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摘 要：美国AXENS公司的T-STAR加氢處理工艺，采用的是沸腾床加氢反应器，沸腾床加氢反应器的并气操作是沸腾床加氢工艺的重要开工步骤，此过程需要专业的理论和丰富的实践经验来指导实际操作，良好的并气方法将使系统的波动降至最低。通过T-STAR沸腾床实际生产操作经验的积累，可以分析沸腾床反应器并气操作的主要影响因素并给出最佳的并气方法。
关键词：加氢 沸腾床 T-STAR 并气
一、前言
随着石化行业的快速发展，尤其是近年来受原油性质变差、原油变重，石油资源的短缺等因素的影响，重质油的深度加工显得越来越重要，沸腾床加氢处理技术是近年来发展较快的重质油处理手段。沸腾床加氢反应器具有如下特点：
1.反应器催化剂床层是处于一种运动状态，这使得床层不存在堵塞问题，从而避免了床层的压降升高，可以加工那些更重更脏的原料。
2.可在反应器内保持催化剂、油和氢气这三者之间连续高效的接触，有利于反应的进行。
3.床层处于运动状态从而使其床层热分布均匀，反应器内部处于一种等温状态，不会出现局部床层结焦而导致局部过热。
4.催化剂可随时在线添加和卸出。
由于沸腾床加氢工艺具有如上特点，能够适应煤直接液化油含固、油品较重等特性。神华煤液化项目中的溶剂油加氢装置采用了美国AXENS公司的T-STAR沸腾床加氢工艺，该装置即为加氢稳定装置。
二、系统简介
加氢稳定装置设一个反应器，反应器底部有一个循环泵，循环泵为催化剂床层的沸腾提供动力。反应器内部设有四个热电偶套管，每一个有九个温度测量点，用以监控反应器内部温度分布。反应器自上而下设有8个核料位计A-H，用以监控反应器内催化剂床层的位置。该工艺采用炉前混氢，有热高分、热低分、冷高分、冷低分的工艺流程；设有一个分馏塔，将不同组分油品分离。该系统还设有催化剂在线置换装置，可以在线更换催化剂。
三、并气操作影响因素分析
沸腾床反应器开工过程中与固定床明显不同的是反应器应先引油充满反应器，并建立催化剂床层在反应器内的沸腾状态，得到良好的催化剂分布状态，然后再引氢气进入反应器。这样可以顺利地使催化剂床层沸腾起来，并避免对催化剂和循环泵造成损害。
加氢稳定反应器为沸腾床反应器，在并入气体前，反应器内充满了油，随着气体的逐渐并入，反应器内多余的油将被排出反应器，进入热高分，最终在反应器内形成合适的气液混合，气体占30%左右，床层膨胀率30-35%，床层料位控制在B-D之间。如果反应器的并气操作过快，将会造成反应高压系统的操作波动过大：催化剂床层料位不稳、热高分液位波动过大或满罐、反应进料加热炉出口温度波动过大等。在气体没有并入反应器之前，催化剂床层已经沸腾至正常料位B-D之间。此时床层料位较高，一旦料位超过反应器料位最高点A点，则催化剂床层位置不可监控，而且有极大可能催化被带出反应器或者催化剂进入循环泵，造成催化剂损失或者后路系统和循环泵的堵塞，甚至损坏。为了尽可能减小反应器并气操作对系统造成的影响，应对影响并气操作的主要因素进行控制。
反应器循环泵是床层料位的主要调节手段，循环泵使沸腾床反应器的液相物流从循环泵经下导管和分布盘循环，循环泵可以通过改变电机的电流频率来改变循环泵出口流量，循环泵出口流量大可以提高催化剂床层位置，出口流量小可以降低催化剂床层位置。在反应器并气前应将催化剂床层位置适当降低，控制在C-E料位之间，以避免大幅的波动催化剂床层失去控制，不可控制的过低会造成催化剂床层的坍塌。
并气操作时会对系统压力造成波动，因为需要消耗大量系统弥补反应器内气体的缺失，从而造成系统压力的降低，一旦气体穿透反应器则会因大量补入反应器的气体溢出造成系统压力的升高。高的系统压力会使循环氢量增大，低的系统压力则会使循环氢量过小，循环氢压缩机运行异常；过高或过低的系统压力都会使并气时系统压力波动增大，甚至超压，所以系统压力控制应低于系统正常生产操作压力，同时还要保证循环氢压缩机的正常运行和足够的循环氢量。
进料量和进料性质也是影响催化剂床层沸腾的主要因素。进料量的高低变化会使催化剂床层的沸腾动力相应的增大和减小，但小幅度的变化则对催化剂床层影响不大，在并气过程中应控制系统进料量的平稳。进料油的性质也将对催化剂床层有所影响，进料油的粘度越大则对催化剂的托浮力越大，粘度越小对催化剂的托浮力越小，为减少对催化剂床层的影响，应采用粘度相对低一些的油品。
反应温度的高低将影响油品粘度，温度高则粘度低，温度低则粘度高，从而影响催化剂床层位置。在并气过程中进入反应进料加热炉的气体量不断增加，势必对反应器温度造成影响，所以应及时调节进料加热炉的热负荷，平稳反应器内温度。在并气过程中如果发生加氢反应则会消耗并入反应器的气体量，使并气操作波动更大。由于在并气时反应器内气体量少，油气分布不均匀，一旦发生反应则可能造成局部过热、结焦等不利因素，所以应在并气前控制反应器内部温度低于油品的反应温度。油品温度也不能过低，过低的温度将使催化剂床层位置升高，或者循环泵出口流量过小降低调节范围。
热高分液位在并气过程中会快速升高，应及时开大底部排液阀，避免满罐和串压事故的发生。热高分液位的升高将影响到系统压力，使系统压力随之升高，所以应平稳分离器液位，在分离器液位出现波动时密切监控系统压力。
循环氢和新氢是并气的最重要因素。循环氢压缩机应在最低负荷下运行，以减少进入反应器量的变化；新氢量应控制在维持系统压力平稳即可。在打通并气流程前应确认新氢压缩机出口 压力高于反应器顶部压力0.6MPa，循环氢压缩机出入口压差大于0.2MPa。并气时应先将并入反应器的新氢量增加，这样可以弥补系统缺少的气体量，避免系统压力大幅的波动。单次并入的气体量不能过大，气体量过大会造成催化剂床层快速上升，大的气体量也会是气体对反应器内液体的汽提作用增加，使分离器液位增长过快，反应器内液体减少量过多，甚至造成循环泵抽空。当催化剂床层开始上升，说明气体已经进入反应器，此时应维持气体量不变，用降低循环泵出口流量的方法控制催化剂床层位置回归初始位置，平稳分离器液位和系统压力，当各参数可控后再次提高并入反应器的气体量。气体穿透反应器后，用新氢控制系统压力，逐渐提高循环氢压缩机的负荷，使系统的混氢量稳步增加，直至达到要求。
并气操作结束的沸腾床反应器处于气、液、固三相均匀分布的状态，催化剂床层膨胀率达到30-35%，具有良好的温度分布状态，各点温度差不大于5℃。
四、结语
沸腾床反应器的并气操作影响因素较多，哪个因素控制不好都可能导致严重后果，应以基础理论为指导、实践经验为保障进行实际操作。良好的并气操作将使系统开工时间减少，避免因系统压力、温度波动过大造成设备和管线的损伤，避免对催化剂造成破坏和催化剂的损失，增加企业效益，减少企业生产成本，为装置长周期运行打下基础。沸腾床反应器的并气操作是操作中的难点，也是不同于其他加氢反应器的特殊操作方法，随着沸腾床加氢反应器被越来越多地使用，沸腾床反应器的操作也将受到越来越广泛的关注，沸腾床反应器并气操作也将在以后发挥越来越重要的作用。
参考文献
[1]路磊等.用于转化劣质渣油的LC-FiningSM沸腾床渣油加氢工艺.当代化工，2005年4月第2期.
[2]贾丽等.国外重渣油沸腾床加氢反应器.炼油技术与工程，2012年第42卷第5期.
关键词：加氢 沸腾床 T-STAR 并气
一、前言
随着石化行业的快速发展，尤其是近年来受原油性质变差、原油变重，石油资源的短缺等因素的影响，重质油的深度加工显得越来越重要，沸腾床加氢处理技术是近年来发展较快的重质油处理手段。沸腾床加氢反应器具有如下特点：
1.反应器催化剂床层是处于一种运动状态，这使得床层不存在堵塞问题，从而避免了床层的压降升高，可以加工那些更重更脏的原料。
2.可在反应器内保持催化剂、油和氢气这三者之间连续高效的接触，有利于反应的进行。
3.床层处于运动状态从而使其床层热分布均匀，反应器内部处于一种等温状态，不会出现局部床层结焦而导致局部过热。
4.催化剂可随时在线添加和卸出。
由于沸腾床加氢工艺具有如上特点，能够适应煤直接液化油含固、油品较重等特性。神华煤液化项目中的溶剂油加氢装置采用了美国AXENS公司的T-STAR沸腾床加氢工艺，该装置即为加氢稳定装置。
二、系统简介
加氢稳定装置设一个反应器，反应器底部有一个循环泵，循环泵为催化剂床层的沸腾提供动力。反应器内部设有四个热电偶套管，每一个有九个温度测量点，用以监控反应器内部温度分布。反应器自上而下设有8个核料位计A-H，用以监控反应器内催化剂床层的位置。该工艺采用炉前混氢，有热高分、热低分、冷高分、冷低分的工艺流程；设有一个分馏塔，将不同组分油品分离。该系统还设有催化剂在线置换装置，可以在线更换催化剂。
三、并气操作影响因素分析
沸腾床反应器开工过程中与固定床明显不同的是反应器应先引油充满反应器，并建立催化剂床层在反应器内的沸腾状态，得到良好的催化剂分布状态，然后再引氢气进入反应器。这样可以顺利地使催化剂床层沸腾起来，并避免对催化剂和循环泵造成损害。
加氢稳定反应器为沸腾床反应器，在并入气体前，反应器内充满了油，随着气体的逐渐并入，反应器内多余的油将被排出反应器，进入热高分，最终在反应器内形成合适的气液混合，气体占30%左右，床层膨胀率30-35%，床层料位控制在B-D之间。如果反应器的并气操作过快，将会造成反应高压系统的操作波动过大：催化剂床层料位不稳、热高分液位波动过大或满罐、反应进料加热炉出口温度波动过大等。在气体没有并入反应器之前，催化剂床层已经沸腾至正常料位B-D之间。此时床层料位较高，一旦料位超过反应器料位最高点A点，则催化剂床层位置不可监控，而且有极大可能催化被带出反应器或者催化剂进入循环泵，造成催化剂损失或者后路系统和循环泵的堵塞，甚至损坏。为了尽可能减小反应器并气操作对系统造成的影响，应对影响并气操作的主要因素进行控制。
反应器循环泵是床层料位的主要调节手段，循环泵使沸腾床反应器的液相物流从循环泵经下导管和分布盘循环，循环泵可以通过改变电机的电流频率来改变循环泵出口流量，循环泵出口流量大可以提高催化剂床层位置，出口流量小可以降低催化剂床层位置。在反应器并气前应将催化剂床层位置适当降低，控制在C-E料位之间，以避免大幅的波动催化剂床层失去控制，不可控制的过低会造成催化剂床层的坍塌。
并气操作时会对系统压力造成波动，因为需要消耗大量系统弥补反应器内气体的缺失，从而造成系统压力的降低，一旦气体穿透反应器则会因大量补入反应器的气体溢出造成系统压力的升高。高的系统压力会使循环氢量增大，低的系统压力则会使循环氢量过小，循环氢压缩机运行异常；过高或过低的系统压力都会使并气时系统压力波动增大，甚至超压，所以系统压力控制应低于系统正常生产操作压力，同时还要保证循环氢压缩机的正常运行和足够的循环氢量。
进料量和进料性质也是影响催化剂床层沸腾的主要因素。进料量的高低变化会使催化剂床层的沸腾动力相应的增大和减小，但小幅度的变化则对催化剂床层影响不大，在并气过程中应控制系统进料量的平稳。进料油的性质也将对催化剂床层有所影响，进料油的粘度越大则对催化剂的托浮力越大，粘度越小对催化剂的托浮力越小，为减少对催化剂床层的影响，应采用粘度相对低一些的油品。
反应温度的高低将影响油品粘度，温度高则粘度低，温度低则粘度高，从而影响催化剂床层位置。在并气过程中进入反应进料加热炉的气体量不断增加，势必对反应器温度造成影响，所以应及时调节进料加热炉的热负荷，平稳反应器内温度。在并气过程中如果发生加氢反应则会消耗并入反应器的气体量，使并气操作波动更大。由于在并气时反应器内气体量少，油气分布不均匀，一旦发生反应则可能造成局部过热、结焦等不利因素，所以应在并气前控制反应器内部温度低于油品的反应温度。油品温度也不能过低，过低的温度将使催化剂床层位置升高，或者循环泵出口流量过小降低调节范围。
热高分液位在并气过程中会快速升高，应及时开大底部排液阀，避免满罐和串压事故的发生。热高分液位的升高将影响到系统压力，使系统压力随之升高，所以应平稳分离器液位，在分离器液位出现波动时密切监控系统压力。
循环氢和新氢是并气的最重要因素。循环氢压缩机应在最低负荷下运行，以减少进入反应器量的变化；新氢量应控制在维持系统压力平稳即可。在打通并气流程前应确认新氢压缩机出口 压力高于反应器顶部压力0.6MPa，循环氢压缩机出入口压差大于0.2MPa。并气时应先将并入反应器的新氢量增加，这样可以弥补系统缺少的气体量，避免系统压力大幅的波动。单次并入的气体量不能过大，气体量过大会造成催化剂床层快速上升，大的气体量也会是气体对反应器内液体的汽提作用增加，使分离器液位增长过快，反应器内液体减少量过多，甚至造成循环泵抽空。当催化剂床层开始上升，说明气体已经进入反应器，此时应维持气体量不变，用降低循环泵出口流量的方法控制催化剂床层位置回归初始位置，平稳分离器液位和系统压力，当各参数可控后再次提高并入反应器的气体量。气体穿透反应器后，用新氢控制系统压力，逐渐提高循环氢压缩机的负荷，使系统的混氢量稳步增加，直至达到要求。
并气操作结束的沸腾床反应器处于气、液、固三相均匀分布的状态，催化剂床层膨胀率达到30-35%，具有良好的温度分布状态，各点温度差不大于5℃。
四、结语
沸腾床反应器的并气操作影响因素较多，哪个因素控制不好都可能导致严重后果，应以基础理论为指导、实践经验为保障进行实际操作。良好的并气操作将使系统开工时间减少，避免因系统压力、温度波动过大造成设备和管线的损伤，避免对催化剂造成破坏和催化剂的损失，增加企业效益，减少企业生产成本，为装置长周期运行打下基础。沸腾床反应器的并气操作是操作中的难点，也是不同于其他加氢反应器的特殊操作方法，随着沸腾床加氢反应器被越来越多地使用，沸腾床反应器的操作也将受到越来越广泛的关注，沸腾床反应器并气操作也将在以后发挥越来越重要的作用。
参考文献
[1]路磊等.用于转化劣质渣油的LC-FiningSM沸腾床渣油加氢工艺.当代化工，2005年4月第2期.
[2]贾丽等.国外重渣油沸腾床加氢反应器.炼油技术与工程，2012年第42卷第5期.