上流式渣油加氢反应器催化剂床层温度波动原因分析及对策

中化泉州石化有限公司渣油加氢装置在实际生产过程中通过稳定原料性质、优化操作条件以及优化UFR催化剂设计,可有效降低UFR催化剂床层温度波动,降低径向温差,实现催化剂的高效利用。     

固定床加氢反应器内构件的开发与应用

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 3 80 0mm)和渣油加氢脱硫 (反应器内径为 42 0 0mm)装置上的应用情况。内径为 3 80 0mm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 42 0 0mm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。     

加氢裂化装置反应器径向温差原因分析与探讨

某蜡油加氢裂化装置在高负荷高转化率工况下,裂化反应器第一床层径向温差达到10℃,是由于单床层采用2种不同尺寸与不同活性的催化剂级配,反应气化率变化加剧,不利于径向液体分布,从而使径向温差偏大;柴油加氢裂化装置第二床层径向温差达到20℃,在一定范围内,其径向温升与轴向床层温升呈正比,与冷氢流量呈反比,是由于单床层采用4种不同尺寸与不同活性的催化剂级配,反应器内径向气、液相分布不均匀,径向局部液体流量不均匀,导致反应器床层径向温差增大。通过提高催化剂装填质量,建立实际模型,加强对操作参数监控,降低反应器的径向温差,从而提高催化剂的利用率,降低操作难度,实现装置的长周期运行。     

全氢型炼油厂渣油加氢装置长周期运行总结

针对渣油加氢装置第三周期运行初期第一反应器(一反)底部径向温差大的问题,第四周期对催化剂级配方案和操作模式进行了调整。第四周期在保持一反催化剂脱金属活性的同时,降低其脱硫及残炭转化活性,提高后部反应器催化剂的脱硫及残炭转化活性,在催化剂整体活性基本不变的情况下,各个反应器的温升分布更加合理。第四周期运行初期快速提高反应温度,使反应温度和掺渣比相匹配,改善了一反内物流分配效果。通过上述调整,有效解决了运行初期一反径向温差大的问题,为实现装置的长周期稳定运转提供了条件。第四周期已累计运转666 d,以高硫、高残炭、高金属劣质渣油为原料,生产的加氢常压渣油能够满足催化裂化装置进料的要求。     

应对原料劣质化的新型高效加氢反应器内构件技术

介绍了中国石化石油化工科学研究院开发的新型高效加氢反应器成套技术特点及其在劣质化重油加氢工艺装置上的应用效果。相比于原有技术,新型加氢反应器内构件整体物流混合及分配性能优异,液相分配不均度因子仅为0.08,催化剂整体利用率可达95%,扁平化结构可使床层多装300～500 mm高度的催化剂;工业应用结果表明,新型加氢反应器内构件解决了劣质化重油加氢工艺装置存在的床层热点及物流分配难题,催化剂床层出口平均径向温差均值仅为5.3 ℃且允许更大的轴向温升,有利于反应温度灵活调控及装置长周期高效稳定运转。     

RHT固定床渣油加氢装置高效运行的整体解决方案

原料的反应特性、反应器入口分配效果、催化剂体系及其级配技术会影响RHT渣油加氢装置的高效运行。原料的反应特性影响催化剂的杂原子脱除率和残炭前身物加氢转化性能,还会影响催化剂的失活机制和装置运转周期;反应器入口分配效果不佳会导致较高的床层径向温差;催化剂级配不合理会影响整体催化剂的活性和稳定性;渣油的分子大、黏度高,在催化剂中传质阻力大,扩散速度慢。针对这些影响RHT装置高效运行的主要因素,中国石化石油化工科学研究院结合基础研究和应用研究的结果,开发了相应的RHT系列技术,包括量体裁衣的RHT催化剂及级配技术、原油脱钙技术、反应器物流高效分配技术、可切除和可轮换的保护反应器工艺以及RICP系列工艺。根据RHT装置加工原料的特点以及全厂总流程的安排,针对不同的RHT装置提出了不同的整体解决方案。3套RHT装置的工业应用结果表明,实施整体解决方案后,RHT装置均实现了高效运行。     

RHT固定床渣油加氢装置高效运行的整体解决方案

原料的反应特性、反应器入口分配效果、催化剂体系及其级配技术会影响RHT渣油加氢装置的高效运行。原料的反应特性影响催化剂的杂原子脱除率和残炭前身物加氢转化性能，还会影响催化剂的失活机制和装置运转周期；反应器入口分配效果不佳会导致较高的床层径向温差；催化剂级配不合理会影响整体催化剂的活性和稳定性；渣油的分子大、黏度高，在催化剂中传质阻力大，扩散速度慢。针对这些影响RHT装置高效运行的主要因素，中国石化石油化工科学研究院结合基础研究和应用研究的结果，开发了相应的RHT系列技术，包括量体裁衣的RHT催化剂及级配技术、原油脱钙技术、反应器物流高效分配技术、可切除和可轮换的保护反应器工艺以及RICP系列工艺。根据RHT装置加工原料的特点以及全厂总流程的安排，针对不同的RHT装置提出了不同的整体解决方案。3套RHT装置的工业应用结果表明，实施整体解决方案后，RHT装置均实现了高效运行。     

国外重渣油沸腾床加氢反应器

介绍国外重渣油沸腾床加氢反应器的结构特点,重点介绍了沸腾床反应器的流体分布系统、分离循环系统和催化剂在线加排料系统,其中流体分布系统包括流体预分配器、分布盘,该系统合理设计可以保证气液流体均匀进入和通过沸腾床反应器的催化剂床层;分离循环系统包括循环杯、循环泵和下导管,其中循环杯主要用于反应物流的气液分离以尽量减少经循环泵循环回反应器的气体,它与循环泵和下导管一起构成液体循环回路,提供催化剂床层膨胀的循环液相流体;催化剂在线加排系统包括催化剂的在线加入系统和催化剂的在线排出系统,该系统可以保证反应器中催化剂活性的稳定、反应生成的产品性质稳定并能确保沸腾床装置的长周期稳定运转。还详细分析了国外沸腾床反应器的优缺点及沸腾床技术的最新发展趋势。     

柴油加氢改质装置催化剂烧结原因分析

中石油克拉玛依石化有限责任公司1.2 Mt/a柴油加氢改质装置反应器催化剂床层在正常运行过程中存在热点温度,第四床层后精制剂床层出口的径向温差15~20℃,严重影响装置日常平稳操作以及产品质量。通过分析改质反应器催化剂床层出现热点温度以及催化剂烧结的原因,发现原料性质变化、循环氢压缩机故障、人为误操作、催化剂装填、反应器卸料管的设计缺陷等都会对催化剂床层温度分布产生影响,造成催化剂飞温、烧结等现象。采取催化剂床层卸料管口封堵、控制装剂质量、操作中稳定原料配比、加强循环氢压缩机的维护及加强人员操作技术水平等措施后,催化剂各床层温差不超过5℃,取得较好的效果,确保了装置的长周期安全平稳运行。     

加氢裂化反应器新型冷氢箱的研究与工程设计

报道了加氢加化反应器新型旋流式冷氢箱的研究设计及实用效果，催化剂床层径向温差不大于5℃。     

镍在渣油加氢处理过程中的行为研究

采用4反应段固定床连续加氢处理装置研究了镍在渣油加氢处理过程中的变化,分析了混合渣油原料油及各步加氢处理油中镍的含量,并将各油样分离成八组分,对各组分中的元素镍进行了分析,讨论了原料油、各加氢处理油及分离组分中镍的分布变化及原因。结果表明,原料油中的镍主要集中在胶质和沥青质组分中,在保护剂段沥青质组分被大量脱除,并促使重组分中部分镍的存在形式发生一定的转化,减轻了后续床层催化剂的负荷,镍主要在加氢保护剂段和加氢脱金属段被脱除,有利于延长下游催化剂的使用寿命;经连续加氢处理后,镍含量明显降低,由25.4μg/g儋降低到5.3μg/g,镍的累积脱除率达到79.1%。     

重油加氢催化剂用于中/低温煤焦油加氢改质的中试研究

在3×400 mL固定床加氢中试装置上评价了重油固定床加氢催化剂（包括重油加氢保护剂、重油加氢精制催化剂和芳烃饱和催化剂）用于中/低温煤焦油加氢改质的效果。中试条件为：原料体积空速0.8 h-1（按加氢精制催化剂计算）,反应压力12.0 MPa和13.5 MPa,氢油比1 200∶1,保护剂床层平均反应温度270℃,精制催化剂床层平均反应温度350℃,芳烃饱和催化剂床层平均反应温度360℃,在2个操作压力下各运转120 h。结果表明：提高煤焦油加氢改质反应压力,有利于杂原子的脱除。煤焦油经过加氢改质后,残炭、杂原子、芳烃含量大大降低,各馏分产品性质明显改善。产物中石脑油馏分含量增加,芳烃潜含量高,可作为优质的催化重整原料;柴油馏分含量基本不变,硫、氮含量低,凝点低,可作为优质的柴油调合组分;蜡油馏分含量明显降低,残炭和金属含量少,可作为优质的催化裂化原料。上述结果表明将重油固定床加氢催化剂用于煤焦油加氢改质在技术上是可行的。     

CFX软件在新型冷氢箱开发中的应用

采用CFX流体力学模拟软件对所开发的新型冷氢箱在汽油加氢反应器中的应用进行了模拟计算,考察了新型冷氢箱在反应器内冷热物流混合传热过程中的重要作用。结果表明:在不设置冷氢箱的情况下,下催化剂床层入口的最大径向温差超过5.0℃,说明设置冷氢箱是必要的;新型冷氢箱为冷热物流的混合传热提供了充分的时间和空间,其下催化剂床层入口的最大径向温差小于1.0℃,说明冷氢箱具有良好的混合传热效果;采用新型冷氢箱时,汽油加氢反应条件下可以最大程度地简化冷氢管结构,甚至可以不设冷氢管;采用新型冷氢箱时,较小的压力降就能够达到良好的混合效果,有利于降低装置的能耗;在冷氢箱出口下方设置筛板可以有效纠正新型冷氢箱出口处的偏流现象。     

渣油加氢反应器径向温差大原因分析及改进措施

采取更换反应器分配器和优化操作控制措施,对3.1 Mt/a渣油加氢装置进行了改造。结果表明,将所有反应器入口分配器更换为CLG喷射式,则每台反应器最大径向温差由改造前的约50℃降低到改造后的4～7℃。此外,渣油中硫、氮、残炭和金属(Ni与V)的脱除率平稳且有所提高,依次约为80%,35%,40%,60%。     

采用非对称轮换式保护反应器的固定床渣油加氢技术开发

开发了采用非对称轮换式保护反应器的固定床渣油加氢技术以及轮换保护反应区专用脱金属催化剂和催化剂器外硫化技术,并以不同金属含量的渣油为原料,在固定床中型装置上进行了轮换保护反应区和主反应区的催化剂活性稳定性以及工艺原料适应性等试验。结果表明：主反应区的催化剂级配具有良好的活性稳定性,主反应区的运转周期可达到3年;非对称轮换式保护反应器的固定床渣油加氢技术原料适应性好、杂质脱除率高、产品分布好,是延长固定床渣油加氢运转周期优选的技术。     

2.2Mt/a蜡油加氢装置第一周期运行分析

介绍中国石油化工股份有限公司洛阳分公司2.2 Mt/a蜡油加氢装置第一周期运行情况。该装置采用抚顺石油化工研究院研制的新型FF-18(Ni-Mo/γ-Al2O3)催化剂,保护剂为FZC-100,FZC-102B,FZC-103,FZC-204。在装置处理量235～275 t/h下,反应器床层径向温差最大2.1℃,最小0.2℃,说明径向温度分布均匀、温差小、催化剂装填均匀、床层内的沟流效应很小。在反应器入口温度365℃,系统压力10.72 MPa下,催化剂在使用周期末期,反应器入口温度只比初期设计温度高8℃,而负荷率在104%情况下,平均脱硫率在80%以上,精制蜡油平均硫质量分数为0.138%,低于产品指标值(小于0.16%),说明新型催化剂FF-18相对活性仍然较高,稳定性较好。     

渣油加氢装置反应温度操作初探

介绍渣油加氢处理装置在催化剂床层平均反应温度相同时，各催化剂床层反应温度的不同组合对产品质量和装置运转周期的影响。试验结果表明，在渣油加氢催化剂的级配装填系统中，催化剂床层平均反应温度相同时各催化剂床层反应温度的不同组合对加氢常压渣油产品性质影响较小。为了保持加氢装置的长周期运转，各催化剂床层反应温度不应随意调整，脱金属催化剂的反应温度应有一低限值。     

UFR/VRDS工艺整体优化技术研究及应用

为使渣油加氢装置上流式反应器与固定床反应器所用催化剂达到同步换剂并实现一年半的操作周期，对催化剂系统A、B两个系列分别进行了优化。工业装置运转结果表明，优化后的上流式反应器与固定床反应器所用催化剂整体达到1.5年的操作周期，加氢渣油质量可以满足催化裂化原料要求。     

蜡油加氢处理装置长周期运行影响因素分析

某公司3.2Mt/a蜡油加氢处理装置加氢蜡油硫含量及反应器第一床层压差持续上升,运行末期加工负荷降至340 t/h,反应温度升至413℃,加氢蜡油硫质量分数持续高于0.5％(设计值小于0.35％),反应器第一床层压差0.35 Mpa(设计值小于0.3 Mpa).为避免下游装置腐蚀加剧及反应器内构件损伤,装置运行43个月...     

渣油加氢催化剂上金属沉积与分布研究

对运转后S-RHT渣油加氢催化剂进行了剖析。采集了S-RHT反应器不同位置运转后的催化剂样品,利用ICP,SEM等手段对金属沉积及分布进行了剖析。结果发现,渣油中几种主要的重金属,Fe主要沉积在保护剂上,Ni主要沉积在HDM催化剂上,V在HG和HDM催化剂上均有大量沉积;而这些金属在HDS和HDN催化剂上的沉积量较少;催化剂上的金属沉积量随着床层深度增加而减少;HDM催化剂上,重金属Ni和V在单一颗粒上径向分布均匀;而在HDN催化剂上,Ni在径向分布均匀,V则大量存在于外表面。