[发明专利]一种浆态床加氢裂化反应器内气含率的在线测量方法及其装置

说明书

本发明属于化工领域，涉及了重油(渣油)改质技术领域，更具体地公开了一种浆态床加氢裂化反应器内气含率的在线测量方法及其装置。本发明的在线测量装置满足了浆态床加氢裂化反应器内气含率的在线测量需求，同时避免了采用核料位计测量浆态床反应产物密度时可能产生的QHSE隐患，降低了测量设备的建设及维护成本；规避了测量设施堵塞的风险，成功克服了困扰浆态床技术大范围推广需要面对的安全、稳定、长周期操作的问题。

技术领域

本发明属于化工领域，涉及了重油(渣油)改质技术领域，更具体地，涉及了一种浆态床加氢裂化反应器内气含率的在线测量方法及其装置。

背景技术

中国一直严重依赖原油进口，进口重质原油或高硫石油是大势所趋。而重油所产生的渣油处理是世界难题。目前国内每年渣油加工处理约1-2亿吨，采用传统延迟焦化技术的收率大约60～70％左右；采用高压沸腾床加氢技术其收率大约60-75％左右。延迟焦化技术在国家日益严格的环保要求下，可预期的前景黯淡；固定床渣油加氢不仅受制于原料杂质的限制，即使采用最先进的催化剂与工艺流程技术其操作周期无法突破22个月,无法与三年或者四年的检修周期相匹配。沸腾床渣油加氢由于无法保证产品中沥青质的稳定性，分馏系统易出现堵塞，进而影响装置的稳定操作，使转化率无法逾越75～80％的天花板。

浆态床临氢热裂化工艺对所加工原料中杂质的含量几乎没有限制，甚至可以加工沥青和油砂，浆态床加氢裂化工艺由于转化率高，可以达到90～95％以上，在设备条件允许的前提下几乎无装置操作周期的限制，无操作初、末期的区别，因而被视为对于劣质重、渣油轻质化的一条比较有效的途径，也是替代现有焦化装置，大幅度提高全厂原油加工灵活性和提高全厂轻油收率的重要技术手段。

浆态床加氢裂化反应遵循自由基的反应机理，在氢气与催化剂的氛围下，合理控制反应条件可以有效抑制反应结焦。催化剂前驱体、催化剂活性体、脱金属反应得到的金属硫化物、反应生成的焦以固态的形式存在于反应器内的液相介质中进而形成油浆，最终在反应器内形成气、固、液三相共存的介质状态。在线获得反应器中介质的气含率可以实时监控反应介质的流动形态、调整浆态床反应的深度，气含率可视为浆态床加氢裂化装置的核心操作参数。以往在线测量气含率的方式，多大量采用核料位计测试密度的方法，但是这种方式存在着QHSE隐患，以及堵塞的风险，提高了检测设备的建设和维护成本。因此，亟需开发出一套新的在线检测装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种浆态床加氢裂化反应器内气含率的在线测量方法及其装置，该在线测量装置满足了浆态床加氢裂化反应器内气含率的在线测量需求，同时避免了采用核料位计测量浆态床反应产物密度时可能产生的QHSE隐患，降低了测量设备的建设及维护成本；规避了测量设施堵塞的风险。

为了实现上述目的，本发明提供一种浆态床加氢裂化反应器内气含率的在线测量方法，该在线测量方法包括：

1)将来自浆态床加氢裂化反应器的反应产物在气液分离器中分离为气相产物和液相产物，并测量浆态床加氢裂化反应器内物料的密度ρ_r；

2)测量气液分离器中气相部分任意两点的压力P_A、P_B，以及两点之间的高度差ΔH_G，其中，ΔH_G＞0m；

3)测量气液分离器中液相部分任意两点的压力P_C、P_D，以及两点之间的高度差ΔH_L，其中，ΔH_L＞0m；

4)通过式(1)和式(2)分别计算气相产物密度ρ_G和液相产物密度ρ_L：

其中，g为重力加速度；

5)通过式(3)计算得到反应器内的气含率ε：