加氢装置高压反应器床层温度测量*杨萌，赵应灿，任泓（中国石油集团工程设计有限责任公司抚顺分公司，辽宁抚顺113006）摘要：通过柴油加氢装置反应系统温度测量方式不同方案的对比，提出采用新型的热电偶提高加氢装置高压反应器床层温度测量的精确性，实现柴油加氢装置反应系统温度平稳控制。关键词：加氢装置；高压多点柔性热电偶；反应器床层温度中图分类号：TE624.4+3文献标识码：A文章编号：1671-0460（2009）05-0493-04随着经济的发展，石油产品的需求逐步向轻质化转变。炼油厂中加氢装置的能力占原油加工能力的比例逐渐增加，越来越处于重要地位。加氢反应器是高压加氢装置中的重要设备，反应物进入加氢反应器在催化剂作用下进行脱硫、脱氮、烯烃饱和、芳烃饱和等反应。反应器设置催化剂床层，床层的温度是直接决定以上反应的反应程度的重要参数。加氢反应为强放热反应，随着反应的深入，释放出来的热量越来越大，在加氢过程中必须严格控制反应器催化剂床层温升，避免出现反应器形成高温反应区损毁催化剂，使脱氮、芳烃饱率下降产品质量下降。因此工艺专业在设计时要根据反应放热情况合理设置催化剂床层高度，与此同时也需要自控专业完成反应器床层温度精准测量。加氢反应器存在高温（正常工况300℃以上）、高压（正常工况8.0MPa以上）、临氢的工艺特点，在苛刻的工艺条件下，作为反应器上唯一的测量元件，反应器床层温度测量对自控专业在测量仪表的选择及测量仪表的安装方式提出了很高的要求[1]。1传统方式1.1方案简述受仪表水平制约，由于一次测量仪表元件—热电偶铠管的承压性能、密封性等技术限制，以往加氢装置反应器床层温度测量采用普通的低压热电偶。在设计中有多种方式常见的有以下几种：（1)在反应器顶部开口，热电偶从顶部插入，选用低压多点热电偶根据测量点长度选择不同长度的偶丝的到达具体床层测量点，一个垂直方向需要一个热电偶套管；（2)在反应器侧壁开口，热电偶从侧面插入，选用低压多点热电偶根据测量点长度选择不同长度的偶丝的到达具体床层测量点，一个床层需要一个热电偶套管；（3)在反应器侧壁开口，热电偶从侧面插入，选用多只低压单点热电偶，每个测温点设置一只热电偶，每点均需采用在反应器上焊接承压套管。无论以上何种方式，均为在反应器内部焊接承压套管采用普通低压热电偶的测量方式，所有的承压部件为反应器热电偶套管及接管法兰。下面以第2种方式为例进行介绍。1.2具体方案反应器设备法兰接口及保护套管、床层温度测量位置见图1、图2，本图为同一床层水平面上测量3点温度。从图1可见，反应器器壁设置两个接口法*收稿日期：2009-09-14作者简介：杨萌（1972—），女，辽宁抚顺人，高级工程师，1993年毕业于抚顺石油学院自动化系，目前从事自控设计工作，已发表论文3篇。电话：0413-7593852。工艺与设备当代化工第38卷第5期494兰，接口法兰1为与热电偶的接口法兰，它不承压，在设计时它的压力等级为常压，通常选用PN1.6MPa。真正的承压部分为设备承压法兰2及热电偶套管3，承压密封面在设备承压法兰2的两片法兰之间。在高压加氢装置中设备承压法兰2及热电偶套管3的设计压力通常为PN25MPa、PN42MPa。热电偶套管需要贯穿整个反应器。存在弊端1.31.3.1响应时间慢、测量值不准确由于热电偶套管为承压部件，设计壁厚较厚，热偶要采用厚重的热偶套管，而且感温又是来自于套管侧壁，另外热电偶偶铠装丝直径φ6～8mm,热电偶套管公称直径为DN40,这样实际的热电偶偶丝感温端并未接触到真正的介质，测量的是通过热偶套管及套管内空气传递过来的反应器床层温度。通常为套管管内空气有隔热作用，因此感温速度会明显下降。采用此种测量方式反应时间为1.5～2min，甚至更迟。由于热电偶的感温端与套管的内壁可能有空隙，因此热电偶的测温可能是套管内的空气平均温度，必然有失真现象。对于加氢裂化反应相当剧烈、温升较快的装置势必带来不利的影响。1.3.2安装位置无法改变由于热电偶套管都是与反应器一体，这种产品测温的设计是唯一性的，无法改变测温点位置。如由于更换不同的催化剂而改变测温点位置时，安装位置无法改变。1.3.3应力腐蚀大安全性不高由于热...