举“重”若轻炼油术之浆态床反应器

        浆态床渣油加氢反应器严格区分理应归属于“管式反应器”，其“高气体流速高液体返混”决定了其大高径比、单反的有限公称规模特征；其“大小气泡反应动力学”决定鼓泡区和发泡区的自由基裂化反应与碳正离子加氢反应的强弱与平衡；其“气、液、固三相反应“决定器内”浆“态的不稳定性、初反应的氢解性、末反应的高持气及轻质化率。

        一、浆态床渣油加氢满足催化剂、连续相、未转化油循环下的油渣循环：新鲜进料=1：1.2，表观空速决定单反应器公称处理能力，受限反应器制造难度决定反应器大小，100万吨/年新鲜进料（200~220万吨总进料）是浆态床渣油加氢系列反应器的最佳选择。
        二、浆态床渣油加氢装置原料油难易转化性质、裂化指数等影响反应器的效率，同一反应器随着原料沥青质数量增加、沥青孤岛结构变差，同一反应条件下处理能力下降、轻质化率降低。
        三、反应器内进料的饱和溶解氢、主副分配器的大小气泡氢以及裂解反应气体、气化轻组分提供反应器内高的气体流速，上升过程中提升浆液的同时形成反应器中间流速高于边壁高返混、高热传递和近等温床反应。
        四、氢气大小气泡在浆液反应过程中，因化学氢耗部分气泡溶解逐渐变小，大气泡变成小气泡，小气泡变成溶解纳米界面；部分气泡互相碰撞、变大，流速加大，气泡进一步变大，进一步加剧返混，其强度远大于外部循环泵效果，这是浆态床反应技术区别于沸腾床的典型特征和高效的根本原因。
        五、浆态床的初始反应是浆态床的关键，初始反应是自由基反应与加氢反应的博弈，一旦自由基反应强于加氢反应，反应器底部浆缩合成第二液相、沉积、影响氢分配、偏流、飞温、热点转移，因此必须保证初始条件的高催化剂分散、高沥青质裂解、高氢压环境、高起始温度等必要条件。
        六、反应器上部的发泡区有无是反应器是否充分利用的表征。上部发泡区是相对的，一般密度大于250视为鼓泡区；密度低于250且上部温升突然上升大于4℃度，视为可能二次裂化加氢放热并发泡，提前干预方式是提该反应器进料或者氢气（视高分液位变化情况）。
        七、管式反应器的特点是反应器效率高、适应性强、同比性高；规模由反应器的数量多少确定；单台反应器操作可以灵活调整处置；几炉几反系列模块化布置。

浆态床渣油加氢反应器是一种高效的管式反应器，主要特点包括高气体流速和液体返混，以及气、液、固三相反应的不稳定性。其设计优化了处理能力和轻质化率，适应不同原料油的转化需求。反应器内部设有高效的气泡动力学控制，保证反应均匀且高效。通过精确控制进料和氢气，可以有效管理反应器的反应过程，避免副反应和热点问题。
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silesia 发表于 2024-7-1 12:15
浆态床渣油加氢反应器是一种高效的管式反应器，主要特点包括高气体流速和液体返混，以及气、液、固三相反应 ...

请就如何有效管理反应器的反应过程进行讲解，例如原料油沥青质增加如何提前调整？原料硫含量降低如何干预调整？底部出现热点并流动迁移的原因是什么？敬请指教！

zhuheqing 发表于 2024-7-1 17:01
请就如何有效管理反应器的反应过程进行讲解，例如原料油沥青质增加如何提前调整？原料硫含量降低如何干预 ...

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zhuheqing 发表于 2024-07-01 17:01
请就如何有效管理反应器的反应过程进行讲解，例如原料 ...

有效管理反应器的反应过程需要根据原料油的特性和反应器的运行情况做出及时调整：

1. 原料油沥青质增加时：由于沥青质较难转化，可以通过增加氢气供应、提高反应温度或调整催化剂来优化反应条件。同时，可能需要增加循环比率，以确保更充分的反应和避免底部积碳。

2. 原料硫含量降低时：硫含量的降低意味着可以降低部分加氢压力或温度，以减少能耗和延长催化剂的使用寿命。同时，也要注意调整硫化氢的处理设施，确保系统安全。

3. 底部出现热点并流动迁移的原因：这通常是由于部分反应区域原料转化不充分或催化剂失活导致局部反应加剧，产生热点。热点的存在会促使该区域温度升高，影响整体反应均匀性，并可能引起催化剂结焦或设备损坏。对策包括提高底部的搅拌效果，增加冷却介质的流量，或适时替换催化剂以保证反应器内反应的均匀性。

以上调整均需结合实际生产情况和在线监测数据进行操作，以确保反应器的高效、稳定运行。
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silesia 发表于 2024-7-1 18:43
有效管理反应器的反应过程需要根据原料油的特性和反应器的运行情况做出及时调整：

1. 原料油沥青质 ...

解释了加氢的普遍性，未有浆态床渣油加氢特性的针对性分析，正因为以单原子为催化剂的浆态床渣油加氢管式反应器和双气泡动力学机理，其目的是对渣油轻质化而非脱除杂原子，表现在关联参数的调整与控制完全区别于固定床（滴流床、液相）、沸腾床或者悬浮床（催化剂基质、传质等与浆态床不同），甚至某种情景因果相反，例如HDS、HDN、HDA和正构的反应产物、产物的物料平衡等。