文/李立权中石化洛阳工程有限公司 渣油加氢技术包含固定床渣油加氢处理、切换床渣油加氢处理、移动床渣油加氢处理、沸腾床渣油加氢处理、沸腾床渣油加氢裂化、悬浮床渣油加氢裂化、渣油加氢一体化技术及相应的组合工艺技术。随着原油的重质化及劣质化、分子炼油技术的发展、环境保护要求的日益严格、市场对轻质油品需求、石油产品清洁化和石化企业面临的激烈竞争，各种渣油加氢技术将快速发展。 １国内外渣油加氢工程化技术应用现状 我国渣油加氢工程化技术起步较晚，１９９９年１２月我国开发的首套２．０Ｍｔ／ａ固定床渣油加氢技术实现了工程化；２０００年１月世界首套上流式渣油加氢反应器在我国某企业１．５Ｍｔ／ａ渣油加氢装置改造工程中实现工程化；２００４年８月我国开发的５０ｋｔ／ａ悬浮床渣油加氢技术进行了工业示范；２０１４年２月我国开发的５０ｋｔ／ａ沸腾床渣油加氢工业示范装置建成中交；２０１４年４５ｋｔ／ａ油煤共炼的重油加氢装置建成；目前引进的一套２．５Ｍｔ／ａ沸腾床渣油加氢装置正在建设中。截止到２０１１年底我国投产的渣油加氢装置处理能力仅１３．３５Ｍｔ／ａ，而２０１２—２０１４年１０月投产的渣油加氢装置处理能力就达到了１９．３Ｍｔ／ａ；正在规划、设计和建设的渣油加氢装置处理能力超过３０Ｍｔ／ａ。 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院（ＲＩＰＰ）开发的固定床渣油加氢处理重油催化裂化双向组合ＲＩＣＰ技术２００６年工程化应用，将ＲＦＣＣ装置自身回炼的重循环油（ＨＣＯ）改为输送到渣油加氢装置作为渣油加氢进料稀释油，和渣油一起加氢处理后再一同回到ＲＦＣＣ装置进行转化，同时有利于渣油加氢和催化裂化装置，工艺流程示意见图１。
关于渣油加氢处理催化剂及工艺技术 一、渣油加氢处理技术概况 当今世界，石油资源逐渐变劣、变重，使轻质油品收率下降，而世界经济的快速发展对轻质油品的需求却日益增长。如何合理利用和深度加工劣质或重质原油，是炼油工业面临的一个迫切需要解决的难题。在国内，原油资源满足不了我国国民经济快速发展的需要，进口中东原油以增加我国的能源供给势在必行。 中东原油加工的主要技术难点是高硫原油的合理利用，从当今炼油技术水平来看, 渣油固定床加氢处理是合理利用含硫渣油的最为有效的手段之一 二、渣油加氢处理过程的化学反应及催化剂 1、渣油加氢处理过程的化学反应 在重油加氢处理过程中，主要的化学反应有： 加氢脱金属（HDM）； 加氢脱硫（HDS）； 加氢脱氮（HDN）； 加氢裂化（HC）; 不饱和键的加氢（如芳烃饱和—HDA）等。 针对这些反应，渣油加氢处理催化剂主要包括渣油加氢保护剂，脱金属催化剂，脱硫催化剂和脱氮催化剂四大类。 2、减压渣油加氢处理系列催化剂（FZC —XX系列） 该系列催化剂自1986年开始研制以来，现已研究开发成功四大类共十六个牌号的催化剂。研究开发过程中共申请国内外专利六十余项，有效地保护了我国自力更生开发的渣油固定床加氢处理技术（简称S-RHT技术）。
3、常压渣油加氢处理系列催化剂（FZC-XXX系列） 1995年我国开始针对进口高硫原油开展了常压渣油加氢处理系列催化剂的研究开发工作。
本项目包括三大类（加氢脱硫，加氢脱金属和保护）催化剂的开发，1998年底完成全部实验室研制和工业放大工作，先后申请专利12项。试验结果表明，FZC-XXX系列催化剂达到国际先进水平，填补了国内空白。 三、S-RHT渣油固定床加氢处理技术的工业应用 1、减压渣油加氢处理 S-RHT工业装置所用主要催化剂物化性质
渣油加氢技术应用现状与发展 摘要：综述了国内外首套不同类型渣油加氢技术的特点及应用现状，介绍了待工程化的渣油加氢技术研发现状及工业示范试验进展。指出我国渣油加氢技术开发要从反应器类型、大型 化、一体化组合技术研究方向发展。 关键词：渣油加氢转化率现状分析 1 前言 渣油加氢技术包含固定床渣油加氢处理、切换床（活动床）渣油加氢处理、移动床渣油加氢处理、沸腾床渣油加氢处理、沸腾床渣油加氢裂化、悬浮床渣油加氢裂化、渣油加氢一体化技术及相应的组合工艺技术。随着原油的重质化及劣质化、分子炼油技术的发展、环境保护要求的日益严格、市场对轻质油品需求、石油产品清洁化和石化企业面临的激烈竞争，各种渣油加氢技术将快速发展。 2 国内外已工程化渣油加氢技术应用现状 我国渣油加氢工程化技术起步较晚。1999年12月我国开发的首套2.0 Mt/a固定床渣油加氢技术实现工程化；2000年1月世界首套上流式渣油加氢反应器在我国某企业1.5 Mt/a 渣油加氢装置改造中实现工程化；2004年8月我国开发的50 kt/a悬浮床渣油加氢技术进行了工业示范；2014年2月我国开发的50 kt/a沸腾床渣油加氢工业示范装置建成中交；2014年45 kt/a油煤共炼的重油加氢装置建成；目前引进的一套2.5 Mt/a沸腾床渣油加氢装置正在建设中。2012~2014年10月投产的渣油加氢装置处理能力达到19.3 Mt/a，正在规划、设计和建设的渣油加氢处理能力超过30 Mt/a。 RIPP开发的固定床渣油加氢处理-重油催化裂化双向组合RICP技术于2006年工程化应用，将RFCC装置自身回炼的重循环油（HCO）改为输送到渣油加氢装置作为渣油加氢进料稀释油，和渣油一起加氢处理后再一同回到RFCC装置进行转化，同时有利于渣油加氢和催化裂化装置。 国外渣油加氢工程化技术起步较早。1963年首套沸腾床渣油加氢技术实现工程化；1967年着套固定床渣油加氢技术实现工程化；1977年首套可自动切换积垢催化剂床层的固定床渣油加氢技术实现工程化；1989年可更换催化剂的料斗式移动床+固定床渣油加氢技术实现工程化；1992年催化剂在线加入和排出的移动床+固定床渣油加氢技术实现工程化；1993年切换反应器的移动床+固定床渣油加氢技术实现工程化；2000年上流式反应器+固定床渣油加氢技术实现工程化。各种技术工业应用后都经过了不断的技术改进及完善，见下表1。 表1 首套渣油加氢技术应用特点及改进
第５５卷 第３期２０１９年６月 石 油 化 工 自 动 化 ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＩＮＰＥＴＲＯ ＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ Ｖｏｌ．５５，Ｎｏ．３ Ｊｕｎ，２０１９ 稿件收到日期：２０１９０４０３，修改稿收到日期：２０１９０４１２。 作者简介：金哲（１９７１—），男，１９９３年毕业于洛阳工学院自动化专 业，获学士学位，２００７年６月获中国石油大学（华东）控制工程专业 工程硕士学位，现就职于中石化广州工程有限公司仪电室，任高级 工程师。 炼油厂加氢反应器床层温度检测技术 金哲 （中石化广州工程有限公司，广东广州５１０６２０） 摘要：加氢反应器是加氢装置中重要的核心设备之一，由于反应器处于临氢、高温、高压的操作环境，反应器床层温度的检测成为装置安全运行的重要保障。针对各类加氢反应器床层温度的检测目标，详细分析了不同检测形式的选择，并对比了多种检测技术的应用和优缺点，为加氢反应器床层温度检测技术方案的选择和仪表选型设计提供参考和指导。 关键词：加氢装置 反应器 床层温度 检测 热电偶 中图分类号：ＴＨ８１１ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００７７３２４（２０１９）０３００５３０４犜犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犕犲犪狊狌狉犻狀犵犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔狅犳犎狔犱狉狅犵犲狀犪狋犻狅狀犚犲犪犮狋狅狉犅犲犱犻狀犚犲犳犻狀犲狉狔犘犾犪狀狋 ＪｉｎＺｈｅ （ＳｉｎｏｐｅｃＧｕａｎｇｚｈｏｕＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，５１０６２０，Ｃｈｉｎａ） 犃犫狊狋狉犪犮狋狊：Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎｒｅａｃｔｏｒｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｃｒｕｃｉａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ．Ｓｉｎｃｅｔｈｅｒｅａｃｔｏｒｉｓｉｎｏｐｅｒａｔｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｈｙｄｒｏｇｅｎ，ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅａｃｔｏｒｂｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｇｕａｒａｎｔｅｅｆｏｒｔｈｅｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｓａｆｅｔｙｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ａｉｍｉｎｇａｔｄｅｔｅｃｔｉｎｇｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓｆｏｒａｌｌｋｉｎｄｓｏｆｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎｒｅａｃｔｏｒｂｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄａｄｖａｎｔａｇｅｓ／ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．Ａｒｅｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎｒｅａｃｔｏｒｂｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｓｃｈｅｍｅａｎｄｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｒｅｐｒｏｖｉｄｅｄ． 犓犲狔狑狅狉犱狊：ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎｕｎｉｔ；ｒｅａｃｔｏｒ；ｂｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ 随着中国加工重质及高含硫原油比例的不断提高，特别是清洁油品需求的迅速增加，石油化工企业中加氢装置得到飞速发展。加氢反应器是加氢装置的核心设备，而温度又是反应器运行中重要的参数之一，控制反应器温度可保证进料达到要求的转化率，避免“飞温”等异常情况发生。生产操作过程中，催化剂失活、进料质量变差、氮质量分数增大、生产操作方案的变化及液体径向分布不均匀等现象，都需要通过监测和控制反应温度来处理解决。为了测量催化剂床层的温度，需要在催化剂床层的不同高度上安装多点式热电偶，其测量场合为高温、高压且为临氢危险环境，对热电偶安全、可靠、快速的检测技术要求很高。 １ 加氢反应器床层温度测量目标 加氢反应是放热反应，反应器床层温度的操作目标是保证床层径向温差小和床层轴向温升平稳。床层径向温差是指反应器同一床层水平高度横截面上不同位置测点间的温度之差；床层轴向温升可简单地表示为该床层进口和出口的平均温度差。床层同一截面的径向温度分布反映了反应器内流体的分布均匀程度，也是对反应器内构件和催化剂装填好坏最灵敏、最直接的反映。轴向温度分布则表明该床层中发生了多少反应，如果同一径向方位上通过垂直平面时的温差过低或过高，则表明原料在穿过催化剂床层时可能发生了流动方面的问题。 根据温度测点的测量需求，为利于比较温度分布情况，测温点在同一高度截面上应均匀分布，在不同高度上的测点宜在同一方向和位置布置。测温点越多，越能详细地反映反应器内床层温度的变化情况，但测温点数量的选择需根据加氢反应的类型、反应器的直径大小、工程投资等情况综合考虑。
关于渣油加氢处理催化剂及工艺技术
关于渣油加氢处理催化剂及工艺技术 一、渣油加氢处理技术概况 当今世界，石油资源逐渐变劣、变重，使轻质油品收率下降，而世界经济的快速发展对轻质油品的需求却日益增长。如何合理利用和深度加工劣质或重质原油，是炼油工业面临的一个迫切需要解决的难题。在国内，原油资源满足不了我国国民经济快速发展的需要，进口中东原油以增加我国的能源供给势在必行。中东原油加工的主要技术难点是高硫原油的合理利用，从当今炼油技术水平来看，渣油固定床加氢处理是合理利用含硫渣油的最为有效的手段之一 二、渣油加氢处理过程的化学反应及催化剂 1、渣油加氢处理过程的化学反应 在重油加氢处理过程中，主要的化学反应有： 加氢脱金属（HDM）； 加氢脱硫（HDS）； 加氢脱氮（HDN）； 加氢裂化（HC）； 不饱和键的加氢（如芳烃饱和－HDA）等。 针对这些反应，渣油加氢处理催化剂主要包括渣油加氢保护剂，脱金属催化剂，脱硫催化剂和脱氮催化剂四大类。 2、减压渣油加氢处理系列催化剂（FZC－XX系列） 该系列催化剂自1986年开始研制以来，现已研究开发成功四大类共十六个牌号的催化剂。研究开发过程中共申请国内外专利六十余项，有效地保护了我国自力更生开发的渣油固定床加氢处理技术（简称S-RHT技术）。
FZC－XX系列催化剂特点和作用 类别第一代第二代特点作用 保护剂FZC-10FZC-10Q大孔容（＞1.0ml/g），大孔 径（有400nm以上大孔） 脱金属杂质及垢物，保护下游催化剂，防 止床层压力降快速升高 FZC-11FZC-11Q FZC-12FZC-12Q FZC-13FZC-13Q FZC-14FZC-14Q FZC-15FZC-10U FZC-16FZC-11U FZC-17 FZC-18 脱金属剂FZC-20FZC-23大孔容（≥0.7 ml/g），大 孔径（有100nm以上大孔） 最大限度地脱镍、钒FZC-21FZC-24 FZC-22FZC-25 FZC-26 FZC-27 脱硫剂FZC-30FZC-33较强的酸性，较小的孔径， 较大的比表面积 脱硫、部分脱氮FZC-31FZC-34 FZC-32FZC-35 FZC-36 脱 氮剂FZC-40FZC-41 强酸性，小孔径，大比表面 积，高金属含量 高活性脱氮、转化 3、常压渣油加氢处理系列催化剂（FZC-XXX系列）
炔烃液相选择加氢固定床床反应器设计计算 由于固定床反应器具有结构简单、操作方便、操作弹性大、建设投资低等优点，而广泛应用于各类油品催化加氢裂化及精制、低碳烃类选择加氢精制等领域。将碳四馏分液相加氢新工艺就是采用单台固定床绝热反应器进行催化选择加氢脱 除碳四馏分中的乙基乙炔和乙烯基乙炔等。在工业装置中，由于实际所采用的流速足够高，流体与催化剂颗粒间的温差和浓差，除少数强放热反应外，都可忽略。对于固定床反应器来讲最重要的是处理好床层中的传热和催化剂粒子内扩散传 质的影响。 一、固定床反应器设计 碳四馏分选择性加氢反应器一般采用绝热固定床反应器。在工程上要确定反应器的几何尺寸，首先得确定出一定生产能力下所需的催化剂容积，再根据高径比确定反应器几何尺寸。 反应器的设计主要依据试验结果和技术要求确定的参数，对反应器的大小及高径比、催化剂床层和液体分布板等进行计算和设计。 1.设计参数 反应器进口温度： 20℃ 进口压力：0.1MPa 进料量(含氢气进料组分) 3/h 体积流量：197.8m质量流量：3951kg/h -1 400h液相体积空速：2.催化剂床层设计计算 3/h 正常状态下反应器总进料量为2040m-1液体体积空速400h3则催化剂用量5.1m/2040400?V?V/S?VR总3?催化剂堆密度m850kg/?B?催化剂质量 kg4335kg?V?850?m?5.1?RBB求取最适宜的反应器直径D: 设不同D时，其中高径比一般取2-10，设计反应器时，为了尽可能避免径向的影响，3h2040m ／及液体按正常进料量，则算出反应器的直径和高度为：取反应器的长径比5-1，计算反 应器的诸参数：空速400h2，则截面积取床层高度L=5m.02m1?5.1/5?L?SV/R ??4?1.02/3.14?/4D?S1.140m床层直径1200mm 圆 整可得反应器内径可以选择,因此． 4V4?5.1此时，床层高度R m4.512??L?022?1.23.14D? 反应器选型 表4-1和表4-2为反应器类型。 表4-1 固定床反应器类型比较
渣油悬浮床加氢与沸腾床加氢技术的比较 贾丽 （抚顺石油化工研究院113001） 随着全球经济的快速发展，轻质、清洁燃料油需求的快速增长及原油品质越来越差，重组分含量越来越高，如何有效利用不可再生的石油资源，实现渣油最大限度的轻质化，生产高价值石油产品是当前面临的重要课题。 渣油是一个非常复杂的体系，含有硫、氮、金属等杂原子以及胶质、沥青质等非理想组分，具有高粘度、高残碳的特点。渣油加工技术包括加氢和脱碳两类工艺过程，其中脱碳工艺主要包括溶剂脱沥青、焦化、重油催化裂化等，该工艺过程得到的轻质油收率低，而且硫、氮含量高，难以直接使用。加氢工艺主要包括加氢处理，加氢精制等。脱碳工艺设备投资低，但液体产品收率低，性质差。相比之下，渣油加氢工艺可将绝大部分杂原子脱除，在得到一部分轻油的同时，加氢渣油的性质也大为改善，可作为低硫燃料油或作为催化裂化和焦化的原料进一步轻质化，生产出更多的轻质油。因此，在目前环保要求日益严格的形势下，加氢工艺，尤其是渣油加氢工艺在炼油工业的地位和作用越来越重要，渣油加氢技术也得以快速发展。目前比较成熟的渣油加氢技术为固定床渣油加氢，但该工艺受到原料性质的制约，对原料的金属，残碳等指标要求比较严格。而沸腾床和悬浮床的渣油加氢工艺原料适应性广，对进料的性质基本没有太严格的要求，并且具有操作灵活等特点，所以收到人们的广泛关注。 抚顺石油化工研究院从十九世纪六、七十年代就曾经进行过沸腾床渣油加氢技术的研究，目前在原有研究的基础上又对沸腾床加氢技术进行深入广泛的试验研究，使用自主开发的三相分离沸腾床技术进行了大量的冷模和热模试验。同时抚顺石油化工研究院从九十年代至今一直进行悬浮床渣油加氢工艺和催化剂的研究工作，在试验研究中发现悬浮床渣油加氢和沸腾床渣油加氢技术虽然各具特色，但二者也有很多相近之处，在技术开发过程中可以相互借鉴和相互促进。
STRONG沸腾床渣油加氢催化剂研究及工业放大 摘要：中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院开发了STRONG沸腾床渣油加氢技术。本文介绍了其专有催化剂的研究及工业放大。实验室定型催化剂在连续搅拌釜式反应器（CSTR）上评价结果表明，其反应性能与国外同类技术领先水平相当。工业放大结果表明，本研究催化剂具有良好的重复性和再现性，为工业生产奠定了良好基础。 前言 在原油日益变重变差、超清洁燃料需求不断增长的形势下，沸腾床渣油加氢技术越来越具有吸引力。国外沸腾床渣油加氢技术研究始于上个世纪50年代，60年代末期实现工业化[1]。目前，国外从事沸腾床渣油加氢技术开发的公司主要有Chevron、IFP、Amoco、Akzo、Criterion、Grace、Texaco等。在沸腾床渣油加氢领域，H-Oil和LC-Fining两种工艺技术占有重要地位[2]。沸腾床加氢装置催化剂用量大，国外每年约消耗23 000 t，约占加氢催化剂市场的20%[3]。国外沸腾床渣油加氢催化剂大多采用0.8mm左右的圆柱条形载体，活性金属组分主要为Mo-Co或Mo-Ni[1]。 在国内，还没有工业化沸腾床渣油加氢技术。随着我国进口原油数量的不断增加，一部分金属含量高于150 μg/g的劣质减压渣油采用固定床加氢技术很难加工，而沸腾床加氢技术可以很好适应，并能达到较高的杂质脱除率和渣油转化率，工业装置可以长周期稳定运转。因此，开发沸腾床渣油加氢技术十分必要。 中国石化抚顺石油化工研究院（FRIPP）、洛阳石油化工工程公司合作攻关，开发了具有完全独立自主知识产权的沸腾床渣油加氢技术——STRONG技术。在4 L沸腾床加氢中试装置上，采用各种典型渣油原料，进行了多次长周期试验。试验结果表明，采用自行研发的微球形催化剂，反应性能达到设计指标，运转过程平稳，充分说明了STRONG技术的可靠性和对不同渣油的适应性。目前，完成了“50 kt/a沸腾床渣油加氢工艺包”的编制工作，正在进行50 kt/a沸腾床渣油加氢工业示范装置的建设与实验工作。 在催化剂研究方面，FRIPP结合STRONG沸腾床渣油加氢工艺和加工原料特点，进行了STRONG 沸腾床渣油加氢催化剂设计开发及其制备工艺技术研究。目前，已经开发出具有自主知识产权的微球型沸腾床渣油加氢催化剂及其制备工艺，催化剂已完成实验室定型，通过了院学术委员会技术评议，催化剂性能达到国外同类先进技术水平。在中国石化催化剂抚顺分公司的工业装置上进行了催化剂吨级放大试验。结果表明，本研究沸腾床渣油加氢催化剂具有良好的重复性和再现性，为工业生产奠定了良好基础。本文重点介绍STRONG沸腾床渣油加氢催化剂的研究开发。 1 STRONG沸腾床渣油加氢催化剂的设计 1.1 沸腾床反应器特点 沸腾床工艺的关键在于沸腾床反应器技术，其反应器示意图如图1[4]所示。在沸腾床加氢处理过程中，原料油和氢气通过加料导管进入反应器底部；反应器顶部的液体在循环泵的作用下，通过装入反应器中的垂直内循环导管循环到底部，与原料油和氢气充分混合后，向上流动通过催化剂床
加氢反应器操作注意事项 加氢反应器是平推流反应器，溶于水中的4-CBA和氢气扩散到Pt-C催化剂的微孔中，在钯的催化作用下，发生反应。反应的前提是溶解，TA、4-CBA在预热器中加热，随着温度升高慢慢溶解在水中。加氢反应器的操作温度就是由TA在水中的溶解温度决定的，TA 浓度越高，需要的溶解温度越高，具体关系见下表。 INVISTA（原ICI、杜邦）工艺，反应器操作温度比溶解温度高
5度，留这个5度的余量是为了当仪表（E-516出口温度计或V-501密度计）出现小波动时，保证浆料还能够溶解。BP-AMOCO放了4度余量。 氢气也要溶解在水中才能参与反应，氢气溶于水中受几个因素影响，1、温度，温度越高溶解度越小；2、压力，压力越高溶解度越大；3、流量，水量约大，可溶解的氢气越多。当负荷确定后，流量就确定了，温度已经由TA溶解度决定了，提高溶解度的办法只有增加压力，通常情况下，加氢反应器在过量氢气的状态下操作，参与反应的氢气只占总加入量的约1/3，2/3的氢气随物料从V-521→E-514→V-514→V-530放空，氢气分压对PTA的光学品质影响很大，降低b 值最直接的手段就是增加氢气分压，通常情况下，加氢反应器内的氢气分压约11~12Bar，所以加氢反应器压力=操作温度下的水的饱和蒸汽压+11 Bar。 加氢反应器操作最需要关注的是催化剂床层的保护，催化剂损坏的几种常见原因：1、PCV-5403开度过大，压差落在催化剂床层上，将床层压坏；2、TA未完全溶解，堵塞床层，造成床层压差加大，压坏床层；3、加氢反应器内出现沸腾，正常情况下，水以液态的形式存在于催化剂骨架内部，如果压力突然降低，水汽化，将催化剂“炸碎”。所以保持反应器内压力非常重要，任何情况下，都不要突然开大PCV5403，事故情况下，宁愿关小PCV5403，憋高速泵。高速泵出口的所有设备（预热器、V-503、R-520等）的最大操作压力必须大于高速泵的死压头，加氢反应器的防爆膜和压力表的启跳压力也要大于
第一节工艺技术路线及特点 一、工艺技术路线 300x 104t/a渣油加氢脱硫装置采用CLG公司的固定床渣油加氢脱硫工艺技术，该工艺技术满足操作周期8000h、柴油产品硫含量不大于 500ppm加氢常渣产品硫含量不大于%残炭不大于% Ni+V不大于15ppm的要求。 二、工艺技术特点 1 、反应部分设置两个系列，每个系列可以单开单停（单开单停是指装置内二个系列分别进行正常生产和停工更换催化剂）。由于渣油加氢脱硫装置的设计操作周期与其它主要生产装置不一致，从全厂生产安排的角度，单开单停可以有效解决原料储存、催化裂化装置进料量等问题，并使全厂油品调配更灵活。 2、反应部分采用热高分工艺流程，减少反应流出物冷却负荷；优化换热流程，充分回收热量，降低能耗。 3、反应部分高压换热器采用双壳、双弓型式，强化传热效果，提高传热效率。 4 、反应器为单床层设置，易于催化剂装卸，尤其是便于卸催化剂。 5、采用原料油自动反冲洗过滤器系统，滤除大于25口m以上杂质，减缓反应器压降增大速度，延长装置操作周期。 6、原料油换热系统设置注阻垢剂设施，延长操作周期，降低能耗，而且在停工换剂期间可减少换热器和其它设备的检修工作。 7、原料油缓冲罐采用氮气覆盖措施，以防止原料油与空气接触从而减轻高温部位的结焦程度。 8、采用炉前混氢流程，避免进料加热炉炉管结焦。 9 、第一台反应器入口温度通过调节加热炉燃料和高压换热器旁路量来控制，其他反应器入口温度通过调节急冷氢量来控制。 10、在热高分气空冷器入口处设注水设施，避免铵盐在低温部位的沉积。 11、循环氢脱硫塔前设高压离心式分离器除去携带的液体烃类，减少循环氢脱硫塔的起泡倾向，有利于循环氢脱硫的正常操作。 12、设置高压膜分离系统，保证反应氢分压。 13、冷低压闪蒸罐的富氢气体去加氢裂化装置脱硫后去PSA回收氢气。 14、新氢压缩机采用二开一备，每台50%负荷，单机负荷较小，方便制造，且装置有备机。 15、分馏部分采用主汽提塔＋分馏塔流程，在汽提塔除去轻烃和硫化氢，降低分馏塔材质要求。 分馏塔设侧线柴油汽提塔及中段回流加热原料油，降低塔顶冷却负荷，提高能量利用率，减小分馏塔塔径。 16、利用常渣产品发生部分低压蒸汽。通过对装置换热流程的优化，把富裕热量集中在温位较高的常渣产品，发生低压蒸汽。 17、考虑到全厂能量综合利用，正常生产时常渣在150C送至催化裂化装置。在催化裂化装置事故状态下，将常渣冷却至90C送至工厂罐区。 18、催化剂预硫化按液相预硫化方式设置。 三、工艺流程说明 （一）工艺流程简述 1 、反应部分 原料油自进装置后至冷低压分离器（V-1812）前的流程分为两个系列，以下是一个系列的流程叙述： 原料油在液位和流量的串级控制下进入滤前原料油缓冲罐（V-1801）。原料从V-1801底部出来由原料油增压泵（P1801/S）升压，经中段回流油/原料油换热器（E-1801AB、常渣/原料油换热器（E-1802AB E-1803AB分别与中段回流油和常渣换热，然后进入原料油过滤器（S-1801）以除 去原料油中大于25口m勺杂质。过滤后的原料油进入滤后原料油缓冲罐（V-1802），原料油从V-1802底部出来后由加氢进料泵（P1802/S）升压，升压后的原料油在流量控制下进入反应系统。 原料油和经热高分气/混合氢换热器（E-1805AB预热后的混合氢混合，混合进料经反应流出物/反应进料换热器（E-1804）预热后进入反应进料加热炉（F-1801）加热至反应所需温度进入第一台加氢反应器（R-1801）, R-1801的入口温度通过调节F-1801的燃料量和E-1804的副线量来控制，R-1801底部物流依次通过其它三台反应器（R-1802、R-1803、R-1804），各反应器的入口温度通过调节反应器入口管线上注入的冷氢量来控制。从R-1804 出来的反应产物经过E-1804换热后进入热高压分离器（V-1803）进行气液分离，V-1803底部出来的热高分液分别在液位控制下减压后，进入热低压分离器（V-1804 ）进行气液分离，V-1803顶部出来的热高分气分别经热高分气/混合氢换热器、热高分气蒸汽发生器（E-1806）换热后进入热高分气空冷器（E-1807），冷却到52 C进入冷高压分离器（V-1806）进行气、油、水三相分离。
渣油加氢工艺的特点及应用 项目固定床流化床沸腾床悬浮床 原料油可加工金属＜ 150ug/g残炭 ＜15%的渣油 性质恶劣重 油，一般重金 属=400ug/g， 残炭=20% 性质恶劣渣 油，一般重金 属=400ug/g， 残炭=40% 劣质重渣油、 重质原油、油 砂沥青等杂质 含量几乎没有 限制 压力/MPa ≥13 ≤15 ≥15 10-12 温度/℃370-420 370-440 400-450 430-460 空速/h-10.2-0.5 —0.2-0.8 0.5-1.0 重油转化率/% 20-50 ＜50 50-90 ＞70-90 脱硫率/% ＞90 ＞60-90 60-90 60-70 脱氮率/% 50-70 50-70 30-50 30-40 脱金属率/% 70-90 80-95 70-95 80-95 脱残炭率/% 50-70 70-85 60-80 70-90 产品去向轻油可作调合 组分，重油可 作裂化原料 油、燃料油 可得到低硫 轻、重油品 生成油需加氢 处理，重油可 作燃料油或焦 化原料油 含硫高，需进 一步加氢脱硫 化学氢耗 Nm3/m3 小于150 200-250 200-300 200-300 反应历程催化反应催化+热反应催化+热反应热反应 催化剂浓度单位反应体积 中最多 较大中等较小 技术难易程度工艺设备简 单，易操作 较复杂复杂较复杂 技术成熟性成熟基本成熟较成熟基本成熟
投资中等较高较高中等 1、固定床反应器： 60年代时就开始出现固定床反应器，它是一种活塞流滴流床反应器。氢气和原料从反应器顶部进入，向下通过静止的催化剂床层。固定床反应器催化剂在装填的过程中也有装填的顺序，要按照比例分级填装，采用分级装填技术可以有效的延长催化剂使用寿命和提高加氢产品的质量。 2、移动床加氢反应器： 在固定床反应器的基础上进行了改进、发展而形成了移动床加氢反应器。原料油和氢气也是从反应器顶部进入，沉积了金属的催化剂从底部排出。它对原油中金属的限制量是固定床反应器的一倍左右。催化剂可以连续或间歇的装入和取出，这样可以有效的使用催化剂。移动床加氢反应器还弥补了固定床工艺不能加工劣质原料的不足和延长催化剂的寿命。但投资高，研究很少。 3、沸腾床加氢反应器： 沸腾床加氢反应器早在20世纪50年代就有所研究，70年代实现工业化，它与固定床加氢反应器是在同一时期发展起来的。它是流化床三相系统，反应器内呈一定的膨胀或沸腾状态可以连续地混入液体和催化剂颗粒，在运行中可以将催化剂置换，可处理高金属、高残炭值的等质量较差的原料。沸腾床加氢反应器也弥补了固定床工艺不能加工劣质原料的不足以及脱高金属困难的缺点，而且还可以提高一定的转化率，目前研究较多。 4、悬浮床加氢反应器： 大多数采用的时内置导流筒的特殊反应器，流体以高速在反应器内循环、一般为20m/s以上，固体催化剂处于悬浮状态，反应器内气液固三相能够达到充分混合，大大强化了传质。所采用的催化剂粒度较细，悬浮在反应器中，可有效地抑制焦炭颗粒生成，依靠较高的反应温度使原料深度裂解，获得较多的轻油产品。与其他三种反应器相比较，它对所处理原料的杂质含量基本没有限制，可处理高硫、高残炭、高粘度、高金属、高沥青等各种劣质重渣油，但处理后的产品还需进行二次加工处理。
机械设备 固定床加氢反应器内构件的开发与应用 王兴敏 洛阳石油化工工程公司(河南省洛阳市471003) 摘要:介绍了国内外固定床加氢反应器内构件的主要类型及其特点,详细叙述了洛阳石油化工工程公司(LPEC)开发的内构件及其在目前国内规模最大的加氢精制(反应器内径为3800mm)和渣油加氢脱硫(反应器内径为4200mm)装置上的应用情况。内径为3800mm的加氢精制反应器床层径向温差基本小于3 ,效果良好;内径为4200mm的渣油固定床加氢脱硫反应器床层径向温差为1~7 ,优于国内引进同类装置水平。 主题词:加氢反应器 固定床反应器 内构件 开发 应用 加氢工艺技术水平的高低,主要取决于催化剂性能的先进性,而催化剂性能的充分发挥,则在很大程度上取决于反应器内部结构的先进性和合理性。设计合理的加氢反应器内构件应具有如下功能和特点:反应物流混合充分,催化剂床层温度分布均匀;压力降小,占用反应器空间小,装卸催化剂方便,检修检测方便,操作安全和投资低。随着加氢装置的大型化及加氢设备制造能力的提高,反应器直径的不断增大,对反应器内构件的反应物流分配效果要求越来越高。如果反应器内构件设计不合理,分配效果差,会造成催化剂床层径向温差大,催化剂利用率降低,甚至造成反应产物质量达不到要求。因此国内外对加氢反应器内构件的研究和工程开发一直非常重视,许多工程公司都开发了自己的成套技术。洛阳石油化工工程公司(LPEC)多年来一直致力于加氢工程技术的开发,并将开发出的多项先进技术成功地应用于工业生产。 1 内构件类型及其特点 典型加氢反应器内构件包括:入口扩散器、气液分配盘、积垢篮筐、冷氢箱、出口收集器、催化剂支撑和液体再分配盘等。 1.1 入口扩散器 入口扩散器置于反应器入口处,起到气液预分配的作用,并能减缓气液介质对分配盘或催化剂床层的冲击。国内外入口扩散器的几种主要型式见表1。 表1 国内外入口扩散器的几种主要型式 扩散器型式说明 螺旋喷头型 流体线速高,易使 催化剂粉碎,已少用 盘式适用于直径较小的反应器 拉杆式适用于硫化氢腐蚀较小场合 双层多孔板与多锥体组合可兼作分配盘 中心板与多孔板组合多用于轻质油品加氢反应器 带过滤的多管式对进料有一定过滤作用 锥体与双层多孔板组合分配效果良好 LPEC设计的入口扩散器为锥体与双层多孔板组合扩散器,图1 为结构示意图。 图1 入口扩散器结构示意 该扩散器上设定位槽以固定位置,锥形体上开槽孔,锥体下设两层带孔的水平挡板。反应进料流向必须与锥体上槽孔垂直。反应油气通过槽孔进入锥体,起到缓冲作用,再通过水平挡板的碰撞、节流,扩散到下面的分配盘上。 收稿日期:2001-06-29;修改稿收到日期:2001-07-16。 作者简介:高级工程师,1982年毕业于石油大学(华东)石油炼制系,长期从事炼油工程设计和管理工作,现为该公司副经理。 炼 油 设 计 2001年8月 PE TROLE UM REFINERY ENGINEERING 第31卷第8期
《信息检索与网络资源利用》结课作业 固定床加氢反应器分配器的研究进展 姓名： 学号：1303010701 班级：化学工程与工艺1307班 主讲老师： 2014年9月1日
摘要 本文利用自行设计的“同步、多点、三维测液实验系统”对美国Union Oil 及法国Technip等公司的分配器进行了较为系统的实验研究, 分析了其流体力学特性及其因素与工作特性间的关系, 为各类分配器的设计创造了条件. 同时, 提出了改进分配铃综合工作特性的有效途径, 开发出性能优趁的新型分配器, 用于生产实践取得了夜好的效果。叙述了抚顺石油化工研究院（FRIPP）开发的固定床加氢内构件，喷嘴式分配器的结构及工作原理，并且在国内应用的效果。该内构件技术能保证直径3 400 mm柴油加氢反应器的径向温差小于2 ℃。 关键词:固定床加氢内构件分配器反应器实验 Abstract In this paper, self-designed "synchronous, multi-point, three-dimensional measuring liquid experimental system" for the United States and France, Technip Union Oil companies such as distributor conducted a systematic experimental study analyzes its hydrodynamic characteristics and knot work the relationship between the characteristics for all types of dispensers designed to create the conditions at the same time, an effective way to improve the allocation proposed integrated bell operating characteristics, the development of superior performance to take advantage of the new distributor for production practice has achieved good results night . Describes the Fushun Petrochemical Research Institute (FRIPP) within the fixed bed hydrogenation component development, structure and working principle of the nozzle distributor, and the effect on the domestic application. The inner component technology can guarantee 3 400 mm diameter diesel hydrogenation reactor radial temperature difference of less than 2 ℃.
渣油加氢工艺说明(总17页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
一、工艺技术路线 300×104t/a渣油加氢脱硫装置采用CLG公司的固定床渣油加氢脱硫工艺技术，该工艺技术满足操作周期8000h、柴油产品硫含量不大于500ppm、加氢常渣产品硫含量不大于0.35w%、残炭不大于5.5w%、Ni+V不大于15ppm的要求。 二、工艺技术特点 1、反应部分设置两个系列，每个系列可以单开单停（单开单停是指装置内二个系列分别进行正常生产和停工更换催化剂）。由于渣油加氢脱硫装置的设计操作周期与其它主要生产装置不一致，从全厂生产安排的角度，单开单停可以有效解决原料储存、催化裂化装置进料量等问题，并使全厂油品调配更灵活。 2、反应部分采用热高分工艺流程，减少反应流出物冷却负荷；优化换热流程，充分回收热量，降低能耗。 3、反应部分高压换热器采用双壳、双弓型式，强化传热效果，提高传热效率。 4、反应器为单床层设置，易于催化剂装卸，尤其是便于卸催化剂。 5、采用原料油自动反冲洗过滤器系统，滤除大于25μm以上杂质，减缓反应器压降增大速度，延长装置操作周期。 6、原料油换热系统设置注阻垢剂设施，延长操作周期，降低能耗，而且在停工换剂期间可减少换热器和其它设备的检修工作。 7、原料油缓冲罐采用氮气覆盖措施，以防止原料油与空气接触从而减轻高温部位的结焦程度。 8、采用炉前混氢流程，避免进料加热炉炉管结焦。 9、第一台反应器入口温度通过调节加热炉燃料和高压换热器旁路量来控制，其他反应器入口温度通过调节急冷氢量来控制。 10、在热高分气空冷器入口处设注水设施，避免铵盐在低温部位的沉积。 11、循环氢脱硫塔前设高压离心式分离器除去携带的液体烃类，减少循环氢脱硫塔的起泡倾向，有利于循环氢脱硫的正常操作。 12、设置高压膜分离系统，保证反应氢分压。 13、冷低压闪蒸罐的富氢气体去加氢裂化装置脱硫后去PSA回收氢气。
渣油沸腾床加氢处理技术进展 刘建锟杨涛贾丽胡长禄蒋立敬 （中国石化抚顺石油化工研究院，辽宁抚顺113001） 摘要本文介绍了渣油沸腾床加氢处理技术的进展，主要从发展历程，到几种沸腾床加氢处理技 术进行了介绍。 关键词渣油沸腾床加氢工艺催化剂 1沸腾床加氢处理技术发展概况 目前世界正面临着原油变重变劣的趋势，而人们对重质燃料油的需求量却逐步减少，对轻质油的需求量则大幅增加。因此炼油企业纷纷追求渣油的最大量转化。在目前环保要求日益严格的形势下，加氢工艺，尤其是渣油加氢工艺在炼油工业的地位和作用越来越重要，渣油加氢技术也得以快速发展。沸腾床渣油加氢技术具有原料适应性广，操作灵活等特点，是当前重油深加工的有效手段。 沸腾床加氢处理，是指渣油进料与氢气混合后，从反应器底部进入，在反应器中的催化剂颗粒借助于内外循环而处于沸腾状态。 沸腾床加氢裂化工艺最早由美国烃研究公司(HRI)和城市服务公司共同开发，该工艺名称为氢-油法(H-Oil)加氢裂化过程。第一套H-Oil加氢裂化装置于1963年在美国的查理湖炼油厂建成，设计年处理能力为30万吨，主要以生产低硫焦化原料为主。1969年在科威特国家石油公司舒埃巴炼油厂建成第二套沸腾床加氢裂化（H-Oil）装置，设计年处理能力为144万吨，经过80年代初期的改造后，该装置年处理能力已达到265万吨。 1970年在美国亨伯尔石油公司贝威炼厂建成第三套H-Oil装置，1972年在墨西哥石油公司萨拉门卡炼油厂建成第四套沸腾床加氢裂化装置。但是，由于种种原因，70年代建成的4套沸腾床加氢裂化（H-Oil）装置的开工情况一直不太顺利，特别是1973年罕伯尔贝威炼油厂H-OIL装置开工仅100天，就发生了反应器爆炸的严重事故，本次爆炸事故造成整个H-Oil装置全部毁坏。1974年对爆炸事故进行了详细的调查分析，调查研究结果表明反应器爆炸事故，原因出在工程问题上，而H-Oil工艺技术本身并无技术问题，仍然具有很大的发展潜力。 1975年城市服务公司改与Lummus公司合作，并将这一沸腾床加氢裂化过程更名为LC-Fining过程。而烃研究公司（HRI）和德士古(Texaco)合作，仍然将这一沸腾床加氢裂化过程称为H-Oil过程。1994年IFP 收购HRI的资产，2001年7月重组成立AXENS公司，成为H-Oil和T-Star技术许可的发放人。而LC-Fining工艺目前由Chevron公司发放专利许可证。 贝威炼厂H-Oil加氢裂化装置发生爆炸事故以后的近10年中，沸腾床渣油加氢裂化技术一直没有得到广泛的推广应用。70年代后期和80年代初期对在1973年以前建成的几套工业装置在技术上和工程上进行了10项重大改造，解决了长周期运转和提高加工量两大问题。到了80年代中期，?沸腾床加氢裂化工艺技术和工程技术都趋于成熟，特别是由于反应器内部构件的改进和第二代催化剂的出现，大大提高了反应系统的效率和操作苛刻度，而且产品质量也得到了很大的提高，先后建设了一大批工业装置。 全球第一套大型的LC-FINING装置为美国的属于AMOCO公司在Texas州的Texas city炼厂，1984年建成投产，设计年处理能力为330万吨减压渣油，通常30%～40%为墨西哥MAYA原油的减压渣油。
银川宝塔精细化工有限公司 10万吨催化重整预加氢反应压降过大原因分析和解决建议近期，银川宝塔精细化工有限公司10万吨催化重整预加氢开工过程中，发现预加氢反应器压降上升过快，对装置正常的安全生产及能耗达标产生了严重影响，经多次对预加氢催化剂进行撇头、过筛处理，效果不明显。特别是每次撇头不久，压降即很快上升，最高时达 0.6 MPa。 1、预加氢反应器压降过大的原因分析 银川宝塔精细化工有限公司催化重整预加氢催化剂采用RS-1催化剂，其装填及开工过程严格遵守RS-1操做规程。随着运转时间延长，发现反应器压降上升过快，不得不对预加氢催化剂进行撇头处理，处理后，短时间内压降虽然得到缓解，但很快又继续上升。为确保安全生产，又对反应器催化剂进行了撇头、过筛、重新装填处理； 将预加氢反应器打开，发现反应器上部积垢篮筐中充满了铁锈和机械杂质。反应器上部床层有1cm厚的薄层结盖，上部瓷球和催化剂均有铁锈和炭粉覆盖。催化剂经过筛筛出大量的铁粉和炭粉，另有部分粉碎的催化剂粉末。 1.1原因分析 在讨论固定床反应器压降时，通常把反应器催化剂床层看作一个过滤床。从过滤的基本原理可知：当较少的细粒被截留在催化剂颗粒间的空隙时床层的空隙越来越小。如果维持物流的总量不变则随流体的线速增加，一些微粒能被带入更深的床层，引起压降不断上升。引
起反应器压降上升有各种原因，最主要的影响因素有： 1.1.1 催化剂破碎造成反应器压降增加 催化剂都有一定强度，正常的生产条件下，不会造成催化剂破碎。但在开、停工及意外事故中，容易造成催化剂破碎。比如严重超温、升降压速度过快原料油严重带水等种种因素。从本装置运行情况看，开、停工次数较多特别是紧急停车频繁对反应器压降有一定影响，但还不足以造成反应器压降大幅度很快上升。 1.1.2反应器顶部及管路积碳造成反应器压降上升 反应器顶部和管路中积碳严重结焦的现象，主要发生于二次加工汽油加氢装置中。二次加工汽油中不安定组较多，容易引起结焦。而重整预加氢装置为直馏油加氢，常规的直馏汽油中不含烯烃和二烯烃，由于银川宝塔精细化工有限公司常压蒸馏装置原料来源复杂，时而掺杂了二次加工重油，导致常压石脑油中含氮量、不饱和烯烃和胶质含量均大幅度增加，加氢过程中容易缩合结焦。另外，由于预加氢反应器中催化剂脱氮活性相对较弱，操作过程中不得不降低反应进料空速，提高反应操作温度，致使系统中炭的来源因素增加。炭的来源包括：1）反应器操作过程中超温；2）不安定组分聚合结焦；3）加热炉膛中结垢导致传热效果不好，而反应所需温度较高，使加热炉膛长期超温，引起加氢裂解结焦。 操作过程中反应器无长期超温现象，故可以排除，从原料分析来看，其中确实含有约1%的不饱和烯烃，因此对压降增加有一定影响，但也不足以引起快速和严重结焦。