沸腾床反应器温度控制

沸腾床反应器温度控制

任鹏伟

山东裕龙石化有限公司  山东烟台  65700

摘要：现阶段我国经济飞速发展，各领域发展都比较迅速，石油加工技术的发展水平也得到显著提高，某些方面已站在世界前沿。对原油加工处理工艺过程的优化，在重劣质原油的加工处理过程中，采用沸腾床渣油加氢技术，提高产品收率的目标得以实现。本文介绍沸腾床反应温度的主要影响，再详细对沸腾床渣油加氢反应器温度调节加以阐述。

关键词：沸腾床渣油加氢  主要影响  反应器温度调节

Abstract: At this stage, China's economy is developing rapidly, with rapid development in various fields, and the level of development of petroleum processing technology has also been significantly improved. Some aspects have stood at the forefront of the world. The optimization of crude oil processing technology, in the processing of heavy and inferior crude oil, the use of ebullated bed residue hydrogenation technology to achieve the goal of improving product yield. This article mainly expounds the temperature adjustment of the fluidized bed residual oil hydrogenation reactor, and then simply explores the development trend of the fluidized bed residual oil hydrogenation technology.

Key words: fluidized bed residual oil hydrogenation, reactor temperature, development trend

一、装置介绍

 恒力石化（大连）炼化有限公司沸腾床渣油加氢裂化装置（简称H-OIL），渣油沸腾床加氢裂化装置引进法国Axens公司的氢-油法（H-OIL）沸腾床加氢工艺专利技术，世界首套单系列320万吨加氢工艺。

二、沸腾床反应机理

原料油通过进料泵进入加热炉与加热后的氢气从反应器底部进入反应器，通过沸腾泵运转将原料油、氢气、催化剂气液固三相混合物到合适料位点，充分接触反应，使反应器床层温度分布均匀，轻质油更好的从反应器顶部离开，用H-OIL工艺加工重质渣油包括催化剂加氢反应和C-C键裂化的热裂化反应。加氢反应包括加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、C-C键断裂生成油的加氢和芳烃及烯烃的加氢饱和反应。较高的反应温度和较低空速有利于此类裂化反应的而进行；受压力和催化剂的活性影响较小。

三、反应温度影响

沸腾床渣油加氢技术采用催化剂每日在线加排系统，具有广泛原料适应性，可以加工金属、残炭、胶质 及沥青质含量高的劣质渣油原料。渣油是一种比较稳定的胶体分散体系，渣油集中了原油中 70% 左右的硫、90% 左右的氮 和 95% 以上的微量金属( 如镍、钒等) 。要脱除渣 油中的金属和硫等杂原子，降低原料的残炭，提高 轻油收率，需要在较苛刻的条件下操作，

反应温度是影响渣油转化和杂质脱除的重要因素之一，高温有利于原料重组分转化生成轻质油，随着反应温度升高裂化反应所占比例明显增加，随着低硫轻质原油产量和储量逐渐减少，原料油中含硫率升高，因此反应温度对脱硫显得尤为重要，随着反应温度升高，渣油原料粘度降低，流动性变好有利于含硫大分子与活性中心的接触反应，反应温度越高脱硫率呈线性增长，但由于加氢脱硫是强放热反应，当温度高于410℃后受热力学影响抑制脱硫反应进行，因此脱硫率增加幅度大大降低。

反应温度越高，原料的转化率，脱硫、残碳及金属脱除效果越好，但是生成油胶体稳定性指数降低，造成设备及管道结焦的可能。

四、反应温度控制

沸腾床渣油加氢共两台反应器，下面分别对两台反应器温度控制简单介绍：

一反温度控制

1、直接原因：一反温度控制直接影响因素为原料加热炉和氢气加热炉的出口温度控制，通过调节加热炉主火嘴燃料气调节阀控制一反入口温度进而控制一反床层温度。

2、间接原因：通过改变分馏系统与反映系统高压换热器的换后温度，原料加热炉与氢气加热炉入口温度变化影响一反床层温度，原料性质变化，反应器加氢反应与裂化反应程度发生改变影响一反床层温度，每日催化剂加卸量改变了反应加氢反应速率，催化剂量越大使加氢反应速率越剧烈，放出热量越多影响一反床层温度，氢气量与系统压力影响氢分压变化导致加氢反应速率改变影响一反床层温度。以及吹扫氢和冲洗油量大小等均对反应床层温度产生影响。下面对直接原因影响一反床层温度变化见下表：

从前四个表格中可以看出当一反入口温度升高时原料加热炉出口温度起着决定性作用，同时作为一反床层温度调节手段系统平稳时尽可能选择氢气加热炉，出口温度变化较快，可即时将入口温度提升到理想值。从后四个表格中可以看出一反入口温度降低时需要将氢气炉燃料气做大幅度调整，因此可提前将原料炉做小幅度调整将入口温度提升到理想值。

二反温度控制

1、直接原因：控制加氢进料泵出口急冷油量和冷、热氢量改变二反入口温度进而控制二反床层温度

2、间接原因：两个反应器为串联模式，因此一反床层温度影响二反入口温度，影响二反床层温度，及催化剂、氢分压与原料性质对二反床层温度的影响。

从上面四个表格中可以看出二反入口温度无论是升高还是降低改变原料油量对入口温度影响较大且可短时间将温度调整至理想值，不足之处在于增加了二反负荷和改变了一反入口原料油量后续仍要做相应调节。调节冷氢与热氢流量使入口温度变化不太明显，对系统整个调解相对较少，因此在系统平稳使可调节冷、热氢流量来控制二反入口温度。

五、总结

无论是一反还是二反温度控制，由于液态油本身带有热量比气体多，通过改变原料油的温度和流量对温度控制更为有效，使反应温度得到更明显的控制，不足在于通过改变原料油温度对整个系统将带来更多的变量，使操作变得更复杂，因此在系统平稳状态下通过改变氢气的温度来控制反应温度会更稳定。

参考文献

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( 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，辽宁省抚顺市 113001)

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（中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，辽宁省抚顺市１１３００１）

宋云飞 刘鹏，沸腾床渣油加氢技术归纳与分析

(中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司,内蒙古 鄂尔多斯 017209)

李立权，渣油加氢技术的工程化发展方向 李立权 ( 中石化洛阳工程有限公司，河南省洛阳市 471003)

沸腾床-固定床组合渣油加氢处理技术研究* 杨 涛，刘建锟，耿新国 ( 石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，辽宁省抚顺市 113001)

渣油沸腾床加氢裂化技术对炼油加工总流程的影响及经济性分析 侯凯锋 , 袁忠勋 (中国石化工 程建设公 司, 北京 1 0 0 0 1 1)