固定床反应器 定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。 特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。 应用：主要用于气固相催化反应。 基本形式：轴向绝热式、径向绝热式、列管式。 固定床反应器缺点： 床层温度分布不均匀； 床层导热性较差； 对放热量大的反应，应增大换热面积，及时移走反应热，但这会减少有效空间。 流化床反应器（沸腾床反应器） 定义：流体（气体或液体）以较高流速通过床层，带动床内固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应，具有类似流体流动的一些特性的装置。 应用：应用广泛，催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应。 原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，可作上下左右剧烈运动和翻动，好象是液体沸腾一样，故流化床反应器又称沸腾床反应器。 结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成。 优点：传热面积大、传热系数高、传热效果好。进料、出料、废渣排放用气流输送，易于实现自动化生产。 缺点：物料返混大，粒子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件复杂；操作要求高等。 固定床： 一、固定床反应器的优缺点 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器，而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。气固相固定床反应器的优点较多，主要表现在以下几个方面： 1、在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。 2、气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。 3、催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。 4、适宜于高温高压条件下操作。 由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点： 1、催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，则造成床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。对于放热反应，在换热式反应器的入口处，因为反应物浓度较高，反应速度较快，放出的热量往往来不及移走，而使
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。
设备及防腐 石 油 炼 制 与 化 工 ＰＥＴＲＯＬＥＵＭＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧＡＮＤＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳ ２０１６年６月 第４７卷第６期 收稿日期：２０１５-１１-１１。 作者简介：朱振兴，博士，高级工程师，主要从事计算流体力学 模拟、浆态床反应器和内构件开发、模拟移动床吸附分离内构 件开发等方面的研究工作。 通讯联系人：朱振兴，Ｅ-ｍａｉｌ：ｚｈｕｚｘ．ｒｉｐｐ＠ｓｉｎｏｐｅｃ．ｃｏｍ。 基金项目：国家重点基础研究发展计划（９７３计划）项目 （２０１２ＣＢ２２４８０６）。 浆态床渣油临氢热裂化反应器流体力学性能 数值模拟比较 朱振兴，唐晓津，侯拴弟，王子军 （中国石化石油化工科学研究院，北京１０００８３） 摘 要：针对５０ｋｔ/ａ渣油临氢热裂化中型反应器，应用欧拉-欧拉模型，运用ＣＦＤ模拟方法，对比了浆态床的普通鼓泡反应器、强制外循环反应器、内环流反应器和外环流反应器的流体力学性能，得到了这４种反应器内气浆两相流体的流体力学规律。通过对比４种反应器内气浆两相流体的表观速度、流动方向和体积分数分布等流场信息，初步确定强制外循环反应器和外环流反应器更适合渣油临氢热裂化反应的反应器形式。 关键词：渣油 浆态床 计算流体力学 外环流 欧拉-欧拉模型 随着石油资源的日益匮乏，加工劣质或重质油品（如渣油）多产轻质油的技术越来越受到重视。渣油临氢热裂化技术是重油加工领域中重要的技术路线之一，具有液体产品收率高、杂原子含量低和低价值副产物少等优点。根据反应器的不同，渣油临氢热裂化技术可分为４种工艺技术类型，分别是固定床、沸腾床、浆态床和移动床加氢工艺［１］。其中固定床因其技术工艺成熟、投资成本低，在渣油加工技术中应用最广。但是由于固定床反应器存在处理量较小、传热不均匀、催化剂更换困难等问题，难以处理高黏度、高金属含量的劣质渣油。移动床技术由于其设备复杂、投资高、不易于操作，也很难实现工业化生产。对于残炭、硫、氮、氧、金属和固体颗粒物等含量高的劣质渣油，沸腾床技术和浆态床技术成为极具竞争力的选择。然而，与沸腾床技术相比，浆态床技术具有催化剂用量少、投资低、反应器内温度分布均匀、不易堵塞等特点，更适合用于处理杂质含量高的渣油［２］。 渣油临氢热裂化过程一般在高温高压下进行，反应器内为气-液-固三相体系，反应器内各相流体的流动状况非常复杂。为了避免结焦，反应器结构一般比较简单，且尽量不设置内构件。为了消除内扩散的影响，催化剂粒径非常小，一般为几十微米，甚至为纳米级。因此，催化剂粒子的相对运动可以忽略，可以与液相均匀混合成浆液，即为体系内的连续相。氢气是体系内的分散相，在反应器内以气泡的形式存在。根据气相流量由小变大，反应器内的流场流型会由均匀鼓泡区过渡至湍动鼓泡区［３-４］。反应器结构流体流动情况，对反应的最终效果有重大影响。但是由于高温高压下，难以进行有效的实验考察流体的流动情况，制约了浆态床渣油临氢热裂化工艺的工业化。 近年来，随着计算机技术的飞速发展，运用计算流体力学模拟辅助多相流研究有了很大进展。计算流体力学（ＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌＦｌｕｉｄＤｙｎａｍ-ｉｃｓ，ＣＦＤ）是建立在经典流体力学与数值计算方法基础之上的一门新型学科，通过计算机数值计算和图像显示的方法，在时间和空间上定量描述流场的数值解，从而达到对物理问题研究的目的。Ｇａｎｄｈｉ等［５］运用ＣＦＤ模拟研究了渣油加氢鼓泡浆态床中气速的影响。Ｊｏｓｈｉ［６］运用欧拉和拉格朗日模型，研究了鼓泡塔内气液两相流动情况。 本研究针对５０ｋｔ/ａ渣油临氢热裂化中型工业反应器，运用ＣＦＤ比较了鼓泡反应器、强制外循环反应器、内环流反应器和外环流反应器４种反应器内各相流体的流动性能。
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。
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
2015年全球炼油技术回顾！ 全球炼油技术经过150多年的发展，已形成完整的技术体系，能为当今世界六百多个炼油厂提供各种原油加工解决方案。近年来，围绕扩大资源、降低成本、生产清洁化和实现本质安全等方面，全球炼油技术在重质/劣质原油加工、减压渣油高效转化、炼油化工一体化、清洁燃料生产、生物替代燃料等方面取得持续发展。 01 加氢技术方面，Chevron公司、UOP公司、Shell公司和Axens 是目前加氢裂化成套技术的主要供应商。全球采用UOP技术的加氢裂化装置超过150套，采用Chevron公司技术的装置超过100套。近年来，加氢裂化工艺的主要技术进展为：1）利用液相连续反应区的加氢裂化方案，能够以较小的反应器容积获得较高的单程转化率;2）新型的吸附工艺，能够提高进入加氢裂化装置的HVGO质量;3）能够调整加氢处理装置苛刻度以提高超低硫汽油（ULSG）辛烷值和超低硫柴油（ULSD）质量的加氢处理/加氢裂化工艺。另外，催化柴油（LC0）加氢转化生产高品质汽油和芳烃的技术正在受到关注。UOP的Unicracking技术及LCO-X技术为该领域代表性技术。中国石化石科院研发的LTAG技术将催柴通过选择性加氢再选择性催化裂化转化为高辛烷值汽油或芳烃，目
前已经通过中国石化的鉴定并计划在旗下二十余家炼厂推广。在当前我国的经济态势下，利用该项技术合理压减柴汽比具有重要的经济意义。国定床渣油加氢技术研发的重点是如何延长装置运行周期和加工更劣质原料。典型的固定床加氢工艺技术主要有RDS/VRDS工艺、ResidHDS工艺、RCD Unibon工艺、Residfining工艺等。活动床渣油加氢技术逐 步成熟，国内外有22套已建和在建的渣油沸腾床加氢裂化 装置，主要采用LC-Fining工艺和H-Oil工艺。浆态床渣油 加氢裂化工艺正在开发，典型技术有VCC、EST、HDHPLUS、Uniflex和VRSH等，首套工业装置已于2013年建成投产。为更大限度提高轻油收率，渣油加工组合技术迅速发展，如溶脱沥青-脱沥青油（DAO）催化裂化-脱油沥青DOA气化 组合工艺、渣油加氢-催化裂化双向组合工艺（RICP）等。 润滑油加氢工艺主要有Chevron的IDW工艺、ExxonMobil 的MSDW和MLDW工艺、BP公司的BPCDW工艺和法回Axens工艺。 02 催化裂化方面，国外催化裂化工艺的进步主要集中在多产柴油和/或丙烯以及针对劣质原油加工等方面。代表性技术包括Shell公司同时多产柴油和丙烯的MILOS工艺，Axens公司多产丙烯的PetroRiser工艺，UOP公司多产丙烯的RxPro 工艺，新日本石油公司（JX）和沙特阿拉伯法赫德国石油矿
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
固定床-流化床-浆态床的优缺点
固定床反应器 定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。 特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。 应用：主要用于气固相催化反应。 基本形式：轴向绝热式、径向绝热式、列管式。 固定床反应器缺点： 床层温度分布不均匀； 床层导热性较差； 对放热量大的反应，应增大换热面积，及时移走反应热，但这会减少有效空间。 流化床反应器（沸腾床反应器） 定义：流体（气体或液体）以较高流速通过床层，带动床内固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应，具有类似流体流动的一些特性的装置。 应用：应用广泛，催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应。 原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，可作上下左右剧烈运动和翻动，好象是液体沸腾一样，故流化床反应器又称沸腾床反应器。 结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成。 优点：传热面积大、传热系数高、传热效果好。进料、出料、废渣排放用气流输送，易于实现自动化生产。 缺点：物料返混大，粒子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件复杂；操作要求高等。 固定床： 一、固定床反应器的优缺点 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器，而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。气固相固定床反应器的优点较多，主要表现在以下几个方面： 1、在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。 2、气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。 3、催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。 4、适宜于高温高压条件下操作。 由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点： 1、催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，则造成床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。对于放热反应，在换热式反应器的入口处，因为反应物浓度较高，反应速度较快，放出的热量往往来不及移走，
四种反应器形式比较 一、固定床反应器 （一）概念 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器。而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。例如石油炼制工业中的加氢裂化、歧化、异构化、加氢精制等；无机化学工业中的合成氨、硫酸、天然气转化等；有机化学工业中的乙烯氧化制环氧乙烷、乙烯水合制乙醇、乙苯脱氧制苯乙烯、苯加氢制环己烷等。 （二）特点 结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。 1、优点主要表现在以下几个方面： 1）在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。 2）气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。 3）催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。 4）适宜于高温高压条件下操作。
2、由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点： 1）催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，导致床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。对于放热反应，在换热式反应器的入口处，因为反应物浓度较高，反应速度较快，放出的热量往往来不及移走，而使物料温度升高，这又促使反应以更快的速度进行，放出更多的热量，物料温度继续升高，直到反应物浓度降低，反应速度减慢，传热速度超过了反应速度时，温度才逐渐下降。所以在放热反应时，通常在换热式反应器的轴向存在一个最高的温度点，称为“热点”。如设计或操作不当，则在强放热反应时，床内热点温度会超过工艺允许的最高温度，甚至失去控制而出现“飞温”。此时，对反应的选择性、催化剂的活性和寿命、设备的强度等均极不利。 2）不能使用细粒催化剂，否则流体阻力增大，破坏了正常操作，所以催化剂的活性内表面得不到充分利用。 3）催化剂的再生、更换均不方便。 （三）形式 轴向绝热式、径向绝热式、列管式。 绝热式固定床反应器结构简单，催化剂均匀堆置于床内，一般有下列特点：床层直径远大于催化剂颗粒直径；床层高度与催化剂颗粒直径之比一般超过100；与外界没有热量交换，床层温度沿物料的流向而变化。换热式固定床反应器以列管式为多，通常管内装催化剂，管间走载热体，一般有下列特点：催化剂的粒径小于管径的8倍；利
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2015年第34卷第8期 ·2988· 化 工 进 展 国外渣油加氢技术研究进展 张庆军，刘文洁，王鑫，蒋立敬，耿新国 （中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，辽宁 抚顺 113001） 摘要：随着原油劣质化趋势的加剧及环保法规的日益严格，渣油加氢技术已成为炼厂提高轻油收率的关键技术。本文针对目前主要的渣油加氢技术，比较了固定床、沸腾床、悬浮床、移动床四大类型渣油加氢技术的优势和不足，重点分析了国外主要的渣油加氢技术的研究进展，探讨了未来的发展趋势。固定床加氢技术最成熟，在可预见的未来仍将占据渣油加氢的主导地位；沸腾床加氢技术日趋成熟，代表未来渣油加氢的发展方向；移动床加氢技术暂不作为渣油加氢的有效手段；悬浮床加氢技术尚未实现工业化应用，正在建设多套工业装置，具有良好的发展前景。渣油加氢技术与其他重油加工工艺进行优化集成，将会显著提高炼厂的经济效益。 关键词：加氢；固定床；沸腾床；移动床；悬浮床 中图分类号：TE 624.4+3 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2015）08–2988–15 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2015.08.014 Research progress in hydroprocessing technology for imported residuum ZHANG Qingjun ，LIU Wenjie ，WANG Xin ，JIANG Lijing ，GENG Xinguo （Fushun Research Insitute of Petroleum and Petrochemicals ，SINOPEC ，Fushun 113001，Liaoning ，China ） Abstract ：With the use of increasingly heavy crude oil and stricter environmental requirements ，residuum hydroprocessing technologies have become a key upgrading process to improve the yield of light oil in refineries. This paper focuses on the main residuum hydroprocessing technologies at present ，compares four types of processes ，including fixed bed ，ebullated bed ，slurry bed and moving bed ，and analyzes the present status and developing trend of main residuum hydroprocessing technologies abroad in detail. Fixed bed hydrotreating technology is the most mature one ，and it will continue to dominate in the foreseeable future. Ebullated bed hydrocracking technology is becoming mature ，which represents the future of hydrocracking technology. Moving bed hydrogenation technology isn’t an effective means temporarily. Slurry bed hydrocracking technology hasn’t realized its industrial application yet ，but several sets of it are under construction and have a good potential. Optimized and integrated with other heavy oil processing technology will improve economic benefits significantly. Key words ：hydrogenation; fixedbed; ebullated bed; moving bed; slurry bed 全球常规石油资源储量为3×1012～4×1012bbl ，而非常规石油资源，包括重油、超重油和油砂沥青的储量接近 8×1012bbl [1]。随着原油重质化、劣质化趋势的加剧，市场对轻质油品需求的不断增加以及环保法规的日益严格，重油尤其是渣油的高效 转化和清洁利用成为世界炼油工业关注的焦点。 渣油加氢是解决重油深加工最合理也最有效的 方法[2-3]。 目前，世界上渣油加氢工艺类型有四大类，即固定床、沸腾床（又称膨胀床）、移动床和悬浮床（又称浆态床）渣油加氢，已工业化的有固定床、沸腾收稿日期：2014-11-02；修改稿日期：2015-01-07。 第一作者及联系人：张庆军（1983—），男，工程师，硕士，研究方向为渣油加氢工艺开发。E-mail zhangqingjun.fshy@https://www.doczj.com/doc/6e9205335.html, 。
一第23卷第3期 洁净煤技术 Vol．23一No．3一一2017年 5月 Clean Coal Technology May一 2017一 浆态床鼓泡反应器中气含率的分布 张奉波,卜亿峰,许一明,门卓武 (北京低碳清洁能源研究所,北京一102211) 摘一要:为了解浆态床鼓泡反应器中气含率的分布规律,在浆态床鼓泡反应器冷模试验装置中,以空气-液体石蜡-氧化铝微球为试验介质对装置内部的气含率进行研究三利用压差法研究了表观气速二浆液固含量等操作条件对反应器床层总体气含率的影响,利用光纤探针法研究了浆态床反应器不同操作条件对局部气含率的影响,总结了反应器内部气含率的分布规律,并由此对工业浆态床鼓泡反应器的设计进行了研究三结果表明:浆态床反应器的总体气含率随表观气速的增大而增大,固体细颗粒的加入能适当降低总体气含率;在反应器底部,分布器对气体的均布作用明显,但表观气速的增大能够弱化分布器的作用;在反应器的中上部气含率不受分布器的影响,沿反应器径向呈现 中间高,边缘低 的分布趋势;在工业费托浆态床中,表观气速不宜低于0．12m /s ,内过滤系统适宜设置于反应器中上部靠近器壁的位置三 关键词:浆态床鼓泡反应器;表观气速;总体气含率;局部气含率 中图分类号:TQ021．1一一一文献标志码:A一一一文章编号:1006-6772(2017)03-0061-05 Distribution of gas holdup in slurry bubble column reactor Zhang Fengbo,Bu Yifeng,Xu Ming,Men Zhuowu (National Institute of Clean -and -Low -Carbon Energy ,Beijing 一102211,China ) Abstract :In order to study distribution law of gas holdup in slurry bubble column reactor,the gas holdup in slurry bubble column reactor was studied under cold -state experiment with the aid of an air -liquid paraffin -alumina microspheres 3-phase system.The effects of super-ficial gas velocity and solid concentration on total gas holdup were investigated using differential pressure transmitter.The distribution of lo-cal gas holdup under different operating condition was also systematically elucidated by means of an optical fiber probe.Based on these ex-perimental results,the design of an industrial slurry bubble column reactor was also proposed.Results show that total gas holdup increases with increasing of superficial gas velocity,while the addition of solid fine particles slightly decreases the total gas holdup.In the bottom area of the reactor,a significant effect of gas sparger on gas holdup distribution presents.Such effects partly decrease with the increasing of su-perficial gas velocity.In the middle and upper area of the reactor,the gas holdup shows higher in the middle,while lower at the edge distri-bution status along the radial direction,which means there is no obvious effect from the gas sparger in this area.For an industrial Fischer - Tropsch synthesis reactor,the filtration system should be better located at the area near the middle /upper reactor wall,with the operating superficial velocity higher than 0.12m /s. Key words :slurry bubble column reactor;superficial gas velocity;total gas holdup;local gas holdup 收稿日期:2017-01-20;责任编辑:白娅娜一一DOI :10.13226/j.issn.1006-6772.2017.03.012基金项目:神华集团科技创新项目(ST930012SH12) 作者简介:张奉波(1987 ),男,山东淄博人,工程师,硕士,从事煤间接液化研究工作三E -mail :zhangfengbo@nicenergy．com 引用格式:张奉波,卜亿峰,许明,等.浆态床鼓泡反应器中气含率的分布[J].洁净煤技术,2017,23(3):61-65. Zhang Fengbo,Bu Yifeng,Xu Ming,et al.Distribution of gas holdup in slurry bubble column reactor [J].Clean Coal Technology,2017,23(3):61-65. 0一引一一言 浆态床鼓泡反应器(slurry bubble column reactor,SBCR)具有结构简单二传热效果好二生产能 力大和相间接触充分等优点[1-3],逐步成为费托合成(Fischer -Tropsch synthesis)技术的发展方向三国外的Sasol二Exxonmobil二Syntroleum [4-5]以及国内的中国科学院山西煤炭化学研究所[6]二神华集团[7]二兖 1 6
年产5万吨沸腾床加氢（STRONG）立 项投资融资项目 可行性研究报告 (典型案例〃仅供参考) 广州中撰企业投资咨询有限公司
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目录 第一章年产5万吨沸腾床加氢（STRONG）项目概论 (1) 一、年产5万吨沸腾床加氢（STRONG）项目名称及承办单位 (1) 二、年产5万吨沸腾床加氢（STRONG）项目可行性研究报告委托编制单位 (1) 三、可行性研究的目的 (1) 四、可行性研究报告编制依据原则和范围 (2) （一）项目可行性报告编制依据 (2) （二）可行性研究报告编制原则 (2) （三）可行性研究报告编制范围 (4) 五、研究的主要过程 (5) 六、年产5万吨沸腾床加氢（STRONG）产品方案及建设规模 (6) 七、年产5万吨沸腾床加氢（STRONG）项目总投资估算 (6) 八、工艺技术装备方案的选择 (6) 九、项目实施进度建议 (6) 十、研究结论 (7) 十一、年产5万吨沸腾床加氢（STRONG）项目主要经济技术指标 .. 9项目主要经济技术指标一览表 (9) 第二章年产5万吨沸腾床加氢（STRONG）产品说明 (15) 第三章年产5万吨沸腾床加氢（STRONG）项目市场分析预测 (15) 第四章项目选址科学性分析 (15) 一、厂址的选择原则 (16) 二、厂址选择方案 (16) 四、选址用地权属性质类别及占地面积 (17) 五、项目用地利用指标 (17) 项目占地及建筑工程投资一览表 (18)
六、项目选址综合评价 (19) 第五章项目建设内容与建设规模 (20) 一、建设内容 (20) （一）土建工程 (20) （二）设备购臵 (20) 二、建设规模 (21) 第六章原辅材料供应及基本生产条件 (21) 一、原辅材料供应条件 (21) （一）主要原辅材料供应 (21) （二）原辅材料来源 (21) 原辅材料及能源供应情况一览表 (22) 二、基本生产条件 (23) 第七章工程技术方案 (24) 一、工艺技术方案的选用原则 (24) 二、工艺技术方案 (25) （一）工艺技术来源及特点 (25) （二）技术保障措施 (25) （三）产品生产工艺流程 (26) 年产5万吨沸腾床加氢（STRONG）生产工艺流程示意简图 (26) 三、设备的选择 (26) （一）设备配臵原则 (26) （二）设备配臵方案 (27) 主要设备投资明细表 (28) 第八章环境保护 (28) 一、环境保护设计依据 (29) 二、污染物的来源 (30) （一）年产5万吨沸腾床加氢（STRONG）项目建设期污染源 (31)
固定床,流化床,浆态床的优缺点
固定床反应器 定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。 特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。 应用：主要用于气固相催化反应。 基本形式：轴向绝热式、径向绝热式、列管式。 固定床反应器缺点： 床层温度分布不均匀； 床层导热性较差； 对放热量大的反应，应增大换热面积，及时移走反应热，但这会减少有效空间。 流化床反应器（沸腾床反应器） 定义：流体（气体或液体）以较高流速通过床层，带动床内固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应，具有类似流体流动的一些特性的装置。应用：应用广泛，催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应。 原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，可作上下左右剧烈运动和翻动，好象是液体沸腾一样，故流化床反应器又称沸腾床反应器。 结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成。 优点：传热面积大、传热系数高、传热效果好。进料、出料、废渣排放用气流输送，易于实现自动化生产。
缺点：物料返混大，粒子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件复杂；操作要求高等。 固定床： 一、固定床反应器的优缺点 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器，而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。气固相固定床反应器的优点较多，主要表现在以下几个方面： 1、在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。 2、气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。 3、催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。 4、适宜于高温高压条件下操作。 由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点： 1、催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，则造成床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。对于放热反应，在换热式反应器的入口处，因为反应物浓度较高，反应速度较快，放出的热量往往来不及移走，而使物料温度升高，这又促使反应以更快的速度进行，放出更多的热量，物料
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。