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泰州石化100万t/a连续重整装置采用SEI逆流床连续重整工艺技术,四台反应器并列布置,按照工艺流程串联使用,具有创新性和国际先进水平。该工艺中反应器扇形采用“D形”无底部底板设计。装置于2016年12月投产,经历2017年11月停工检修,到目前为止,装置运行状况良好。1 扇形筒在径向反应器中的作用
现有的固定床或移动床连续重整气固径向反应器以反应器筒体的中心线为中轴设置有圆形的中心管,沿反应器器壁均匀设置有若干根扇形筒。连续重整反应所需的催化剂装填在中心管与扇形筒形成的环形空间内,形成固态的催化剂床层。油气经反应器入口进入反应器形成气相部分,经过扇形筒顶部的升气筒进入扇形筒内部。经过加热后的油气自上而下通过扇形筒的开孔部位,流经催化剂床层,在催化剂作用下,油气发生化学变化,最终穿过催化剂床层进入到中心管内流出反应器,进入下个反应器或直接由最后一台反应器流至分离单元进行分离。
2 “D形”无底结构的扇形筒的结构及特点
SEI工艺包设计的为“D形”无底结构扇形筒的骨
架为焊接条筛网,该结构由支撑杆和V形筛条在一台专用的筛网焊机上通过接触焊焊接而成。焊接条缝筛
网扇形筒具有表面光洁平整、缝隙均匀、开孔率大、接头牢固、机械强度高、刚性好、不易堵塞、不易变形等特点。同时,扇形筒无底部密封盖板,催化剂在底部扇形筒内可以自由流动,反应过程中产生的积碳在底部无法聚集,降低了催化剂积碳结焦的可能。
为了防止扇形筒背板与器壁之间有死区催化剂的存在,在加工制造过程中在整个长度和整个背板圆弧上测量扇形筒的直线度,其允许偏差值不得大于5mm;从扇形筒一边开始转动扇形筒,直至测量得出从平台面到扇形筒背板半径和拐弯半径交点的距离处处相等位置,然后固定住扇形筒,测量另一边从背板半径和拐弯半径交点到平面的距离,在沿着整个长度
上测得的各个数值之差值应小于5mm;扇形筒和升气筒的纵轴应平行,升气筒的垂直度应小于1.25mm。在加工制造过程中最大限度的保证了扇形筒的尺寸符合设计要求。由于该种形式扇形筒采用了支撑筋加强的结构,使扇形筒整体强度有所增加,抵抗变形能力增强。
3 不同形式“D形”扇形筒使用对比
笔者通过参与UOP CCR Platforming连续重整工艺与SEI逆流床连续重整工艺反应器检修,对2种形式的反
应器扇形筒进行对比有以下认识:
图1 “D形”无底结构的扇形筒局部图
图2 “D形”无底结构的扇形筒底部图
3.1 无底扇形筒较降低内部积碳的风险
连续重整反应器的设计温度一般为545℃,操作
“D形”无底扇形筒在逆流床连续重整装置应用
陈龙
中海油气(泰州)石化有限公司 江苏 泰州 225300
摘要:径向反应器在连续重整装置得到了广泛的应用,扇形筒是径向反应器重要的内构件之一。油气自反应器入口进入反应器后,通过立于反应器器壁周围的扇形筒径向通过催化剂床层发生化学反应。作为油气进入反应器床层的重要通道,扇形筒的运行状况对连续重整装置的运行有很大的影响。
关键词:径向反应器 内构件 扇形筒
Applicationof“D”Typebottomless Fan Cylinder In Countercurrent Bed Continuous Reforming Unit
Chen Long
CNOOC Oil&Gas (Taizhou ) Petrochemical Co.,Ltd., Taizhou 225300
Abstract:Radial reactor has been widely used in continuous reforming unit. Fan tube is one of the important internal components of radial reactor. After entering the reactor from the inlet of the reactor,the oil and gas reacts through the catalyst bed through the radial direction of the fan tube standing around the reactor wall. As an important way for oil and gas to enter the reactor bed,the
operation condition of the fan tube has a great influence on the operation of the continuous reforming unit.
Keywords:Radial reactor;Inner member;Fan tube
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温度一般在480~530℃之间。在如此高的反应温度下,反应器内的反应主要是链烷烃的脱氢环化和环烷烃的转化反应,此外,还会发生使催化剂逐渐失活的生焦反应,即由于中间产物烯烃的聚合和环化生成的稠环化合物,会逐渐积累在催化剂表面,导致表面焦炭的生成。这种碳可随气流进入反应器的扇形管中,因此有底扇形管下部逐渐被堵死。由于扇形管中的丝状碳的催化生碳作用,使碳量迅速增加,体积变大,因此,产生强大的力而把扇形管胀破(图3);如果碳的反应器内的器壁上生成,由于丝状碳的催化生碳作用,使碳量迅速增加,这种生长在器壁与扇形管之间的碳把扇形管推向中心。由于扇形管被支撑圈所固定,因此使扇形管变成弯曲的“鼓肚”或把支撑圈胀断,又造成中心筒被支撑圈顶破(图4),使催化剂进入下一个加热炉的炉管中,甚至被气流带入下一反应器的扇形管中,同时由于扇形管下部被推向中心筒,使得催化剂下料管被积碳堵塞,催化剂流动性变坏,这样就造成了恶性循环,积碳会更迅速地生成,而设备的损坏也更严重。上述这2种情况往往同时发生,使反应器的内构件随运转收到严重
影响。在无底扇形筒内部的催化剂积碳不会有堆积现象,催化剂可以自由流动,有效的避免了损坏扇形筒现象的发生。
图3
胀裂的扇形筒
图4 被顶裂的中心管
3.2 焊接条筛网有更高的机械强度
在装置热态考核结束后对4台反应器进行检查,均为发现扇形筒有错误、变形的现场。有文献阐述在装置紧急停工时,扇形筒底部受力较大,发生失效的可能性也较大。自2016年11月开工到2017年11月停工检修,装置历经数次紧急停工操作,检修期间打开反应检查并未发现扇形筒有异常现象。说明焊接条筛网扇形筒的确有很高的机械强度和抗变形能力。
reactor的特点3.3 对催化剂的磨损影响
焊接条筛网的筛条安装方向与催化剂流动方向一致,对催化剂的磨损作用较小;而冲孔板扇形筒的冲孔方向与催化剂的流动方向成垂直方向,一旦筛网面表面有凹陷或凸起的部位,势必会造成催化剂的磨损。
4 结束语
“D形”无底焊接条缝筛网扇形筒在逆流床连续重整装置的使用时间还不长,在日后的生产中,该产品的优异性能会得到证实。同时,为了能够保持连续重整反应器的长周期运行在日常生产操作中要有针对性的对苛刻度进行调整;控制好重整进料中的硫含量,并坚持稳定长期注硫,避免催化剂发生严重积碳现象;避免装置出现紧急停工的情况,防止损坏反应器内构件。
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