵输出管道上的设备不应按“停止压力”设计。

容积式泵输出管道上的设备最高压力是工艺专业提出的设备最高工作压力加上系统附加条件。

容积泵出口管道上设备的最高工作压力，可取设备的正常工作压力加上系统附加条件。

其压力应足够高，以避免压力波动时安全阀起跳。

c）冷冻系统

冷冻系统的设备最高工作压力，其高压侧和低压侧应分别确定。

冷冻系统在停车后，高压侧压力将降低，而低压侧压力将升高至系统中两侧压力相等，此时的压力即为“停车压力”（按高压侧至低压侧等焓节流来计算）。

高压侧的最高工作压力应高于“停车压力”；低压侧的最高工作压力为“停车压力”加上一定的裕量，此裕量取决于系统停车期间输入的热量和冷冻剂的热力学性质。

长期停车时低压侧的