沸騰床
關注創建者：匿名 創建時間：2021-12-30
沸騰床的實例教程
當前，煉油廠正處于“煉油型”向“化工型”轉型的關鍵時期，并且煉油企業呈現“集成化和規模化”的趨勢，無論是新建煉油廠還是現有煉油廠升級改造，沸騰床加氫技術將在煉油結構轉型中扮演重要角色，這主要得益于沸騰床加氫技術具有原料適應性強、加工模式廣和裝置運作周期長等特點。
目前國外針對H-Oil和LC-Fining沸騰床加氫技術開展了大量的研究工作，主要集中在渣油高轉化率下雜質脫除規律、沸騰床裝置的長周期運行等方面，而鮮有對沸騰床加氫技術與其他技術有效耦合來針對不同應用場景的研究。以下從反應器結構和催化劑角度詳細闡述STRONG沸騰床加氫技術的特點及應用場景，對現有50kt/a沸騰床工業示范裝置和500kt/a工業裝置運行情況進行介紹，并針對最新開發的沸騰床-固定床（沸-固）復合床技術，分別從工藝流程和中試運行情況進行詳細說明。
STRONG沸騰床加氫技術
01
技術優點
●自持流化反應器
國外沸騰床反應器采用高溫高壓沸騰泵來促進催化劑床層膨脹，進而控制催化劑料面的高度；催化劑料面通過放射性料位計來檢測，為防止床層進入快速流化狀態進而導致顆粒夾帶，反應器內催化劑料面高度低于循環杯位置，因此帶有沸騰泵的沸騰床反應器內部分為兩個反應區。在催化劑床層以內，由于有催化劑的存在，因而渣油加氫為熱裂化和催化反應；在循環杯上方和循環管內部，由于沒有催化劑存在，因而主要進行熱裂化反應。故國外沸騰床實際為膨脹床，催化劑只是填充反應器中的一部分，未能完全利用整個反應器空間。
展開 沸騰床加氫發展趨勢：
①開發性能更優良的催化劑，延長催化劑壽命，降低成本。開發適用于沸騰床特點的高活性脫硫、脫氮、芳烴飽和的催化劑，高活性加氫裂化催化劑以及能夠裂解膠質瀝青質的催化劑或助劑等。
②提高硫、殘炭、金屬、氮的脫除率。研究如何通過改進提升反應器設計、優化操作條件等措施加強脫硫氮、脫殘炭效果。
③降低結焦結垢，實現裝置長周期運行。包括優化原料過濾流程設計，優化反應器內構件設計和操作參數，開展不同原料結焦結垢傾向規律、轉化率與產物穩定關系等基礎研究和實驗研究。
④拓寬未轉化渣油的出路。考慮將未轉化渣油用作焦化、催化裂化原料油，作為制氫原料，生產瀝青或用作燃料油等。
⑤進一步深入研究適應各種原料性質和加工要求的多種組合技術，包括渣油沸騰床加氫裂化-延遲焦化、渣油沸騰床加氫裂化-流化焦化、渣油沸騰床加氫裂化-溶劑脫瀝青等，最大化發揮渣油沸騰床加氫裂化的優勢。
03
渣油懸浮床加氫處理技術
渣油懸浮床加氫裂化技術是正在快速發展中的一種新型渣油加氫技術，是當今煉油工業的發展熱點，可加工劣質含硫原油的渣油、劣質稠油、油砂瀝青等劣質原料，轉化率通常在90%以上。下表列出主要渣油懸浮床加氫裂化技術的特點、技術指標和工業應用情況。
懸浮床加氫裂化技術原料適應性較強，適合于加工高金屬、高殘炭、高硫、高酸值、高黏度劣質原料，輕質油收率高，產品質量好，未轉化油產率低，加工費用低，優勢明顯。
展開 中國重大裝備制造領域日前再度刷新紀錄——總重達2400噸的260萬噸/年沸騰床渣油鍛焊加氫反應器，日前在國機重裝鎮江公司制造成功。4月28日，這臺巨無霸級的“龐然大物”由“萬里長江第一吊”吊裝上船，發運用戶。
這臺由中國機械工業集團有限公司（國機集團）所屬國機重型裝備集團股份有限公司（國機重裝）核心制造企業二重裝備研制的加氫反應器，是國內煉油板塊的首套沸騰床渣油加氫反應器。
創造了當今加氫反應器兩個“世界之最”：
一是產品的重量“世界之最”，這臺加氫反應器總長超過70米、外徑5.4米、重量達2400噸；
二是制造技術工藝復雜性“世界之最”，其制造工藝和復雜性均突破了世界加氫反應器極限制造紀錄。
就在今年3月28日，我國首家集科工貿為一體的高端重型裝備制造旗艦——國機重裝成立。國機重裝首秀實力，即推沸騰床渣油鍛焊加氫反應器，打破同類產品極限制造多項世界紀錄，展現了重大裝備制造在變革中迸發的氣勢磅礴的“中國力量”。
石油煉化結構調整與提質升級事關國家能源安全，是石油煉化工業技術進步的重大舉措。260萬噸/年提質升級項目，正是貫徹國家能源戰略，打造具有自主知識產權渣油加氫技術體系的創新工程。其核心裝備沸騰床渣油鍛焊加氫反應器的制造是整個項目成敗的關鍵。
據悉，260萬噸/年沸騰床渣油鍛焊加氫反應器項目建成投產后，可最大程度提高渣油轉化水平，將渣油轉化率提升至85%，而原裝置僅為40%~50%。同時，降低延遲焦化負荷，提升輕質油產能，使中國石油煉化工藝技術躋身世界先進行列，有力支撐國家能源戰略的實施，出色詮釋了新時代產業工人的風采。
由于產品超大、超重、超限，其運輸、吊裝、發運也創造了國內整體聯合吊裝新紀錄——產品及吊裝輔具總重量達驚人的2500噸。
展開 04
沸騰床加氫裂化
New product demo
沸騰床反應器最早應用于煤制油工藝，二戰后期，美國石油公司借鑒煤制油沸騰床技術，開發了石油重餾分催化裂化工藝。
加氫裂化工藝大多使用固定床催化劑，對渣油裂化無能為力，主要由于催化劑結焦失活過快，每次更換催化劑需要停車，器外再生，運行周期過短。
使用沸騰床技術可使原料油、氫氣與催化劑充分接觸，反應完全，并在反應器頂部分離出油氣，結焦的催化劑在反應器底部送到再生器，裝置可同時完成反應與再生，使運行周期大大延長。目前國內正在使用的渣油加氫裂化多是該種工藝，操作溫度一般在400~450℃。
05
懸浮床加氫裂化
懸浮床加氫裂化使用兩套反應器，在高壓氫氣環境下，渣油進入第一套懸浮床反應器內發生熱裂化，生成的油氣與焦粒進入高壓分離器，分離出的清潔氣體進入第二套固定床反應器，進行進一步的加氫裂化或精制，焦粒制成焦炭或燃煤。也有很多石油公司相繼開發使用催化劑進行渣油懸浮床裂化，通過實時分離出結焦的催化劑進行器外再生以改變反應類型，增加液體收率，減少焦粒的產生。
展開 編 輯 | 化工活動家
來 源 | FRIPP方向晨
沸騰床的相關專題、標簽、搜索
沸騰床的最新內容
目前，型砂冷卻裝置的品種、規格很多，主要有冷卻滾筒、雙盤冷卻器和冷卻沸騰床等，都是利用水份蒸發冷卻型砂。其中，冷卻沸騰床效果較好。
嚴格控制舊砂水分很重要，進入混砂的舊砂水分太低，對混砂質量的影響可能并不亞于砂溫過高。鑄型澆注以后，由于熱金屬的影響，很多砂粒表面上的土-水粘結膜都脫水干燥了，加水使其吸水恢復塑性是很不容易的。
（2）流化床反應器 流化床反應器主要是指氣體在由固體物料或催化劑構成的沸騰床層內進行化學反應的設備。氣體以一定的流速將堆積成一定厚度（床層）的催化劑或固體物料強烈攪動，使之像沸騰的液體一樣并具有液體的一些特性，如對容器壁有壓力的作用、能溢流、具有黏度等。反應器頂部有擴大段，裝有旋風分離器，回收被氣體帶走的催化劑或固體物料。
（2）沸騰床加氫裂化
沸騰床(又稱膨脹床)工藝是借助于流體流速帶動具有一定顆粒度的催化劑運動，形成氣、液、固三相床層，從而使氫氣、原料油和催化劑充分接觸而完成加氫反應過程。
沸騰床工藝可以處理金屬含量和殘炭值較高的原料(如減壓渣油)．并可使重油深度轉化；但反應溫度較高，一般在400~450℃范圍內。
此種工藝比較復雜，國內尚未工業化。
1．甲基氯硅烷的制備工藝
第一步 粗單體合成：目前工業化生產甲基氯硅烷單體采用的是直接合成法，而世界上各主要有機硅生產廠家都是用沸騰床(流化床)直接合成法生產。
流態化是一種利用流體（如氣體或液體）帶動固體顆粒運動，使固體顆粒產生類似流體的某些流動特性的一種技術。
多數原料可以采用固定床反應器，但渣油加氫裂化必須采用沸騰床反應器，加氫裂化催化劑必須適應相應的原料和反應條件及設備。
2、加氫精制催化劑
加氫精制催化劑去除油品中的硫、氮的化合物，并使芳烴轉變為環烷烴所采用的催化劑。活性組分為鑰、鉆、鎢、磷等金屬的復合氧化物或硫化物。
吸附反應器有文丘里管、垂直徑向噴射、以及沸騰床等多種形式，凈化效率可達95%。后置布袋宜選用腹膜濾袋。
2）預涂塵技術
對于焦爐煙氣，利用除塵器下回收的焦炭粉作為預涂塵，用氣力輸灰裝置噴入除塵器進口管路，吸附部分焦油，并均勻分布在濾袋表面，形成預涂塵。
（2）沸騰床加氫裂化
沸騰床(又稱膨脹床)工藝是借助于流體流速帶動具有一定顆粒度的催化劑運動，形成氣、液、固三相床層，從而使氫氣、原料油和催化劑充分接觸而完成加氫反應過程。
目前國內普遍采用的冷卻方式有：滾筒冷卻、沸騰床冷卻、雙盤冷卻。其中滾筒冷卻由于其加水量的限制冷卻效果不夠理想，還會對滾筒除塵造成一定的不良影響；而沸騰冷卻床容易由于粘砂使得床體堵塞引起設備故障，而且維修不方便且工作量大；雙盤冷卻器在型砂冷卻方面具有較大優勢，在冷卻的同時還起到預混的作用，但目前國內雙盤廠家較少，國外雙盤價格太貴。
與固定床和沸騰床加氫過程中使用的傳統負載型催化劑相比，該催化劑沒有載體，納米尺寸的催化劑顆粒均勻分散在反應體系中。在反應過程中，原料中的重金屬多以硫化物形態單獨析出，采用納米本體催化劑避免了出現類似傳統負載型催化劑因金屬在其表面或孔道沉積而失活的問題；同時，通過控制反應條件，可控制次生瀝青質聚集形成碳質中間相的顆粒大小，確保沒有較大的積炭顆粒形成和析出，減少積炭包覆對催化劑活性的影響。
2.2.3 煤焦油沸騰床加氫裂化技術
2020 年 7 月，中國首套 50×104??t?/?a 中低溫煤焦油 STRONG 沸騰床加氫裂化裝置開車成功 [9]，裝置完全采用中石化自主研發的煤焦油 STRONG 沸騰床加氫技術，可提高液體收率 15% 以上；同時，在國際上首次實現微球型催化劑連續化工業生產，有利于中國煤焦油加氫行業提質增效和轉型升級。
