2019年4月11日-12日，由煤化客（煤化工领域纵深服务生态平台）、煤焦油深加工及加氢技术协作组（英文缩写：CTCG）共同主办的2019（第三届）煤焦油深加工及加氢技术大会暨煤焦油深加工及加氢技术协作组成立大会在江苏苏州知音温德姆酒店成功召开！来自煤焦油深加工及加氢领域的权威专家学者、项目业主单位、加氢技术商、工程设计方、科研院所及催化剂等相关配套装备企业代表近300人参加了本次大会。
河北英拓科技有限公司（原凯德尼斯河北化工科技有限公司）总经理容磊先生应邀出席本次大会，并针对“沸腾床煤焦油加氢技术应用与探讨”主题作大会报告，以下由CTCG秘书处根据嘉宾现场录音整理发布。
河北英拓科技有限公司 容 磊 总经理
听了很多专家前辈讲述，感觉收获很大。我在这里把我们沸腾床运转以及开车情况做个汇报。
我的讲解分几个板块，一是公司介绍；二是装置介绍；三是沸腾床解析；四是技术应用；五是装置优化。
先介绍一下所属单位。我们单位凯德尼斯现在已经改名为河北英拓科技有限公司，主要从事中低温煤焦油全馏分加工，由过去的馏分油加工变成现在的全馏分油加工。加工原料包括煤焦油、蒽油、洗油、蜡油等，产品为1#改质蒽油（石脑油馏分）、2#改质蒽油（柴油馏分）和尾油，力求真正做到“环境友好”“节能减排”。
装置方面，我们主要是做了两个升级改造。一个是制氢装置，从12000Nm³/h增加到20000Nm³/h。蒽油轻质化装置从2016年10万吨提升到了2018年的20万吨，从原来的馏分油加工提升到了全馏油分油加工。
简介一下我们的装置开车历程：2018年8月22日氢气气密，9月20日产出合格产品。每次看到这个历程我都感触良多，毕竟从氢气气密到产出合格产品只用了一个月的时间。本身作为业主单位在开工中就会遇上各种问题，比如泄漏等。开工顺序相对顺利（比起一期），也是一次性投产。在9月29日的时候我们进行了首次催化剂在线装卸。
关于我们的整套流程工艺，比过去增加了一些地方。第一是沸腾床反应器、减压塔；第二是压缩机、硫化氢汽提塔、产品分馏塔、2#改质蒽油汽提塔等。现在是两套沸腾床和固定床的相连，沸腾床加工之后，上面的轻组分去加氢精制，沸腾床之后的地方有个减压塔，通过减压塔一个是回到原来的沸腾床入口，另一个是去加氢裂化。也就是说，实现了两个沸腾床和固定床的连接。
关于沸腾床的解析：沸腾床对于我们业界算是一个新鲜的物种，因为这么多年我们走的大部分是固定床。我现在把沸腾床的结构和一些详情做个介绍。从最下边看，是循环泵，它把上边中心管的油抽吸下来，然后到增压室，搅动里面的沸腾状态，这些打的循环油都是干干净净的油品，按照设计要求是既不会有气体也不会有固体的。中低温煤焦油全馏分，加上氢气，作为进料，大概可以算一下，我们的进料量是25吨每小时，循环油量是大概3—4倍，整体油品循环量约100吨左右。
在上面是分布盘，分布盘是其中最核心的部件。分布盘再往上是静止床层和膨胀床层。在反应区内催化剂和油气的高速运动使油、氢气、催化剂密切接触，温度360~380℃，压力14—16MPa，有效地促进化学反应的完成。反应产物通过循环油杯将油气输送至后续分离系统进行气、液相分离，油相经中心管进入循环泵升压回到反应器，形成床层的沸腾状态。催化剂、原料油、氢气的返混促进了传质和传热过程，使沸腾床反应器轴向、径向温度分布均匀，既有利于催化剂活性的充分发挥，又避免了固定床反应器易发生的因局部过热而产生的飞温现象。
我们沸腾床最大的一个特点就是床层温度分布比较均匀，反应器的轴向温差小于 7℃。而我们的固定床是逐步放热，进口是280℃，逐步放到340℃、350℃、380℃，而沸腾床一进去之后，全部进行反应，通过循环泵的量来控制它，整个温度梯度非常均匀。
这个是我们的分配盘。上面有根管子，这是装剂和卸剂的管子，我们的管道和国外不同，即装剂和卸剂都是通过同一个管口完成的。
沸腾床主要内部件：第一是分配盘。位于反应器底部，由131个泡罩组成。每个泡罩均由外罩、紧固螺丝、套管、内衬管、插销、小球、垫片组成，其中套管、内衬管、小球构成一组单向阀，保证在正常情况下催化剂不会落入增压室。
第二是卡兰，一般固定床不会用到卡兰。卡兰主要用于在线装卸。它是主要用于温度、压力变化较大的管线，压力越高密封性越好。本装置中主要安装于在线装卸剂系统。高压式自紧法兰，采用独特的金属对金属密封方式，占用尺寸小、重量轻、强度高、韧性好、拆装便捷，具有环保、节能、安全等优势。
第三是密度计，密度计位于反应器中上部位置，通过接收器接收放射源信号检测催化剂在反应器中的位置，防止催化剂沸腾过高进入沸腾杯及后续系统，对循环泵造成损坏。本装置密度计放射源采用安全的Na—22，这种放射源放射强度低于先行IAEA辐射安全标准条例中提出的“最低显著活性”等级，对人体无害。主要工作原理为：首先放射源发出γ射线，接着射线穿透仓壁和被测介质。随着介质液面变化，接收器处的γ射线强度会相应变化。最后接收器将辐射强度转换成电信号输出。
第四是循环泵：扬程是32m，流量为120m³/h。固定床加氢主要是循环氢，如果没有足够循环氢就可能造成一些事故。但在沸腾床开车过程中除了循环氢最重要的循环泵和原料，如果循环泵停止运转就会造成床层的塌陷。所以循环泵绝对不能停。我们的循环泵适合于输送对人体有害的、强腐蚀性的、易燃、易爆的液体。电机与泵一体，无冷却电机风扇，运转声音很小。操作注意事项包括：一是循环泵启机前必须保证冲洗油泵正常运行，防止循环泵电机腔内部存在杂质损坏电机；二是循环泵启机前必须保证沸腾床反应器沸腾杯内充满液体，具体体现为沸腾杯液柱压力不得低于0.13MPa；三是循环泵启机前必须将变频调至60%以上，防止电机轴承初始转动力不足，无法启动，甚至电机超出额定电流后导致跳闸保护；四是循环泵启机前必须打开排污排气，防止启机后泵腔内存在气体，造成泵不上量。
第五是装卸系统。我们的装卸系统主要特点是输送液固不会泄漏，在线装卸剂系统为沸腾床配套装置，主要为沸腾床反应器在线更换催化剂。装剂时经过加压，将催化剂在低压环境下输送到装卸剂罐内，装卸剂罐通过高温物料升温，并将罐内压力升至比沸腾床反应器高0.6MPa的压力，通过输送油将罐内的催化剂添加至反应器内；卸剂时将装卸剂罐经过高温物料升温后，将罐内压力升至比沸腾床反应器低0.6MPa的压力，通过输送油将反应器内的催化剂卸至装卸剂罐内。
我们单位过去是做馏分油，去年开工以后做全馏分油。跟馏分油比，中低温煤焦油全馏分主要问题是杂质、煤粉的增加，对设备带来的冲刷腐蚀影响。我们产品的指标跟我们当时加工煤柴的产品质量基本上是差不多的。
沸腾床工艺特点总结：从目前情况来看，我们的主攻方向是从馏分油变成全馏分油加工，第一原料要向更劣质、更重质发展。第二是需要在线更换的催化剂，要求定期，从油品加工情况来看是25—30天左右进行一次在线装卸。第三是底部设有循环泵，相比固定床从上往下流，沸腾床的流动方向是不一样的，沸腾床是由底部往上面走。开工状态也不一样。第四是物料处于一种反混的状态。第五是催化剂时刻处于一种运动状态。经过我们几个月的运行，开工初期反应器压差是2.6公斤，运行4—5个月后基本上压力不会出现什么变化。第六是由于定期更换了一部分催化剂，其实是整体在保持催化剂的活性，延长整个系统的运行周期。
沸腾床和固定床操作不同：一是油品流动方式不同；二是步骤不同，固定床要经过气密、硫化，进油，而沸腾床中间有一个降压，降压之后进油再进行升压，固定床需要催化剂的预硫化，沸腾床催化剂本身已经是硫化态，不需要再进行硫化。温度控制方面，固定床要用冷氢来控制反应温度，而沸腾床的控制温度主要靠反应器入口的温度和循环量。当操作经验丰富之后，找到温度点再逐步进行反应，中间是没有过程能打冷氢或其它降温措施的。催化剂的状态，固定床就是各床层催化剂保持不变，沸腾床主要是通过循环油来调节高度。沸腾床催化剂的更换就是定期装卸一部分催化剂，保持催化剂整体活性。
最后讲一下我们装置的优化。我们现在很多生产单位都把精力放在了核心工艺的攻破上，对于整个生产与实际来说，如停电、停水等其他因素困扰着我们的生产。我们这次停工也是因为发电不稳定造成的。所以说，我们整个生产系统要想稳定的话，必须重视公用工程系统，可以适当放大，但是绝对不能减小。还有沸腾床稳定运行，我们遇到过一些特殊的操作，比如说，高压进料中断了，有管道出问题，油打不进系统，这时候沸腾床的循环泵在运行，但是沸腾床的循环泵运行你心里是没有底的，为什么呢，因为你的油品量越来越小，它不注油了，循环泵易抽空，所以说沸腾床高压泵和循环泵一定要保证稳定运行，二者缺一不可。最后要讲的是考虑增加全卸剂罐，在我们20万吨也好，30万吨也好，我们停工的状态下，想把催化剂卸下来，利用现有的卸剂罐，用上几天的时间就可以卸下来。但如果我们的规模逐步在扩大，比如说50万吨、60万吨剂量很大，通过普通的在线装卸，速度将会非常的慢，也许是20天、30天，这就会影响成本。所以说要考虑增加一个全卸剂罐，装卸速度都会快速提高——这是我们对今后沸腾床改进提出的一点思路，谢谢大家！
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