脱氢反应器R-101A/B催化剂盖板改造

邱月强

中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司，辽宁抚顺113000

摘要：洗化厂脱氢反应器R-101采用径向反应器，具有催化剂床层薄、压降低等特点。催化剂床层顶部催化剂由于盖板的阻挡，无法参与反应，降低了催化剂的利用率。由于轴径向反应器的成功应用，通过简单改造，在保持径向反应器低压降的特点，改变反应器的物料走向，提高催化剂的利用率，提高反应效率。

关键词：脱氢反应器轴径向改造

1、固定床反应器简介

1.1径向反应器的特点

固定床反应器是化学工业和石油化工中应用最广泛的核心装置。固定床反应器按流体流动方式可分为轴向反应器和径向反应器两大类。在轴向反应器中，流体以轴向通过催化剂床层，流体分布装置结构比较简单，但流体通道受设备横截面的限制，一般流通面积较小，床层压降较大，同时对催化剂的强度要求也较高。

径向反应器与轴向反应器相比，由于其较大的流通面积和较短的流程，在同样的停留时间下。具有床层压降小，可使用小颗粒催化剂，同时催化剂在生产过程中的粉化也可大大减轻。径向反应器一般由中心流道、环形催化剂床层及环形流道构成，流体流从中心管道(或环形管道)沿轴向进人反应器，在边沿轴向流动的同时，边沿径向流动，穿过环形催化剂层，汇入环形管道(或中心管道)沿轴向由同一端或另一端流出反应器堙j。根据结构形式和流动方向的不同可分为z型向心式、z型离心式、n型向心式和n型离心式等基本形式(见图1)，流体在分流与集流流道中做同方向流动称为z型分布，流体在分流与集流流道中做反方向流动称为n型分布。

1.2轴径向反应器的特点

轴径向反应器是一种在催化床顶部采用催化剂自封式结构的新颖径向反应器。轴径向反应器是在径向反应器的基础上，将催化剂床层上部的机械密封盖去掉，使得原催化剂封内的催化剂得以利用，流体流过催化剂封内的催化剂时，形成独特的轴径向二维流动，其特点为：结构简化、装卸催化剂方便；反应器的容积利用率提高，消除催化剂床中死区，有效减少副反应，提高催化剂的利用率和反应选择性；采用薄床层径向流动技术，反应器压降小。

与传统的径向反应器相比，轴径向反应器不仅保持了径向反应器低压降的特点，而且可以通过改变催化剂封的高度调整催化剂封中流体的分配．从而提高催化剂的利用率，有利于提高反应效率。由于催化剂封在轴径向床中的体积分率不大，其作用是“密封”流体，防止流体短路，因此，轴径向反应器催化剂封最佳高度应以催化剂封中流体最短停留时间不小于流体平均停留时问为准则，以提高反应器的效率与稳定性。

向上流动、离心z型等新的轴径向反应器开发成功并应用于乙苯二段、负压脱氢过程。抚顺石化公司化工塑料厂年产3万吨苯乙烯装置乙苯脱氢反应器采用轴径向技术，于1996年12月通过了中石化公司技术开发中心的技术鉴定。轴径向反应器阻力小，适用于负压脱氢反应，已达到90年代国外同类装置先进水平。

2、脱氢反应器R-101A/B装置概述

洗化厂烷烃脱氢装置采用美国UOP公司的技术。脱氢反应是在低压1.4kg/cm2（表）、氢油比6:1高空速（20h-1）的条件下，在催化剂DF-2表面上进行的。脱氢反应属吸热反应，其反应温度可根据反应器两端温差记录及反应的转化率来定，通常温差控制20℃左右，如脱氢反应由于催化剂活性降低或其它原因而转化率降低，吸热减少，使反应器进出口的温差偏小的话，就可增大加热炉燃料流量，提高进料温度，加快反应，直到温差达到规定的限额为止。反应产物约460℃左右经E-101与连合进料换热至180℃左右后，进入产品分离器V-102。

Pacol反应器共有两台，其中一台运行时，另一台反应器装好催化剂备用。另有一台开工加热炉H-102，新装催化剂的反应器能够用它来加热。当反应器准备切换时，由压缩机K-101出口引出的部分H2到加热炉H-102，加热后送入备用反应器，由备用反应器出来的流出物与另一台反应器流出物汇合，进入产品分离器V-102中分离。另外，还用水注射泵P-107A/B从水注射罐V-108抽出去离子水注入E-101连合进料出口管线。要求保持循环氢中含水量在2000ppm左右，工艺流程见图2。

图2.脱氢反应部分工艺流程图

3、脱氢反应器R-101A/B结构改造

3.1脱氢反应器R-101A/B改造前结构

脱氢反应器R-101A/B是径向固定床反应器，主要由中心管（筛网）和外网兰（筛网）组成。外网兰顶部有约1.1m长为实心板，外网兰顶部为实心催化剂盖板。中心管顶部为中心管罩。物料走向及结构见图3。

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