КОНТРОЛЬ

РАДИАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ТЕМПЕРАТУРЫ

Традиционно в индустрии нефтепереработки было принято проводить измерения в нескольких контрольных точках и на их основе рассчитывать средневзвешенную температуру слоя для определения производительности реактора. Такой подход дает лишь косвенные указания о его реальной производительности. Многие предприятия предполагают, что реакторы эксплуатируются режиме, в близком к оптимальному, и не замечают никаких особенностей, влияющих на срок службы катализатора или его эффективность. Не обладая такой информацией, они упускают возможности для улучшения производительности своего самого важного ресурса. Мы наблюдали немало установок, где характеристики приборов контроля уступали даже требованиям гарантии, выполнение которых они должны контролировать.

Основные принципы контроля распределения температур в реакторе для нефтеперерабатывающей промышленности применимы ко всем типам реакторов.

Сегодня большинство ведущих компаний-разработчиков технологий по всему миру требует предоставления данных по радиальному распределению температуры, однако возможная отдача от них во многом теряется из-за недостаточного понимания назначения и функционирования этой системы.

Проектирование технологических процессов

Левый реактор работает с максимальной возможной эффективностью, а правый реактор страдает от распространенной проблемы – неравномерное распределение. В этом случае остальной катализатор должен работать при более высокой температуре, чтобы компенсировать потери продукции. Таким образом, катализатор работает в более жестких условиях, чем планировалось, что приводит к уменьшению его срока службы.

Раньше операторы просто измеряли температуру в нескольких контрольных точках, а пробы конечной продукции отправлялись в лабораторию для анализа. Пока продукция соответствовала спецификациям, считалось, что реактор работает эффективно. Если характеристики продукции ухудшались, то температуру на входе в реактор увеличивали, чтобы заставить катализатор работать активнее. Такое повышение температуры учитывалось при прогнозировании срока замены катализатора. Проблема заключается в том, что приводящее к отклонениям явление при этом остается незамеченным и не устраняется.

Это может вызывать потери продукции на миллионы рублей.

Можно измерить изменения температуры в пределах слоя, это позволит обнаружить различия в ходе экзотермической реакции. Другими словами, картина изменений температуры по всему реактору дает возможность ясно представить, как он работает.

Понимая это, разработчики новых реакторов для индустрии нефтепереработки теперь требуют определять радиальное распределение температуры, которое позволяет заметить такие явления. Если какие-то процессы в реакторе влияют на его гарантированные рабочие характеристики, очень важно вовремя выявить их и определить их сущность, чтобы защитить гарантию. На рисунке реактора справа представлена общепринятая схема расположения контрольных точек, которая позволяет обнаружить различные особенности распределения.

ЯВЛЕНИЯ: каналообразование, неравномерное распределение и локальный перегрев

каналообразование

неравномерное распределение

локальный перегрев

Радиальное распределение датчиков позволяет своевременно выявить негативные процессы, происходящие в реакторе.

улучшенное выявление каналообразования в катализаторе

улучшенное выявление неравномерного распределения из-за плохой загрузки катализатора

улучшенное выявление локального перегрева катализатора

Анализ и оптимизация реактора

Механическая конструкция CatTracker® характеризуется простотой и оперативностью установки при устойчивости к механическим воздействиям при загрузке катализатора и прохождении сырья через реактор. Отказ от устаревшей разработки, запатентованной в 1985 году, основанной на использовании одноточечных гибких термопар и крепежной конструкции «тележное колесо», позволил снизить влияние измерительной системы на распределение катализатора при плотной загрузке реактора.

Устаревшая технология

Из рисунков видно, что для монтажа измерительного узла на базе индивидуальных гибких термопар, используется монтажная конструкция «тележное колесо», которая по сравнению с монтажной конструкцией CatTracker® имеет следующие минусы:
высокая стоимость;
длительные сроки монтажа;
влияние на распределение катализатора и материала при плотной загрузке реактора.

Современная технология CatTracker®

Механическая конструкция CatTracker® характеризуется простотой и оперативностью установки при устойчивости к механическому воздействию потока катализатора.

Простота конструкции обеспечивает значительное ускорение монтажа, а значит, сокращение сроков ввода мощностей. Все датчики CatTracker® прочно закреплены и выдерживают высокие механические усилия при выгрузке катализатора без деформаций.

Данные варианты расположения контрольных точек позволяет обнаружить различные особенности распределения катализатора.

	Сокращение количества патрубков для ввода в реактор температурных датчиков без уменьшения точек измерения. Данное решение приводит к значительной экономии средств на всех этапах реализации проекта: проектирование изготовление монтаж