赵建军，吴 锐

（1. 山东公泉化工股份有限公司，山东 淄博 255436； 2. 中国石化 抚顺石油化工研究院，辽宁 抚顺113001）

渣油加氢反应器径向温差原因分析及应对措施

赵建军1，吴 锐2

（1. 山东公泉化工股份有限公司，山东 淄博 255436； 2. 中国石化 抚顺石油化工研究院，辽宁 抚顺113001）

渣油加氢技术是重油改质的重要手段，是优化重油催化裂化装置进料的主要措施，其中以固定床渣油加氢技术应用最广。工业运转表明，反应器径向温差问题是制约渣油加氢装置满负荷生产和长周期运转的重要因素之一。以Q炼厂渣油加氢装置为例分析了径向温差产生的原因，提出了合理的应对措施来解决径向温差问题。

渣油加氢；反应器；径向温差；操作建议

采用渣油加氢技术不仅能脱除渣油中大部分的硫、氮、金属等杂质，降低残炭质量分数，而且还具有改善油品质量、环境友好、经济效益显著等特点，因此得到广泛应用[1]。渣油加氢装置在实际运转中经常会出现径向温差问题，径向温差出现后会影响装置的正常操作。为此，本文以Q炼厂渣油加氢装置第六周期运转为例，对径向温差产生的原因进行分析，提出了合理的应对措施来解决径向温差问题,延长装置运行时间，提高装置平稳性和经济性。

1 装置运转中存在的现象

Q炼厂渣油加氢装置设有AB两个系列，两系列可单独开停工。在第六周期运转中， B列 UFR反应器一床层和二床层出口从运转初期就出现了比较明显的径向温差，从现场的操作界面可以看出：

① 径向温差出现在一床层和二床层的出口位置，即急冷氢/冷油管的下部位置；

② 出现径向温差的床层其温度最高点所处位置在同一轴向；

③ 在一、二、三床层入口处不存在明显的径向温差，即物料进入 UFR反应器和流经冷氢/冷油管后，温度分布是良好的。

表1列出了开工初期AB两列UFR反应器一床层下部和二床层下部的径向温差，从表1中可以看出，自开工以来，B列UFR一床层下部和二床层下部的径向温差基本都＞5 ℃，A列基本都＜5 ℃。一般来说，反应器内的径向温差应小于5 ℃。

2 径向温差产生的原因分析

2.1 催化剂装填的影响

第六周期工业应用催化剂装填中，炼厂要求UFR反应器一二床层的催化剂料面与冷氢管必须保证250 mm以上的距离，实际装填中B列一床层催化剂料面与冷氢管距离为290 mm，二床层催化剂料面与冷氢管距离为240 mm，而A列是将催化剂料面与冷氢管之间的部分空间填入KT活性支撑剂。

表1 开工初期AB两列的径向温差Table 1 Radial temperature difference of A and B series in initial run

上流式第一第二床层的装填高度可能会导致床层上部产生径向温度分布不均，若测温点的位置离催化剂床层顶部过近，则由于急冷油以及急冷氢的注入量不合理会导致床层顶部的物流分配不均，从而导致温度分布的差异。

2.2 反应器内构件的影响

由于渣油分散性差、催化剂品种多和床层较高，渣油加氢反应器在反应物流分配上难度较大，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[2,3]。内构件对径向温度的影响在海南炼化渣油加氢装置上表现的比较突出，该装置未更换反应器入口分配器和优化操作控制时，反应末期床层最大径向温差为 50 ℃左右：更换反应器入口分配器后，第5运转周期最大径向温差为35 ℃，其中B系列1台反应器的分配器在停工检修时更换为CLG喷射式，最大径向温差仅有13 ℃；在第 6运转周期，分配器全部更换为 CLG喷射式，各反应器最大径向温差保持在 4～7 ℃，效果显著[4]。

2.3 热电偶的影响

热电偶做为测温元件，其精确度直接影响反应器内温的控制。热电偶若出现故障，发出假显示，将直接影响催化剂性能的发挥。

理论上，渣油加氢反应中，物流温度应该随着物流前进的方向增加。但从现场的操作界面可以看出，一床层中部温度高于一床层下部温度，这一现象是否是热电偶测温不准引起的，有待进一步考证。此现象在B列第五周期运转的中后期一直存在，A列不存在这一反常现象。

2.4 控制手段的影响

UFR反应器的温升是通过在床层间注入急冷油或急冷氢来控制的。

表2列出了本周期开工以来，A、B两列UFR反应器二床层入口和三床层入口急冷油、急冷氢的注入量。

表2 开工初期AB两列急冷油和急冷氢注入量Table 2 Injection rate of quench oil and quench hydrogen of A and B series in initial run

从表2可以看出，第六周期运转自开工以来，B列UFR二床层入口和三床层入口的急冷氢注入量都很少。通过查看现场实时操作记录，得知自开工以来，B列UFR二床层入口和三床层入口注入的几乎全是急冷油，急冷氢的注入量很少，而同期，A列 UFR二床层入口和三床层入口急冷油和急冷氢交替注入，且以急冷氢为主。

向UFR反应器中注入大量冷氢，增大了氢油比，强化了物料在催化剂床层中的均匀分配，避免了由于物料分布不均产生径向温差。由于B列UFR二床层和三床层入口冷氢注入量都很少，使得B列UFR一床层和二床层出口产生＞5℃的径向温差，而A列由于大量冷氢的注入，没有出现明显的径向温差。

在随后的运转中，当B列增大UFR二床层入口急冷氢注入量后，一床层和二床层出口径向温差有所缓解。

3 应对措施[5]

3.1 加强原料管理

严格执行渣油加氢装置进料质量的控制指标，加强原料油预处理工作，强化原料过滤，避免杂质沉积于床层中引起径向温差。在装置运转过程中尽量降低原料性质的波动，尤其是运转初期。

3.2 优化反应器的内构件

通过优化反应器的内构件，使反应物流在反应器中均匀分布，催化剂床层温度分布均匀，减小催化剂床层径向温差，提高催化剂的利用率。

3.3 优化催化剂级配和性能

对催化剂级配和催化剂物性如颗粒形状、大小、孔径分布、孔体积大小做进一步的研究和改进，一方面把催化剂装填质量的影响降到最小，保证催化剂床层空隙率均匀分布以避免偏流；另一方面使得催化剂活性得以平稳均匀发挥，延长催化剂使用寿命。

3.4 提高催化剂的装填质量

催化剂的装填质量在发挥催化剂性能、提高装置处理量、防止径向温差产生等方面具有重要的作用，所以要求催化剂装填工作一定要认真仔细，确保均匀装填，保证催化剂的装填密度达到要求，防止物料偏流引起的径向温差。在催化剂的装填过程中，要尽量防止催化剂破碎，破碎催化剂的存在会引起物流分配不均。在装填催化剂时，一定要留意反应器内热电偶的位置。

3.5 优化操作

（1）在实际操作中应采用较大的氢油比和较高的氢纯度，以保证物料在催化剂床层中的均匀分布，尽量避免由于物料分布不均产生径向温差。

（2）长周期运行过程中应适当进行床层降温并改用蜡油或柴油代替渣油对床层进行“洗涤”,以改善物流分布，实践表明,该方法可明显改善催化剂床层物料分布不均的情况，延缓径向温差的产生。

（3）重视装置的开工环节，严格控制开工阶段的各项操作参数。

（4）加强热偶漂移测试和校对，及时排除仪表显示偏差。

（5）运转过程中，应尽量维持进料速率在设计值，并尽可能保持恒定，杜绝由于进料量波动引起催化剂床层径向温差的不断扩大。装置出现进料不足或其它故障时，应尽量通过打循环油的方式来维持进料流率不变。

4 结束语

在渣油加氢装置的运转过程中，为了充分发挥催化剂的效能，提高催化剂的使用效率，避免径向温差的产生，确保工业装置的安稳长满优运转，在工业运转过程中，应强化如下几方面的工作：加强原料管理、优化反应器的内构件、优化催化剂级配和性能、提高催化剂的装填质量、优化操作。

［1］方向晨.国内外渣油加氢处理技术发展现状及分析[J].化工进展,201 1,30(1):96-101．

［2］王兴敏.固定床加氢反应器内构件的开发与应用[J].炼油设计,2001,3 1(8):24-27．

［3］张树广,穆海涛,胡正海.加氢裂化装置(SSOT)反应器内构件的改造[J].齐鲁石油化工,1999,27(4):307-310．

［4］徐彬,魏翔.渣油加氢反应器径向温差大原因分析及改进措施[J].石化技术与应用，2013,31(3):217-218.

［5］吴锐，蒋立敬，韩照明． 固定床渣油加氢反应器结垢原因分析及对策［J］． 当代化工，2012，41( 4) : 366－368．

Causes Analysis and Countermeasures of Radial Temperature Difference in Residue Hydrotreating Reactors

ZHAO Jian-jun1,WU Rui2

（1. Shandong Gongquan Chemical Stock CO.,Ltd., Shandong Zibo 255436, China；2. Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals, SINOPEC, Liaoning Fushun 113001, China）

Residue hydrotreating is an important process to upgrade heavy oil and a major measure to optimize feedstock of RFCC units. Fixed-bed residue hydrotreating technology is the most widely used one in many residue hydrotreating technologies. Industry application results show that radial temperature difference in residue hydrotreating reactor is one of the major factors that constrain the unit capacity and long term stable operation. In this paper, causes of radial temperature difference were analyzed by taking the residue hydrotreating unit at Q refinery as example, and countermeasures to inhibit the radial temperature difference were put forward.

Residue hydrotreating; Reactor; Radial temperature difference; Countermeasures

TE 624

： A

： 1671-0460（2015）03-0632-03

2015-01-12

赵建军（1976-），男，山东青州人，工程师，2000年毕业于石油大学（华东）化学工程专业，研究方向：从事催化剂的技术研究与生产工作。E-mail：sgcsc42541@163.com，电话：0533-7549071。

吴锐（1980-），男，高级工程师，硕士学位，从事渣油加氢工艺研究和加氢试验装置管理工作。E-mail：wurui.fshy@sinopec.com，电话：024-56389600。