2023年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

1设计范围.................................................................................1

2设计原则.................................................................................1

3一般工程设计规定.................................................................1

3.1计量单位.............................................................................1

3.2工程单位............................................................................2

3.3使用的计算软件......................................................................2

3.4现场气象条件........................................................................2

3.5标准和规范...........................................................................3

3.6物理性质.............................................................................3

4流程图...................................................................................3

4.1编号系统.............................................................................3

4.2符号................................................................................3

4.3工艺流程图的内容和升版...............................................................3

4.4管道和仪表流程图的内容和升版.........................................................5

5安全和环保(HSE)要求..............................................................8

5.1设计阶段HSE计划及程序...............................................................8

5.2装置设计中采用的环境保护措施........................................................8

5.3装置安全运行及操作人员的人身安全.....................................................8

5.4安全系统设计准则....................................................................9

5.5安全仪表系统(SIS)设计原则..........................................................9

5.6各装置反应部分快速泄压要求.........................................................10

5.7低液位停泵..........................................................................10

5.8带流量控制的离心泵最小流量旁路线....................................................10

5.9在工艺容器和泵之间的自动联锁阀.....................................................10

5.10重要用途备用泵的驱动机............................................................10

5.11进料罐或反应部分气液分离器的高液位.................................................10

5.12压缩机的隔离.......................................................................11

5.13倒流超压保护.......................................................................11

5.14排放要求...........................................................................11

5.15泵密封.............................................................................12

5.16处理苯的强制规定...................................................................12

5.17处理含H2s物流的强制规定...........................................................12

6设备设计基础...........................................................................12

6.1设计压力............................................................................12

1

6.2设计温度............................................................................16

6.3设备设计寿命.......................................................................17

6.4腐蚀裕量............................................................................18

7容器工艺设计...........................................................................19

7.1液体停留时间.......................................................................19

7.2其它...............................................................................19

8塔板和填料工艺设计.....................................................................20

8.1塔板...............................................................................20

8.2填料...............................................................................20

9换热器工艺设计.........................................................................20

9.1一般要求...........................................................................20

9.2管壳程流体的确定...................................................................20

9.3防冲板.............................................................................21

9.4换热终温...........................................................................21

10空冷器工艺设计........................................................................21

10.1空冷器设计余量.....................................................................21

10.2设计温度..........................................................................21

10.3管排数的确定......................................................................22

10.4管程数的确定......................................................................22

11加热炉工艺设计........................................................................22

11.1混相...............................................................................22

11.2液相..............................................................................22

11.3气相..............................................................................22

11.4易结焦的物流......................................................................22

12泵工艺设计............................................................................22

12.1设计余量...........................................................................22

12.2气蚀余量..........................................................................23

12.3泵的密闭排放......................................................................23

12.4泵的冷却..........................................................................23

12.5泵的封油和冲洗....................................................................23

13压缩机工艺设计.......................................................................23

13.1一般规定...........................................................................23

13.2工艺流程设计的一般要求............................................................24

14仪表和控制阀..........................................................................32

14.1控制系统...........................................................................32

14.2报警和停车装置....................................................................32

14.3隔断阀............................................................................32

2

14.4联锁切断阀.........................................................................33

14.5密封等级要求.......................................................................33

15安全阀................................................................................33

15.1一般规定...........................................................................33

15.2特殊规定..........................................................................33

16加热炉燃料气阻火器....................................................................33

17设备及管道排气与排液...................................................................33

17.1设备及管道排气管设置..............................................................33

17.2设备及管道排液管设置..............................................................34

17.3排气与排液阀门设置图..............................................................36

18管道系统工艺设计规定...................................................................36

18.1管道内单相流体流速及压力降控制推荐值...............................................36

18.2单相流............................................................................44

19保温材料..............................................................................54

20工艺和公用工程管道设计要求............................................................54

21火炬及排放系统.........................................................................57

21.1概述...............................................................................57

21.2排放设施上游管线的设计............................................................57

21.3气体排放系统.......................................................................57

21.4火炬/放空系统负荷分析..............................................................60

21.5下游管系的尺寸确定.................................................................61

21.6下游管系的布置.....................................................................61

21.7流量测量要求.......................................................................62

21.8管路设计...........................................................................63

21.9减少火炬负荷的措施.................................................................63

22采用的主要标准规范.....................................................................66

说明：

本文件解释权在设计管理部。

3

编号：

时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共71页

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SL本项目主要使用的单位见表3.1。

表3.1主要使用的单位

里单位符号

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时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共71页

压力（表压）MPa

压力（绝压）MPa

质量kg

长度m或mm

密度kg/m3

质量流量kg/h

流量

体积流量m3/h

液体（标准状态：15℃）m3

气相（标准状态：0℃）m3

热熔kJ/kg

热通量MW

动力粘度MPa-s或cP

3.2工程单位

321标准状态和焰基准

液体标准状态（STP）定义为：15.4昭和103.325kPa（a）

气体标准状态（STP）定义为：0。（2和101.325kPa（a）

培基准定义为：25。（2时的液体

322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。

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时间：2021年X月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共71页

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.OFA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230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。

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编号：

时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共71页

表4.3.0

各版PFD的内容

描述IFRRFDRFC

图纸

图号XXX

标题XXX

连续性XXX

设备

名称XXX

位号XXX

驱动器型式-XX

备用PXX

材质⑴XXX

尺寸和/或负荷PPX

操作温度和操作压力PXX

工艺数据

物料平衡PXX

能量平衡⑵PXX

物理性质⑵PXX

仪表

主要过程控制回路PPX

集散控制功能*PPX

远程指示*PPX

事故停车系统*PPX

安全泄压设备*PPX

管道

主要管线尺寸*PPX

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时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共71页

材质⑴PPX

相关文件

排放表PXX

公用工程消耗表PXX

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FAAFDAFCJ

图纸

图号XXXX

标题XXXX

连续性XXXX

设备

名称XXXX

位号XXXX

驱动器型式XXXX

备用XXXX

材质XXXX

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尺寸和/或负荷XXXX

电机额定功率-XXX

特殊设备详图--XX

制造厂详图--XX

管口尺寸、位置PPXX

隔热要求PXXX

设计温度和设计压力XXXX

工艺管线

管道尺寸XXXX

管道等级XXXX

管道编号XXXX

管道接点设计内容-XXX

管道设计详情--XX

仪表

功能设计内容XXXX

仪表编号XXXX

仪表设计详情-PXX

联锁关系示意图PXXX

仪表报警-PXX

阀门

型式XXXX

旁路XXXX

设备排净和放空XXXX

仪表根部或切断阀XXXX

控制和旁路阀的尺寸-PXX

安全系统

泄压设备XXXX

泄压设备的设定压力XXXX

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时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第7页共71页

泄压设备的尺寸-XXX

泄压管线尺寸-PXX

设计详情-PXX

隔热/拌热

设计详情（拌热器型式和尺PXXX

寸）

管道特殊件

特殊件编号PXXX

设计详情PXXX

公用工程

管线连接XXXX

控制XXXX

制造厂详图--XX

特殊说明

坡度管线PXXX

重要的标高PXXX

密封柱的要求PXXX

气压柱的要求PXXX

设计详细要求--XX

相关文件

管道接点表（管道专业提供）PXXX

管线表（工艺专业条件）PXXX

特殊件一览表（管道专业提供）PXXX

工艺仪表数据-PXX

疏水器一览表（管道专业提供）-PXX

因果图-PXX

连锁说明-PXX

操作手册（各单元）XX

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时间：2021年X月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第8页共71页

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装置中的烧类气体、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。

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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。

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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%o

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AP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°C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。

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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）PV4.0MPa时，一个单向阀；

b）4.0MPaVPV8.0MPa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）PV4.0MPa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、轻燃泵等）。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

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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）高于自燃点温度的燃类或温度大于250C；

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芳姓不小于25%（wt）的所有物流，下列措施适用：

a）密闭取样；

b）带地下罐的密闭芳烧收集系统，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为减少芳煌排放到环境中，所有被芳煌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