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SH／T 3121-2022 石油化工装置工艺设计规范.pdf

石油化工装置工艺设计规范

SH/T3121—2022 代替SH/T3121—2000

某轻轨高架车站施工组织设计SH/T3121—2022 代替SH/T3121—2000

Specificationforprocessdesigninpetrochemicalprocessingunits

中华人民共和国工业和信息化部发

范围 规范性引用文件 基本规定 年开工时数和设计负荷 催化剂、溶剂和化学药剂 能耗及节能措施 设备·. 7.1 一般规定 7.3热交换器 7.4泵和压缩机 7.5辅助容器· 8安全泄压与危险介质排放 ·8 8.1安全泄压 .8 8.2危险介质排放 10 9取样和分析 10 9.1取样 ·10 9.2分析 .11 10环境保护、工艺安全和职业卫生 10.1环境保护 12 10.2工艺安全 12 10.3职业卫生 12 附录A（资料性附录） 典型石油化工装置的催化剂、溶剂和化学药剂消耗量 14 A.1典型石油化工装置的催化剂消耗量 14 A.2典型石油化工装置的溶剂和化学药剂消耗量 16 附录B（资料性附录）史 典型石油化工装置的设计能耗值 21 本规范用词说明. 24 附：条文说明 25

SH/T 3121—2022

SH/13T2T 2022 本规范历次版本发布情况为： 1986年首次发布为SHJ1076一86《炼油装置工艺设计技术规定》，2000年第1次修订为SH/T3121 2000《炼油装置工艺设计规范》，本次修订为第2次修订。

规范历次版本发布情况为： 86年首次发布为SHJ1076一86《炼油装置工艺设计技术规定》，2000年第1次修订为SH/T3121 炼油装置工艺设计规范》，本次修订为第2次修订。

石油化工装置工艺设计规范

本规范规定了以石油和石油产品为原料的石油化工装置的工艺设计原则及技术要求。 本规范适用于新建石油化工装置的工艺设计。

下列文件对于本规范的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。 GB/T150.1压力容器第1部分：通用要求 GB30000.18化学品分类和标签规范第18部分：急性毒性 GB50016建筑设计防火规范 GB50058爆炸危险环境电力装置设计规范 GB50160石油化工企业设计防火标准 GB/T50441石油化工设计能耗计算标准 GB/T50493石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准 GBZ1工业企业设计卫生标准 GBZ/T230职业性接触毒物危害程度分级 SH3009石油化工可燃性气体排放系统设计规范 SH/T3010石油化工设备和管道绝热工程设计规范 SH/T3024石油化工环境保护设计规范 SH/T3047石油化工企业职业安全卫生设计规范 SH/T3146石油化工噪声控制设计规范 SH/T3210石油化工装置安全泄压设施工艺设计规范

3.1装置工艺设计应具备下列条件

符合有关的基本建设程序的批准文件。 b) 2 工程项目的性质、装置规模、原料及产品方案已确定。 c）完整的工艺基础数据。 d）水、电、蒸汽、压缩空气、燃料等公用工程的供应条件，催化剂、溶剂和化学药剂的有关参数。 e）建设地区的地形、地质、地震、水文及气象资料。 f）装置在工厂总图中的具体位置，及其与相邻和相关工艺装置、罐区、系统管廊的关系已明确， 3.2工艺方案、环境保护方法及主要设备的选择应进行技术和经济方面的比较。优先选择技术先进、 安全可靠和节能环保的工艺技术，对首次工业化的新开发技术应进行可靠性论证。不得使用国家明令淘 汰、禁止使用的工艺、设备和材料等。

3.3装置的产品为工厂的最终产品时，应符合国家、行业或合同规定的产品质量标准。装置的 工厂的最终产品的组分时，应符合产品调和对该组分的质量要求。 3.4对装置开停工或操作异常时的不合格产品，应采取措施进行处理。

4.1 除工艺限制条件外，炼油装置的设计年开工时数不宜低于8400h，化工装置的设计年开工时数不 宜低于8000h 4.2装置的正常设计负荷应按照批准文件规定的装置规模设计，其操作弹性下限可为设计负荷的60%， 装置整体的水力学弹性上限不宜高于设计负荷的110%。对有特殊要求的装置，装置的操作弹性可按需 要调整。

5催化剂、溶剂和化学药剂

5.1装置设计宜通过工艺及工程技术、设备选型及使用方式等的优化，减少装置的催化剂、 学药剂的消耗量。优先选择安全环保的催化剂、溶剂和化学药剂。 5.2典型石油化工装置的催化剂消耗量参见附录A的表A.1。 5.3典型石油化工装置的溶剂和化学药剂消耗量参见附录A的表A.2。

6.1装置的能耗计算宜按GB/T50441执行。典型石油化工装置的设计能耗值参见附录B的表B.1。 6.2装置应采用先进、节能的工艺技术，优化回流比、剂油比、注汽率、压力和温度等工艺参数。 6.3装置间宜选用热联合。热进料或热出料时，宜根据工艺过程和设备要求，并参照上下游装置的用 能优化及安全分析结果，确定原料或产品进出装置的温度。 6.4原料或产品经由系统罐区时，其进、出装置温度宜按表6.4确定，并应满足系统罐区的接收要求。

表6.4进出装置介质的温度

SH/T 3121—2022

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表6.4 进出装置介质的温度（续）

6.5应优化装置换热流程，宜优化装置与其他工艺装置的热集成。在经济合理的条件下，宜采取有效 措施回收装置的能量。 6.6加热炉应采用满足环保要求的燃料规格，加热炉设计的热效率不宜低于表6.6中的规定值，且设 计热效率宜考虑投资的经济性。设有多台热负荷较小的加热炉时，可采用联合余热回收系统，以提高加 热炉的热效率。

表6.6加热炉的热效率

表6.6加热炉的热效率（续）

6.7装置内压力较高的蒸汽宜采取逐级利用方案回收其能量。 6.8在经济合理的条件下，宜采用低温热能回收与利用设施。工艺介质进空气冷却器（以下简称空冷 器）的温度不宜高于120℃，进水冷却器的温度不宜高于80℃。 6.9设备和管道应采用绝热措施以降低能量损失。绝热材料种类及厚度的选用宜按SH/T3010执行。 6.10对负荷变化较大的电机，在经济合理的条件下，宜采用变频调速技术。

7.1.1确定塔、反应器、热交换器、容器、泵和压缩机等设备的最高或最低工作压力和最高或最低工 作温度时，宜考虑正常操作、开/停工、再生、装置进料变化及预期工厂实际操作数据可能波动等多种 工况。最高工作压力和最高工作温度不同时出现在一种工况时，不应将所有的最极端工作条件组合在 起用以确定设计条件，而应将每种工况的工作温度和工作压力成对地用以确定该工况的设计条件。对于 短时间非工作工况，应具体分析并提出该工况的设备校核条件。 7.1.2设备的设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。对于工作状态在0℃以下 的设备，宜考虑介质、环境温度及其他制冷因素的影响，设计温度不得高于元件金属在工作状态中可能 达到的最低温度。内构件的设计及材料应能满足工作状态下可能达到的最高或最低温度要求。

应根据介质的性质、流量、允许压力降等工艺条件的要求，通过投资、操作费用、设备维护 技术经济比较，合理选择塔内件，宜采用经工业装置验证过的高通量、高效、节能的塔内件。 根据通量选择塔内件时，可通过比较流动参数选择内件形式。流动参数可按式（7.2.2）计算。

F=（L/V）（pg/p） 1/2

Fp=（L/V)（pg/p）

式中： F一一流动参数； L一一液相质量通量，kg/（m²s)； V一气相质量通量，kg/（m²·s)； Pg一一气相密度，kg/m²； P1—液相密度，kg/m3。 当F,小于0.05时宜选规整填料；当Fp在0.05～0.2时可选塔板或填料，首选塔板；当F,大于0.2 时宜选塔板。 7.2.3对具有不结垢、不结焦和不含固体粉末的介质，当压力降是关键因素时，可选用填料塔、网孔 板塔或高开孔率筛板塔；当压力降不是关键因素时，可选用浮阀塔、固阀塔或筛板塔；在要求负荷弹性 范围大于3：1时宜选用浮阀塔。 7.2.4对具有中等程度结垢或结焦特性的介质，当压力降是关键因素时，宜选用无堰大孔径筛板塔；

内蒙12J5_1-平屋面.pdfSH/T3121—2022

7.3.1 应根据介质的性质、流量、温度、压力及允许压力降等工艺条件的要求，通过投资、操作费用 设备维护费用等技术经济比较，合理选择换热器。

3.2换热器的结构型式应按下列原则确定： a）浮头式换热器适用范围广泛，没有特别要求的场合，可选用浮头式换热器。 b）固定管板换热器可用于冷、热流进口温度差不大、管内介质腐蚀性不强、壳程介质污垢系数不 大于0.00035m^K/W或所结污垢可用化学清洗方法去除的场合。应根据换热管及壳体金属壁 温，通过结构计算确认是否设置膨胀节。 c）当操作压力较高或管程与壳程因内漏造成介质混合，影响产品质量或影响安全操作时，宜选用 U形管换热器。采用双管板结构可进一步降低固定管箱端泄漏风险。 d）套管式换热器可用于介质流率较小、需要传热面积较小的场合，尤其适用于此时此物流含有固 体颗粒的工况。 e）绕管式换热器可用于洁净介质的换热，可以实现多股物流换热。 f）板框式换热器宜用于操作温度和操作压力较低的工况；板壳式换热器宜用于洁净介质的换热， 可用于操作温度和操作压力相对较高的工况；板翅式换热器宜用于洁净、无腐蚀性介质的换热， 可实现多股物流换热。 g）螺旋板式换热器可用于高黏度、易结软垢或有纤维、固体悬浮物介质的换热。 3.3为塔内物料分馏提供热源的再沸器，其出、入方物流密度差产生的静压差足以提供使物流通过 沸器自循环动力时，宜选用热虹吸式。当再沸器内介质质量汽化率要求小于或等于35%时，可选用 次通过式再沸器；当再沸器内介质质量汽化率要求大于35%时，宜选用循环式再沸器或釜式再沸器； 介质为高黏度、易结垢的液体或该再沸器循环系统的阻力降较大时，宜选用强制循环式再沸器。

SH/T3121—2022

低时，可选用大直径的无缝钢管。 7.3.5管壳式换热器的折流板型式和间距应根据传热效率、允许压力降和防振要求确定。折流板间距 最大不宜超过壳体内径，最小不宜小于壳体内径的20%，且不小于50mm。对两相流换热器，折流板的 型式和间距应满足两相流的要求。 7.3.6宜根据获得更高的传热系数、合理的压力降、特定的工艺工况要求和便于维修等因素，并综合 考虑换热器的安全性与经济性，确定流体布置在换热器的管程或壳程。 7.3.7管壳式换热器管内液体介质的流速不宜大于3m/s；循环冷却水在管内的流速不宜小于0.8m/s。 7.3.8换热器冷热端介质的温差及温差校正系数应遵循下列原则： a）采用夹点技术进行换热网络设计时，冷、热端介质温差应按夹点设计法确定。 b）单台换热器的冷、热端介质温差，宜通过换热量和换热面积的技术经济比较后确定。 c）水冷却器的冷端介质温差不宜小于5℃。 d）温差校正系数不宜小于0.8。

a）当管程为控制热阻时，宜采用内插件等管内强化传热措施。 b）当壳程为控制热阻时，宜采用壳程强化技术，当垢阻较小时，可以采用螺纹管、横纹管、螺旋 槽管等。 c）当需要同时强化管内、管外传热时，可采用双面强化型换热管（如扭曲管、波纹管等）。 d）当需要强化沸腾介质传热效果时，可采用机械加工型表面多孔管或喷涂、烧结型表面多孔管。 7.3.10在满足使用要求及设备制造要求的前提下龙门吊安装与拆除专项安全施工方案，宜选用传热面积较大的单台换热器。 7.3.11当需要降低循环水用量时，用于冷凝冷却的冷却器宜选用空冷器或空冷器和水冷器组合式冷凝 冷却器。空冷器的选用宜按下列条件确定： a）当热流体出口温度与空气入口温度之差不小于15℃时，宜选用干式空冷器。 b）当热流体出口温度与空气入口温度之差小于15C时，可采用表面蒸发式空冷器或空冷器和水冷 却器组合。 c）水蒸气真空冷凝时，宜采用斜顶式空冷器。 d）空冷器宜选用高翅片式换热管。当热流体为高黏度介质时，宜选用光管空冷器。 7.3.12空冷器的空气计算温度宜采用建厂地区历年最热月的日最高气温（干球温度）平均值加上 3°℃~4°℃。 7.3.13有防冻要求的空冷器应采用鼓风式并设置百叶窗，当仍存在冻凝问题时，宜设置外加热源伴热 采用热风循环等方式维持温度。

.4.1应根据被输送介质的物性、工艺参数和用途等，按下列原则合理选择泵的型式： a）对于流量较大、扬程相对较低、黏度小于650mm2/s的液体介质，宜选用离心泵。小流量、高 扬程的液体宜选用高速离心泵。液体含有固体颗粒时，宜选用特殊离心泵。 b）对于流量较小、扬程较高、黏度不大于35mm²/s、温度不大于110℃的液体介质，要求流量扬 程曲线较陡时，宜选用旋涡泵。 c）对于流量小、扬程高、黏度大的液体介质，宜选用容积式泵。润滑性能差的液体不宜选用齿轮 泵和三螺杆泵，可选用往复泵。流量较小、温度较低或压力要求稳定的，宜选用转子泵或螺杆 泵。 d）液体需要准确计量时，可选用计量泵或比例泵。 e）输送毒性危害程度为极度危害或高度危害、急性毒性类别为1或2、物料贵重或要求无泄漏的