液相柴油加氢反应进料加热炉的设计要点

加氢反应器配管设计的几个要点摘要：加氢反应器的配管设计是整个加氢装置配管设计的关键部分。

本文针对加氢反应器配管设计中容易忽视的几个要点进行了阐述，旨在提醒配管工程师在设计中提高重视，并尽可能进行设计优化，以满足装置设计的多方面要求。

关键词：加氢装置；反应器；配管前言：加氢反应器是加氢装置的核心设备。

加氢反应器的配管设计不但要满足工艺要求，还要达到节省投资，方便操作、检修，满足消防和长周期安全运行的目的，是整个装置配管设计的重中之重。

本文结合柴油加氢精制装置的管道设计进行了一些探讨。

本套装置是以直馏柴油、焦化汽油和焦化柴油的混合油为原料，经过催化加氢反应进行脱硫、脱氮、烯烃饱和，用以生产精制石脑油和精制柴油。

加氢装置火灾危险性分类属甲类，主要工艺特点是高温、高压、临氢。

为了确保设计产品质量，我们应该在以下几个方面加强认识：一、反应器平面布置（1）反应器布置应满足建设地区的自然条件和地理位置的要求。

反应器和反应进料加热炉是装置中潜伏火灾危险性比较大的设备，一般布置在装置区的边缘并靠近消防通道，且位于可燃气体、液化烃、甲B类液体介质设备的全年最小频率风向的下风侧，同时考虑将反应器布置于地质条件好的地段，确保其基础牢固可靠。

（2）反应器的布置应满足工艺设计的要求。

为控制反应系统的温降，压降，避免发生副反应，一般将反应器，换热器和反应进料加热炉等靠近布置，同时在反应器管嘴和其相关管道的应力不超过许用应力的前提下，反应器布置应使管道长度尽量短。

（3）反应器布置应满足安全的要求。

反应器与其进料加热炉之间或取走反应热的换热器，可视为一个系统，没有防火间距的要求[1]，一般联合集中布置在装置的一端或一侧。

反应器与其进料加热炉的间距应尽量缩短，考虑到反应器与其进料加热炉之间的安全通道，管道布置及检修需要的空间，其距离不应小于4.5m[3]。

反应器与其无关设备和加热炉一般分开布置，其间距应满足防火和防爆规范的要求。

（4）反应器布置应满足操作和检修要求。

第50卷第1期 当 代 化 工 Vol.50，No.1 2021年1月 Contemporary Chemical Industry January，2021收稿日期： 2020-12-31 作者简介：李义禄（1982-），男，河北省保定市人，工程师，2006年毕业于武汉轻工大学（原武汉工业学院）化学工程与工艺专业，研究方向：加氢装置技术管理。

E -mail：***************.com。

生产国ⅤI 柴油大型化液相加氢装置的设计与运行李义禄1，金建辉2（1. 中海油惠州石化有限公司，惠州 516086；2. 中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，大连 116045）摘 要：液相加氢技术是近年来为适应市场需求发展起来的新技术。

中海油惠州石化炼油二期3.4 Mt ·a -1柴油液相加氢装置采用美国杜邦（Dupont）公司IsoTherming ®工艺直接生产“超低硫柴油”。

简述了装置的工艺流程、设计指标和实际运行参数，并依据操作条件、原料产品性质、能耗等数据的对比分析阐述了液相加氢技术在油品升级和清洁生产中的优势。

关 键 词：液相加氢技术；国ⅤI 低硫柴油；低能耗；运行参数中图分类号：TE624 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2021）01-0233-04Design and Operating Results of Continuous DieselLiquid-phase Hydrotreating UnitLI Yi-lu 1, JIN Jian-hui 2（1. CNOOC Huizhou Petrochemicals Co., Ltd., Huizhou 516086, China;2. Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals, Dalian 116045, China ）Abstract : The continuous liquid-phase hydrotreating technology is a new technology in order to meet the market demand. CNOOC Huizhou Petrochemical Refining stage 2 3.4 Mt/a diesel hydrotreating unit adopts Dupont IsoTherming® liquid-phase hydrotreating technology for direct production of ultra-low sulfur diesel. In this paper, the process flow, design index and actual operation parameters of the device were introduced, and describe the advantages of liquid-phase hydrogenation technology in oil upgrading and clean production were introduced by analyzing operating conditions, properties of raw materials and products, energy consumption.Keywords : Liquid-phase hydrotreating technology; National VI standard low sulfur diesel; Low energy consumption; Operating parameters相比其他加氢工艺，液相加氢工艺具有投资小、能耗低、安全性高等优势，中海油惠州石化炼油二期 3.4 Mt ·a -1柴油液相加氢装置采用美国杜邦（Dupont）公司IsoTherming ®工艺包，由上海河图工程股份有限公司负责工程设计。

加氢装置重点部位及主要设备一、重点部位1．加热炉及反应器区加氢装置的加热炉及反应器区布置有加氢反应加热炉、分馏部分加热炉、加氢反应加热器、高压换热器等设备，其中大部分设备为高压设备，介质温度比较高，而且加热炉又有明火，因此，该区域潜在的危险性比较大，主要危险为火灾、爆炸是安全上重点防范的区域。

2．高压分离器及高压空冷区高压分离器及高压空冷区内有高压分离器及高压空冷器，若高压分离器的液位控制不好，就会出现严重问题。

主要危险为火灾、爆炸和H2S中毒，因此该区域是安全上重点防范的区域。

3．加氢压缩机厂房加氢压缩机厂房内布置有循环氢压缩机、氢气增压机，该区域为临氢环境，氢气的压力较高，而且压缩机为动设备，出现故障的机率较大，因此，该区域潜在的危险性比较大，主要危险为火灾、爆炸中毒，是安全上重点防范的区域。

4．分馏塔区分馏塔区的设备数量较多，介质多为易燃、易爆物料，高温热油泵是应重点防范的设备，高温热油一旦发生泄漏，就可能引起火灾事故，分馏塔区内有大量的燃料气、液态烃及油品，如发生事故，后果将十分严重，此外，脱丁烷塔及其干气、液化气中H2S浓度高，有中毒危险，因此该区域也是安全上重点防范的区域。

二、主要设备1．加氢反应器加氢反应器多为固定床反应器，加氢反应属于气-液-固三相涓流床反应，加氢反应器分冷壁反应器和热壁反应器两种：冷壁反应器内有隔热衬里，反应器材质等级较低；热壁反应器没有隔热衬里，而是采用双层堆焊衬里，材质多为2×1/4Cr-1Mo。

加氢反应器内的催化剂需分层装填，中间使用急冷氢，因此加氢反应器的结构复杂，反应器入口设有扩散器，内有进料分配盘、集垢篮筐、催化剂支承盘、冷氢管、冷氢箱、再分配盘、出口集油器等内构件。

加氢反应器的操作条件为高温、高压、临氢，操作条件苛刻，是加氢装置最重要的设备之一。

2．高压换热器反应器出料温度较高，具有很高热焓，应尽可能回收这部分热量，因此加氢装置都设有高压换热器，用于反应器出料与原料油及循环氢换热。

加氢改质反应进料加热炉运行分析及改造陈雷【摘要】哈尔滨石化公司加氢改质装置加热炉由于运行方式和工况的改变,致使加热炉的对流段不具备生产3.5 MPa蒸汽的条件.对加热炉外部炉管进行了改造,对流段1.0 MPa蒸汽由于取热能力有限,加热炉排烟温度高,尤其在高反应温度的情况下有烧坏蒸汽炉管的风险.2016年再次进行技术改造,将分馏塔进料配至反应加热炉对流段取热,解决了加氢反应加热炉高风险运行的生产难题.【期刊名称】《炼油与化工》【年(卷),期】2019(030)001【总页数】2页(P21-22)【关键词】加氢;加热炉;改造;热效率【作者】陈雷【作者单位】中国石油哈尔滨石化分公司,黑龙江哈尔滨150056【正文语种】中文【中图分类】TE624.4随着600 kt/a连续重整和800 kt/a加氢裂化联合装置的投产，哈尔滨石化分公司的200 kt/a重整装置和450 kt/a加氢改质联合装置的重整部分已不具备开工条件。

2011年对450 kt/a加氢改质装置反应加热炉进行了技术改造，从实际运行效果看，具备一定回收烟气余热的功能，但加热炉在高负荷运行的情况下，存在排烟温度高，炉管烧坏的风险，并且加热炉热效率低下，严重威胁装置安全生产，改造加热炉运行方式，提高加热炉热效率是装置安全生产的首要任务［1］。

1 加氢改质装置改造（1）加热炉内部不做改动，减少投资。

（2）新配一小段管将原除氧器1.0 MPa 蒸汽管线和循环炉水入口管线连接作为蒸汽的入口。

（3）将循环炉水的出口和饱和蒸汽入口进行连接，实现原蒸发段炉管和过热段炉管管路串联。

（4）利用原有1.0 MPa蒸汽并汽线将加热后的蒸汽并入装置内蒸汽管网供装置用。

（5）在蒸汽主干线上加阀实现投用和切除操作。

（6）改造后对流段介质流向为：1.0 MPa蒸汽入装置—1.0 MPa蒸汽线—原循环炉水蒸发段炉管—原过热蒸汽炉管—原1.0 MPa蒸汽并汽线—1.0MPa蒸汽线至用户。

料是容器外壳制造的主要材料，对这些材料进行检测，主要是采用超声波检测的方法，在检测的过程中，需要按照国家制定的标准进行各项操作，检查的方向主要是材料在生产制造，以及加工和组合过程中产生的裂缝和断裂线等问题。

在对不同制作材料进行检查的过程中，检测等级存在一定的差异，低合金钢板材料属于三级钢板材料，二级钢板材料主要是不锈钢钢板材料。

3.2 超声检测在进行低温容器壳体组装的过程中，需要进行对接焊缝作业，会出现气孔和裂缝问题，在对这些问题进行检测的过程中，需要采用无损检测的方式。

要对内部和表面进行检测，虽然都采用了无损检测法，但是检测的过程中存在一定的差异，通常在表面采用磁粉与渗透的检测方式，在内部采用超声检测法。

因为容器的壳体是夹层型，很难被检测，所以在检查的过程中需要提高检测的标准。

3.3 渗透检测在对容器中的接头和对接焊缝等角落进行检测的过程中，如果经过超声与射线检测之后，依然没有达标的，就需要进行渗透检测。

在检测的过程中，需要对受压元件和非受压元件进行重点检测，要想保证检测操作的顺利进行，应该按照技术指标进行相关的检测。

在检测之前，需要对容器的表面进行打磨，确保检测区域能够平滑，才能顺利的进行各项操作。

4 结语综上所述，压力容器设备在工业生产的应用非常重要。

因此应该正确的选择压力容器的制作材料，采用先进的焊接技术，才能保证设备在应用的过程中，更加的安全稳定。

在进行设备检测的过程中，应该严格的按照相应的标准，对设备的应用性能进行检测，才能完善设备的各项性能，确保设备在应用的过程中发挥更大的作用。

需要结合国内外先进的经验，根据实际制作现状，对制造技术和焊接技术进行改善和优化，才能提高我国现有的工业制造水平，推动工业的发展。

参考文献：[1]陈晶，陈国栋.低温压力容器的焊接制造解析[J].化工管理，2019 (14): 147-148.[2]王珩.浅析低温压力容器的焊接制造[J].时代农机，2018, 45(12): 197.[3]杨晓冬，赵钰，樊志勤，等.大型压力容器制造用09MnNiDR 低温钢的焊接工艺评定[J].机械制造文摘(焊接分册), 2017(03): 25-28.[4]李东.低温管道与低温压力容器设计问题[J].黑龙江科学，2016, 7(05): 56-57.[5]张超.低温压力容器制造用钢及其焊接特点和检测要求[J].中国建筑金属结构，2013 (02): 40-41.[6]陈学东，崔军，章小浒，等.我国压力容器设计、制造和维护十年回顾与展望[J].压力容器，2012, 29(12): 1-23.柴油加氢装置反应器构架设计要点于燕(中石油华东设计院有限公司，山东青岛266071)摘要：随着成品油市场对柴油需求量的减少，越来越多的炼油厂新建、改扩建柴油加氢装置。

加氢装置加热炉施工注意事项下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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141 加热炉的设备布置要求加热炉是通过对燃气以及燃油的利用，在炉膛中对热量进行燃烧释放，并将其用于加热，通过炉管得热量传递，让工艺介质达到所需要的操作温度。

加热炉作为主要的物料加热设备，在工业生产装置中得到广泛应用[1]。

加热炉的组成一般是辐射段以及对流段。

在辐射段中，高温烟气主要是利用辐射的方式将热量直接向辐射段加热炉管传输；烟气上升到对流段的时候，在对流段中主要是通过对流的方式传输热量给加热炉管。

1.1 加热炉净距及维修空间要求若加热炉的数量较多，可按照中心线将其对齐进行成排布置。

在充分考虑到经济合理性的条件下，可将加热炉进行合理设置，使其共用1个余热回收系统，且相邻两座加热炉之间的净距应该≥3m。

炉外壁以及检修道路之间的边缘应该设置≥3m，当加热炉利用机动维修机具对炉管进行吊装的时候，应该在其中设置维修机具通道以及维修专用场地。

对于带有水平炉管的加热炉，应该对炉管的其中一侧进行抽出，且检修场地的长度应该大于炉管长度至少2m。

1.2 加热炉与其他设备之间的间距通常加热炉可以与其工艺联系较大的反应器及其他设备集中布置。

加热炉与反应器之间的间距应该保持在≥4.5m。

减压加热炉到减压塔之间的转油线管道一般都为高温、大管径管道，材料上也大多选用价格较为昂贵的不锈钢。

为了使得温降、压降得到减少，减压加热炉与减压塔之间放火间距没有具体要求。

管道布置满足转油线的管道柔性及工艺要求即可 [2]。

转油线中介质流速较高，且温度较高，在设备布置过程中应该充分考虑减压炉与减压塔的关系，加热炉出口管线应该采用分支管线集中至集合管线上进入减压塔，且集合管应该位于减压炉与减压塔的中心连线上。

2 加热炉平台的布置为了使得加热炉本身的操作需求以及维修需求得以满足，一般在加热炉上设置底部平台、炉顶平台、对流段平台以及炉腰平台，一般是由工业炉专业或者加热炉厂家进行设计。

加热炉的平台一般设置宽度为1.2~1.5m，加热炉进出口管线在布置过程中如果需要在加热炉平台或者炉体进行支撑，应该将需要的支撑点荷载、方向、特殊要求向加热炉厂家或者工业炉专业提出。

第４期 收稿日期：２０２０－１１－２４作者简介：张文识（１９８６—），河南信阳人，工程师，主要从事石油化工装置的管道设计工作。

加氢反应炉布置及其两相流进出口管道设计张文识（中石化广州工程有限公司，广东广州　５１００００）摘要：加热炉是各种加氢装置中的主要热源设备，其进出口管道具有高温、临氢、厚壁及相连设备管嘴受力严苛等特点。

本文以某汽油加氢改造装置为例，结合标准规范阐述了炼油装置中加热炉平面布置的基本要求，对反应加热炉因基础承载问题而引起平面位置调整做了说明。

通过不同管道布置方案的对比，从对称布置、管道柔性以及加热炉管嘴允许受力等方面对两相流加热炉进出口管道的设计提出了建议，为加氢装置中同类型混相流管道的规划设计提供了参考。

关键词：加氢装置；加热炉；两相流管道；布置；管嘴受力中图分类号：ＴＥ６２４．４３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２１）０４－０１８９－０４ 反应加热炉作为加氢装置的主要设备之一，为加氢反应必要的高温环境提供热源保证，是实现工艺过程的重要环节。

作为明火设备，反应加热炉在加氢装置平面中的方位布置应优先确定，然后依据进料关系和防火间距布置相关设备和设施。

除某些高压加氢裂化装置采用氢气加热炉外，大部分加氢装置采用炉前混氢工艺［１］，反应进料加热炉炉管内介质为氢油混相，这类加热炉操作条件苛刻，进、出口管道内介质为高温高压的两相流，如果管道布置不合理，极易引起振动，给装置的平稳运行带来安全隐患。

现结合某汽油加氢改造装置，对反应炉的平面方位布置，气液两相流进、出口管线合理化布置和管嘴允许受力限制等方面进行分析探讨。

１　加热炉的平面布置要求１．１　加热炉方位布置要求加热炉通常被布置在装置的边缘地区，宜布置在可燃气体、液化烃及甲Ｂ、乙Ａ类可燃液体设备的全年最小频率风向的下风侧，以免泄露的可燃物触及明火，发生事故。

以某炼油厂汽油加氢装置为例：装置为长条形布置，西侧为主管桥，设备主要分布在装置的东侧，其中三台加氢反应器等设备布置在装置北侧区域，详见下图１所示。

加氢装置反应进料加热炉主要设计参数探讨张铁峰(洛阳石化工程公司,河南洛阳471003摘要:讨论了加氢装置氢油混相反应进料加热炉的主要工艺设计参数,选择这些参数时应综合一次投资、正常操作等各方面的因素。

设计热负荷要考虑装置的实际操作情况,不应留太大的余量;炉型选取应根据炉管材质按经济性来确定,管材昂贵的炉子应首选双面辐射炉型;炉管表面热强度应根据油品性质、许用膜温度、炉膛温度、管壁温度等限制条件综合考虑;管径选择应保证管内介质的流速满足流型要求,管内流型推荐雾状流;燃烧器及配风应按炉子操作弹性合理匹配,操作弹性要求大时可设辅助燃烧器。

关键词:加氢装置;加热炉;设计热负荷;炉型;炉管表面热强度;流速;燃烧器;操作弹性由于原油重质化和劣质化的趋势不断加剧,加氢装置越来越受到人们的重视,目前炼油工业广泛采用了加氢裂化、加氢脱硫、加氢处理或加氢精制等装置。

反应进料加热炉是这些装置内的重要设备。

除有些加氢裂化装置采用循环氢加热炉外,大部分装置采用炉前混氢方式,反应进料加热炉炉管内介质为氢油混相。

这类加热炉操作条件十分苛刻,管内处于高温高压两相流状态,流动状况复杂,操作初期及末期或不同生产方案下热负荷变动相当大,加热炉必须适应较大弹性范围内变动时的平稳操作。

这种炉子要做到经济合理的设计,必须考虑的因素很多,本文对一些主要的方面加以讨论。

1加热炉设计热负荷正常生产过程中加氢反应温度变化较大,操作末期催化剂活性下降,反应温度必须相应升高,因此末期热负荷较初期升高。

换热器由于结垢造成回收热量不足时,这部分热量也应由加热炉承担。

另外加热炉应补偿由于氢耗量较低或反应热较低而可能出现放出的反应热比设计值低的情况。

加热炉的设计负荷应充分考虑到以上这些因素。

加热炉正常负荷应按操作末期计算。

加热炉设计负荷的选取,国外各公司有不同的经验。

如有的公司规定总热负荷为正常负荷加上进料预热换热量的15%,有的公司规定总热负荷为正常负荷加上50%的反应热再加上5%的进料预热换热量。

加氢反应器的设计要求和结构分析加氢反应器是一种广泛应用于化工领域的重要设备，用于加氢反应过程中的催化剂反应。

设计合理的加氢反应器可以提高反应效率，减少能耗和资源消耗，并保证反应器的安全性和可靠性。

本文将从设计要求和结构分析两个方面来详细介绍加氢反应器。

第一部分：设计要求1.反应性能要求：加氢反应器的设计要满足催化剂所需的温度、压力和反应物料质量的要求，以达到预期的反应转化率和选择性。

2.反应器稳定性要求：加氢反应是一个高温、高压、多相反应过程，反应器的设计需要考虑温度和压力的变化对反应器的影响，保证反应器在长时间运行中的稳定性和可靠性。

3.反应器安全性要求：加氢反应器需要防止发生爆炸、泄漏和其他安全事故，设计应考虑材料的选择、结构的强度和可靠性，并配备相应的安全阀和监测装置。

4.反应器能耗要求：加氢反应器需要考虑能源消耗的问题，设计应尽量减少能源损失和能源的使用量。

5.维护和操作要求：加氢反应器的设计应考虑维护和操作的便利性，包括设备的清洁、检修和催化剂的更换等。

第二部分：结构分析1.反应器本体：反应器主体通常采用厚壁碳钢或合金钢材料制作，以满足高温和高压的要求。

反应器内部需要进行防腐蚀处理，以减少材料与反应物之间的化学反应。

2.热交换系统：加氢反应过程中会释放大量的热量，需要通过热交换器进行散热，保持反应器温度的稳定。

热交换器通常采用壳管式结构，利用冷却介质与反应物之间的热交换来降低温度。

3.催化剂装置：催化剂是加氢反应的核心部分，它可以提高反应速率和选择性。

催化剂床通常是由一层或多层催化剂颗粒组成，通过进料系统将反应物料均匀地输送到催化剂床上进行反应。

4.进料与出料系统：加氢反应器需要有一个输送进料和收集产物的系统，确保反应物料的均匀分布和产物的及时收集。

进料系统通常包括进料管、分配器和喷嘴等。

出料系统通常包括产物收集装置、泵和管道等。

5.控制系统：加氢反应器需要配备一个可靠的控制系统，用于监测和控制反应温度、压力和催化剂床的状况等。