渣油加氢反应器内构件工程开发和应用.pdf

石油化工设计 Petrochemical Design 渣油加氢反应器 内构件的工程开发与应用 宋智博，周桂娟 (中国石化工程建设有限公司，北京 100101) 摘要 ：介绍 了渣油加氢反应器内构件 的工程设计方法 ，应用 CFD软件辅助开发入 口扩散器、预分配 盘、喷射型分配盘、出口收集器等反应器内构件，模拟计算结果显示出诸 内构件的优化效果；并以现场采 集的数据为实例，叙述了中国石化工程建设有限公司(SEI)第二代反应器内构件技术在上海石化、安庆石 化与石家庄石化的应用效果。该技术可有效降低反应器径向温差；强调反应器内构件必须 “量体裁衣”， 且每一个床层都要 “享受定制化服务”。 关键词 ：渣油加氢反应器 反应器 内构件 CFD模拟 开发与应用 反应器 内构件的性能直接关系到能否充分发 相的关键物理参数，如密度、粘度、表面张力、汽化 挥高活性催化剂的效能和加氢装置的 “安、稳、长、 率、体积流率等，通常将设计工况或实际工况的数 满、优”运行。反应器内构件的性能对渣油加氢装 据输入流程模拟软件 (ASPEN、PROII等)建模，由 置的长周期运行影响尤为显著。渣油加氢装置的 软件计算出相关的参数。 运行周期通常仅有 1年，反应器径向温差每减小3 1．2 确定反应器 内径 ℃，运行周期约延长 1个月，则减少催化剂购置费 渣油原料具有比重大、粘度大、流动性差、扩 用的支出约 1／12，这其中不包含延长装置操作周 散性差、不易雾化等特殊物理性质。上述物理性 期对全厂总加工流程带来经济效益增长的贡献。 质使渣油在反应器中的液相质量速度显著影响物 超过 420℃渣 油原料将 发生热裂化缩合反 流传质与压降，质量速度过低则传质变差 (即分配 应 ¨I2J，使催化剂床层产生局部热点、结焦结块， 效果变差)，质量速度过高，则导致较高的床层压 结焦结块的周围进一步增大径向温差，从而使装 降。当控制床层压降成为主要矛盾时，反应器往 置很快被迫停工。因此催化剂床层径向最高温度 往选用较大内径，增大反应器 内径后相当于降低 一 旦超过420℃，装置的操作周期也就即将结束。 了质量速度，将进一步降低(劣化)传质效果，此时 由于渣油性质的特殊性，同一型式的内构件即使 反应器内构件技术就成为解决传质问题的唯一手 在柴油加氢、蜡油加氢、加氢裂化装置中有很好的 段。渣油加氢装置反应器传质——压降悖论关系 应用业绩，但照搬在渣油加氢装置中往往表现差 见图2。 强人意，渣油加氢反应器 内构件的设计是整个装 通过流程模拟得到的原料油性质，如质量流 置设计的技术关键，也是难点。随着近几年渣油 加氢装置规模不断增大，反应器大型化后内构件 收稿 日期：2015—07—22。 的设计越显重要。 作者简介：宋智博，男，2008年毕业于北京化工大学化 学工程专业，工学博士，高级工程师，主要从事临氢工 1 渣油加氢反应器内构件的设计方法 艺设计工作。联 系电话：010E—mail： 图1为渣油加氢装置反应器 内构件设计工艺 songzhibo@ sei．corn．en 流程 。 专利：气液分布器 (一种双重喷射抽吸组合型下行式 1．1 流程模拟计算 气液分布器)Z0464；气液分布器 (一