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摘 要：本文首先概括阐述了加氢裂化技术的研究进展，并在此基础上对循环泵技术在加氢裂化沸腾床反应器中的应用进行论述。期望通过本文的研究能够对提高加氢裂化沸腾床反应器的运行效率有所帮助。
关键词：加氢劣化技术 沸腾床反应器 循环泵技术
一、加氢裂化技术的研究进展
在原油的加工中，加氢裂化属于二次加工过程，因该技术在重油加工和中间馏分油回收等方面的优良表现，使其获得了进一步的发展。在上个世纪60年代初期，我国开始建设加氢裂化装置，自90年以后，国内对轻质馏分油的需求量呈现出逐步增加的趋势，这在一定程度上促进了加氢裂化装置的发展。目前，较为常见的加氢裂化装置一般都是由两个部分串联而成，一部分是加氢精制，另一部分是加氢裂化，此类装置被统称为催化加氢。所谓的加氢精制具体是指在高压且有催化剂的环境下，通过加氢将原油当中的硫、氮、氧等原子和各类金属杂质去除，借此来达到改善油品使用性能的目的。而加氢裂化则是指在相对较高的压力条件下，烃类分子与氢气会在催化剂的表面进行异构化、裂解以及加氢等反应，从而生成较小的分子，这样便可以生产出优质的汽、煤、柴和化工清油。它的特点是对原材料的适应性较强、产收率较高、质量好，正因如此，使加氢裂化成为国内外大型炼油厂和石油化工企业中最为有效的加工手段之一。
加氢裂化技术的发展经历了以下三个阶段：第一阶段为迅速发展期，具体是从1960-1970年；第二阶段是为发展停滞期，具体是从1970-1980年；第三个阶段为高速发展期，具体是从1980年至今。通过查阅大量的历史资料发现，加氢裂化技术自问世之后并没有获得足够的重视，促使该技术快速发展的主要因素有两方面，一方面是市场因素，另一方面是原油供应。同时，催化剂的发展也是关键因素。而制约该技术发展的因素为氢气供给，这是因为加氢的过程中需要消耗大量的氢气，传统的氢气制取方法具有成本高的特点。所以，加氢裂化技术的发展受到了一定的制约。近些年来，随着高辛烷汽油以及芳烃等化工原材料需求量的大幅度增加，很多炼油厂都纷纷对装置进行重整，装置重整之后副产大量的氢气，这为加氢裂化技术的发展带来了新的契机，也使得该技术成为石油炼制业中较为重要的重油加工工艺之一。
对于炼油厂而言，加氢裂化装置的效益对其经济效益有着较大的影响，如何提高装置的运行效率成为各大炼油厂最为关心的问题。通过循环泵能够提高加氢裂化的反应深度，有效避免了重质油品在固定床催化剂表面形成结焦堵塞反应器系统的问题发生，不仅实现了重质油品的长周期加工，而且还提高了加氢裂化装置的效率，为企业带来了巨大的经济效益。鉴于此，下面本文重点对加氢裂化沸腾床反应器的循环泵技术进行研究。
二、循环泵技术在加氢裂化沸腾床反应器中的应用
（一）循环泵在沸腾床反应器中的具体作用分析
现阶段，循环泵技术被广泛应用于渣油加氢以及煤直接液化技术当中。在加氢裂化沸腾床反应器中，循环泵主要是给催化剂床提供膨胀动力的装置，通过它能够实现反应器内物料的高度返混，从而确保了反应器内各种物料性质、操作压力以及温度的均衡统一，进一步促使原料油气与催化剂颗粒充分接触，有效提高了加氢裂化的反应深度，既保证了重质油的长周期加工，又提高了反应器的效率，能够为炼油企业带来巨大的经济效益。通常情况下，重质油夹杂着氢气一并进入到反应器当中后，会在反应器内与催化剂混合，从而形成气液固三相沸腾。由于循环泵的存在使整个反应器内所有的物料充分返混，这样确保了反应器内的温度及压力的均一性，而重质油在这样的工况下实现加氢裂化反应，生成的油一部分通过循环杯进入到分离器当中，另外一部分则通过溢流管进入到循环泵的入口，由此便可以实现反应器内物料的循环返混。
（二）沸腾床反应器循环泵的基本原理
从本质的角度上讲，循环泵就是立式离心泵，其与驱动电机被密封在沸腾床反应器介质内，而电机转子与泵的叶轮则固定在同一根轴上，并借助屏蔽套实现电机转子与定子的隔离。转子在封油中运转，由此产生出来的动力会通过定子磁场传递给转子，从而带动泵的叶轮旋转。泵体的入口与反应器的底部相连，当循环泵启动的过程中，泵壳内部会灌满反应器中的液体介质，泵启动之后，随着轴带动叶轮，其会进入高速旋转状态，此时在离心力的作用下，液体便会从叶轮中心被抛向叶轮外缘获得能量，进入泵的蜗壳当中。液体在蜗壳中因流道逐步扩大速度会有所下降，这样部分动能便会转成静压能，最后会以较高的压力排放至出口管道。
（三）循环泵在沸腾床反应器中的具体应用
1.循环泵的结构。沸腾床反应器循环泵系统主要由以下几个部分组成：泵体、变频电动机、轴端密封、冷却、润滑以及变频系统等等。在泵体的位置处设有排污口，为了确保泵体内的介质不发生泄漏，泵体采用屏蔽式离心泵结构，润滑系统会将电动机内部分润滑油通过轴端密封间隙注入到泵体当中，这样避免了泵体中的介质串入电动机内的情况发生。同时，润滑油在转子辅助叶轮的带动下实现了冷却与润滑的作用。而变频器的设置实现了电动机转速的有效控制，这使得循环泵的出口流量可以调节。
2.润滑系统。润滑油的主要作用是对电动機进行冷却以及轴承的润滑，并防止反应器内的液体串入。循环泵所需的润滑油量是由往复式计量泵负责提供的，而润滑油在电动机内的循环是通过叶轮连续旋转来实现。为此，在循环泵处于运行或是备用状态时，需要不间断地从外部向电动机内注入润滑油，这就要求电动机腔体内的压力必须高于反应器的压力，否则会造成反应器介质流入电动机得情况发生。此外，润滑油还具有给电动机腔体升压、润滑轴承以及冲洗机械密封等作用。
3.变频控制系统。为了实现循环泵的变频调速，需要配置相应的变频控制系统。当循环泵电机的转速传感器测出泵的实际转速之后，会将该信号转换成为与之对应的标准电信号，然后再传送给转速调节器，并与加氢劣化工艺所需的控制指标进行比较得出偏差，这个偏差值由调节器按照预先设定好的调节规律进行运算后获得调节信号，该信号直接传输给变频调速装置，由此便可以使变频器将原本固定的交流电转变为可调压的交流电，从而达到控制循环泵电机转速的目的，这样便可以实现对反应器内物料的膨胀以及返混程度的调整。
三、结论
总而言之，循环泵技术在加氢裂化沸腾床反应器中的应用，有效提高反应器的运行效率，使油品的加氢工艺获得了进一步完善，该设备现已成为重质油加氢反应过程中不可或缺的重要组成部分之一。循环泵的加入避免了固定床反应器被原料堵塞停车问题的发生，真正实现了重质油的长周期加工，这不但给炼油企业带来了巨大的经济效益，而且也促进了加氢裂化工艺的完善。在未来一段时期，应当加大对循环泵的研究力度，并在现有的基础上对其进行不断改进和完善，使其能够更好地为炼油工业服务，这对于推动我国炼油业的发展具有非常重要的现实意义。
参考文献
[1]柳广厦.于承祖.杨兴.单段反序串联全转化加氢裂化装置上的工业应用[J].石油炼制与化工.2010（8）.
[2]李东升.加氢裂化反应动力学模型的建立及参数拟合方法的研究[J].石油炼制与化工.2009（4）.
[3]郭淑芝.王甫村.朱金玲.国外馏分油加氢裂化工艺和催化剂的最新进展[J].炼油与化工.2011（7）.
[4]马艳秋.刘立军.全球炼油加氢技术市场现状及发展趋势[A].2011 年全国炼油加氢技术年会论文集选编[C].2011（10）.
[5]张学军.王宗贤.郭爱军. 高中油型加氢裂化催化剂用Y型沸石的改性研究[J].燃料化学学报.2008（10）.
关键词：加氢劣化技术 沸腾床反应器 循环泵技术
一、加氢裂化技术的研究进展
在原油的加工中，加氢裂化属于二次加工过程，因该技术在重油加工和中间馏分油回收等方面的优良表现，使其获得了进一步的发展。在上个世纪60年代初期，我国开始建设加氢裂化装置，自90年以后，国内对轻质馏分油的需求量呈现出逐步增加的趋势，这在一定程度上促进了加氢裂化装置的发展。目前，较为常见的加氢裂化装置一般都是由两个部分串联而成，一部分是加氢精制，另一部分是加氢裂化，此类装置被统称为催化加氢。所谓的加氢精制具体是指在高压且有催化剂的环境下，通过加氢将原油当中的硫、氮、氧等原子和各类金属杂质去除，借此来达到改善油品使用性能的目的。而加氢裂化则是指在相对较高的压力条件下，烃类分子与氢气会在催化剂的表面进行异构化、裂解以及加氢等反应，从而生成较小的分子，这样便可以生产出优质的汽、煤、柴和化工清油。它的特点是对原材料的适应性较强、产收率较高、质量好，正因如此，使加氢裂化成为国内外大型炼油厂和石油化工企业中最为有效的加工手段之一。
加氢裂化技术的发展经历了以下三个阶段：第一阶段为迅速发展期，具体是从1960-1970年；第二阶段是为发展停滞期，具体是从1970-1980年；第三个阶段为高速发展期，具体是从1980年至今。通过查阅大量的历史资料发现，加氢裂化技术自问世之后并没有获得足够的重视，促使该技术快速发展的主要因素有两方面，一方面是市场因素，另一方面是原油供应。同时，催化剂的发展也是关键因素。而制约该技术发展的因素为氢气供给，这是因为加氢的过程中需要消耗大量的氢气，传统的氢气制取方法具有成本高的特点。所以，加氢裂化技术的发展受到了一定的制约。近些年来，随着高辛烷汽油以及芳烃等化工原材料需求量的大幅度增加，很多炼油厂都纷纷对装置进行重整，装置重整之后副产大量的氢气，这为加氢裂化技术的发展带来了新的契机，也使得该技术成为石油炼制业中较为重要的重油加工工艺之一。
对于炼油厂而言，加氢裂化装置的效益对其经济效益有着较大的影响，如何提高装置的运行效率成为各大炼油厂最为关心的问题。通过循环泵能够提高加氢裂化的反应深度，有效避免了重质油品在固定床催化剂表面形成结焦堵塞反应器系统的问题发生，不仅实现了重质油品的长周期加工，而且还提高了加氢裂化装置的效率，为企业带来了巨大的经济效益。鉴于此，下面本文重点对加氢裂化沸腾床反应器的循环泵技术进行研究。
二、循环泵技术在加氢裂化沸腾床反应器中的应用
（一）循环泵在沸腾床反应器中的具体作用分析
现阶段，循环泵技术被广泛应用于渣油加氢以及煤直接液化技术当中。在加氢裂化沸腾床反应器中，循环泵主要是给催化剂床提供膨胀动力的装置，通过它能够实现反应器内物料的高度返混，从而确保了反应器内各种物料性质、操作压力以及温度的均衡统一，进一步促使原料油气与催化剂颗粒充分接触，有效提高了加氢裂化的反应深度，既保证了重质油的长周期加工，又提高了反应器的效率，能够为炼油企业带来巨大的经济效益。通常情况下，重质油夹杂着氢气一并进入到反应器当中后，会在反应器内与催化剂混合，从而形成气液固三相沸腾。由于循环泵的存在使整个反应器内所有的物料充分返混，这样确保了反应器内的温度及压力的均一性，而重质油在这样的工况下实现加氢裂化反应，生成的油一部分通过循环杯进入到分离器当中，另外一部分则通过溢流管进入到循环泵的入口，由此便可以实现反应器内物料的循环返混。
（二）沸腾床反应器循环泵的基本原理
从本质的角度上讲，循环泵就是立式离心泵，其与驱动电机被密封在沸腾床反应器介质内，而电机转子与泵的叶轮则固定在同一根轴上，并借助屏蔽套实现电机转子与定子的隔离。转子在封油中运转，由此产生出来的动力会通过定子磁场传递给转子，从而带动泵的叶轮旋转。泵体的入口与反应器的底部相连，当循环泵启动的过程中，泵壳内部会灌满反应器中的液体介质，泵启动之后，随着轴带动叶轮，其会进入高速旋转状态，此时在离心力的作用下，液体便会从叶轮中心被抛向叶轮外缘获得能量，进入泵的蜗壳当中。液体在蜗壳中因流道逐步扩大速度会有所下降，这样部分动能便会转成静压能，最后会以较高的压力排放至出口管道。
（三）循环泵在沸腾床反应器中的具体应用
1.循环泵的结构。沸腾床反应器循环泵系统主要由以下几个部分组成：泵体、变频电动机、轴端密封、冷却、润滑以及变频系统等等。在泵体的位置处设有排污口，为了确保泵体内的介质不发生泄漏，泵体采用屏蔽式离心泵结构，润滑系统会将电动机内部分润滑油通过轴端密封间隙注入到泵体当中，这样避免了泵体中的介质串入电动机内的情况发生。同时，润滑油在转子辅助叶轮的带动下实现了冷却与润滑的作用。而变频器的设置实现了电动机转速的有效控制，这使得循环泵的出口流量可以调节。
2.润滑系统。润滑油的主要作用是对电动機进行冷却以及轴承的润滑，并防止反应器内的液体串入。循环泵所需的润滑油量是由往复式计量泵负责提供的，而润滑油在电动机内的循环是通过叶轮连续旋转来实现。为此，在循环泵处于运行或是备用状态时，需要不间断地从外部向电动机内注入润滑油，这就要求电动机腔体内的压力必须高于反应器的压力，否则会造成反应器介质流入电动机得情况发生。此外，润滑油还具有给电动机腔体升压、润滑轴承以及冲洗机械密封等作用。
3.变频控制系统。为了实现循环泵的变频调速，需要配置相应的变频控制系统。当循环泵电机的转速传感器测出泵的实际转速之后，会将该信号转换成为与之对应的标准电信号，然后再传送给转速调节器，并与加氢劣化工艺所需的控制指标进行比较得出偏差，这个偏差值由调节器按照预先设定好的调节规律进行运算后获得调节信号，该信号直接传输给变频调速装置，由此便可以使变频器将原本固定的交流电转变为可调压的交流电，从而达到控制循环泵电机转速的目的，这样便可以实现对反应器内物料的膨胀以及返混程度的调整。
三、结论
总而言之，循环泵技术在加氢裂化沸腾床反应器中的应用，有效提高反应器的运行效率，使油品的加氢工艺获得了进一步完善，该设备现已成为重质油加氢反应过程中不可或缺的重要组成部分之一。循环泵的加入避免了固定床反应器被原料堵塞停车问题的发生，真正实现了重质油的长周期加工，这不但给炼油企业带来了巨大的经济效益，而且也促进了加氢裂化工艺的完善。在未来一段时期，应当加大对循环泵的研究力度，并在现有的基础上对其进行不断改进和完善，使其能够更好地为炼油工业服务，这对于推动我国炼油业的发展具有非常重要的现实意义。
参考文献
[1]柳广厦.于承祖.杨兴.单段反序串联全转化加氢裂化装置上的工业应用[J].石油炼制与化工.2010（8）.
[2]李东升.加氢裂化反应动力学模型的建立及参数拟合方法的研究[J].石油炼制与化工.2009（4）.
[3]郭淑芝.王甫村.朱金玲.国外馏分油加氢裂化工艺和催化剂的最新进展[J].炼油与化工.2011（7）.
[4]马艳秋.刘立军.全球炼油加氢技术市场现状及发展趋势[A].2011 年全国炼油加氢技术年会论文集选编[C].2011（10）.
[5]张学军.王宗贤.郭爱军. 高中油型加氢裂化催化剂用Y型沸石的改性研究[J].燃料化学学报.2008（10）.