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中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
一 、 催化剂的装填质量的重要性
加氢催化剂的装填质量在发挥催化剂性能、提高装置处理量、保证装置安全平稳操作、延长装置操作周期等方面具有重要的作用。
催化剂装填质量主要指在反应器内床层径向的均匀性和轴向的紧密性和级配性。反应器内径向装填的均匀性不好，将会造成反应物料在催化剂床层内“沟流”、“贴壁”等走“短路”现象的发生，也会导致部分床层的塌陷；反应器内轴向催化剂装填的紧密性会影响到催化剂的装填量及床层压降；合理的分级装填（瓷球及保护剂）可有效的保护主催化剂，延长运转周期，底部的分级装填技术可有效的防止发生催化剂颗粒迁移，避免催化剂床层堵塞反应器出口收集器甚至后续的换热设备及管线，并同时消除由此引起的反应器内催化剂床层塌陷的可能。
表1 沟流对生产低硫柴油的影响
表1列出了以硫含量1.35％的原料，生产不同硫含量的低硫柴油，假设出现0.5％和1.0％的沟流时它对产品硫含量的影响。为了满足对产品硫含量的要求，则剩余部分原料必须提高相应的转化率，可以看出，当沟流分别占0.5％或1.0％时，不可能生产50ppm或100ppm以下的硫，因为此时无论什么条件下都不可能使转化率大于100％，而如果要生产500ppm硫含量产品，则需要在相同的空速下提高反应温度5.6℃。 表2也说明了类似的问题。而对加氢裂化而言，沟流不仅影响过程的转化率，还影响产品的选择性。因此，对催化剂的装填必须高度重视，严格按照要求进行。
二、 催化剂的装填方法及其特点
加氢催化剂的装填方法分为两种，一种是普通装填，另一种是密相装填。普通装填方法适用于各种形状的催化剂，而密相装填方法用于条状的催化剂才更显意义。在同一体积内密相装填法比普通装填能多装重量10-25％的催化剂。
表3 催化剂密性装填与普通装填密度的比较
两种装填方法比较而言，各有利弊，采用普通装填，装填方法简单易行，设备上不需要专利技术，因此被广泛采用，但普通装填容易出现催化剂磨损、部分床层塌陷、温度热点等现象，随着运转时间的延长，这些因素导致床层紧实化和空隙率下降速度快于密相装填，因此其压降上升的速度快于密相装填。但如果精心认真操作，普通装填也能很好的满足生产要求。
采用密相装填，可以将条状催化剂在反应器内沿半径方向呈放射性规整地排列，从而减少催化剂颗粒间的空隙，提高催化剂装填密度。密相装填除了可以多装催化剂剂外，由于催化剂装填过程中催化剂颗粒在反应器横截面上规整排列，因此其沿反应器轴向、径向的装填密度也非常均匀。基于密相装填这两个特点，它带来的好处是：
⑴反应器内可以多装催化剂，使催化剂处理量增加；
⑵处理量相同时，密相装填的重量空速較小，可使催化剂初期运转温度降低；
⑶处理量相同时，密相装填的催化剂运转周期延长；
⑷反应器床层装填均匀，紧密一致，可避免床层塌陷、沟流等现象发生，避免“热点”的产生。
⑸密相装填径向温度分布较均匀，可以提高催化剂的选择性。
密相装填虽然具有如上好处，但任何事情都有两个方面，如果密相装填装得太实，会造成床层压降上升过快，影响运转周期，但一般情况下，虽然密相装填初期压降较普通装填开始时大些，但上升较之缓慢，是可以满足要求的。图1为密相装填河普通装填时反应器压降随运转周期变化的比较。
图1不同装填方式对反应器压降变化的影响
从上图看出，开工初期，密相装填的压降较普通装填要稍大些，但在400天之前，压降基本保持不变，而普通装填在运转200天时就基本达到密相装填开工初期的压降之后，随着床层的沉降，压降上升的速度明显高于密相装填，因此采用密相装填技术，很值得我们研究。
三、催化剂装填之前反应器及内构件的检查
催化剂在开始装入反应器之前，必须对反应器及内构件进行详细的检查，以确认是否具备装填催化剂的条件。检查主要有以下一些项目：
⑴反应器内是否有水、灰尘、铁锈、施工期间带入的螺丝钉、螺丝帽等杂物或者废旧的催化剂颗粒物。
⑵反应器底部出口收集器上的不锈钢丝网与出口接头的器壁之间安装是否紧密，缝隙宽度应小于3mm。
⑶出口收集器上包裹的不锈钢丝网的网孔应物堵塞物，包括瓷球或者催化剂碎片等，要保证100％的网孔畅通无阻。不锈钢网没有发生弯曲、断丝等现象，如果钢丝弯曲或断丝以致某些网孔直径变大时，应加以修补（包括每个床层支撑盘上覆盖的不锈钢丝网）。
⑷反应器内壁、内构件上面没有积攒的催化剂、瓷球碎片或颗粒，没有泥垢，保证所有部件已经清扫干净。
⑸确认冷氢管及其喷嘴畅通，没有被异物堵塞。
⑹分配盘安装水平度符合设计要求（一般要求水平度不大于其直径的0.1－0.3％）。
⑺每一道检查工序都必须有专人负责，并签字予以确认。
四、催化剂装填时的注意事项
催化剂装填工作最好选择在晴天进行，过程中要做好防雨措施，必要时停止装填。催化剂装填前，再次核对瓷球和催化剂的名称及装填尺寸，先在卸料口挡板的地方填充一层石棉布，然后再用惰性瓷球填充卸料口的其余空间，以防止在此部分不流动的死区内发生化学反应和结焦。然后按照装填方案及专家的现场指导进行逐级装填。 在催化剂的装填过程中，要始终注意以下几点：
⑴催化剂搬运过程中，要尽可能轻放、轻卸，避免破碎。
⑵催化剂在装填前方可开桶，尽量缩短催化剂暴露于大气中的时间，减少催化剂吸潮。
⑶根据动态装填质量的检测，控制好催化剂下落高度（减少破碎率，一般在1-3米之间）及放料速度（调整装填密度，一般普通装填4吨/小时，密相装填2.5-3.0吨/小时为佳）。
⑷不允许双脚直接踩踏催化剂料面，可用支撑板支撑。
⑸散落在地上或受污染的催化剂，不得再装入反应器内。
⑹抖落催化剂要沿着器壁均匀散落，不要起堆，必要时要用木制的耙子耙平。
催化剂装填过程中，催化剂加料管出口至床层料面之间自由落体高度是一个极为关键的参数，自由落体高度不同，使得催化剂颗粒掉落到料面上时的冲击动量不同，因而装填的紧密性及破碎的可能性就不同，通过研究认为，催化剂自由落体的高度在1-3米之间即可。
图2 催化剂颗粒自由落体高度对装填效果的影响
五、工业加氢装置催化剂的装填质量对于充分发挥催化剂的性能具有很大的意义，也直接影响到催化剂的使用寿命，我们必须重视加氢催化剂的装填工作并要进行进一步的研究，最终达到加氢反应器安全运行、装置平稳生产的目的。
一 、 催化剂的装填质量的重要性
加氢催化剂的装填质量在发挥催化剂性能、提高装置处理量、保证装置安全平稳操作、延长装置操作周期等方面具有重要的作用。
催化剂装填质量主要指在反应器内床层径向的均匀性和轴向的紧密性和级配性。反应器内径向装填的均匀性不好，将会造成反应物料在催化剂床层内“沟流”、“贴壁”等走“短路”现象的发生，也会导致部分床层的塌陷；反应器内轴向催化剂装填的紧密性会影响到催化剂的装填量及床层压降；合理的分级装填（瓷球及保护剂）可有效的保护主催化剂，延长运转周期，底部的分级装填技术可有效的防止发生催化剂颗粒迁移，避免催化剂床层堵塞反应器出口收集器甚至后续的换热设备及管线，并同时消除由此引起的反应器内催化剂床层塌陷的可能。
表1 沟流对生产低硫柴油的影响
表1列出了以硫含量1.35％的原料，生产不同硫含量的低硫柴油，假设出现0.5％和1.0％的沟流时它对产品硫含量的影响。为了满足对产品硫含量的要求，则剩余部分原料必须提高相应的转化率，可以看出，当沟流分别占0.5％或1.0％时，不可能生产50ppm或100ppm以下的硫，因为此时无论什么条件下都不可能使转化率大于100％，而如果要生产500ppm硫含量产品，则需要在相同的空速下提高反应温度5.6℃。 表2也说明了类似的问题。而对加氢裂化而言，沟流不仅影响过程的转化率，还影响产品的选择性。因此，对催化剂的装填必须高度重视，严格按照要求进行。
二、 催化剂的装填方法及其特点
加氢催化剂的装填方法分为两种，一种是普通装填，另一种是密相装填。普通装填方法适用于各种形状的催化剂，而密相装填方法用于条状的催化剂才更显意义。在同一体积内密相装填法比普通装填能多装重量10-25％的催化剂。
表3 催化剂密性装填与普通装填密度的比较
两种装填方法比较而言，各有利弊，采用普通装填，装填方法简单易行，设备上不需要专利技术，因此被广泛采用，但普通装填容易出现催化剂磨损、部分床层塌陷、温度热点等现象，随着运转时间的延长，这些因素导致床层紧实化和空隙率下降速度快于密相装填，因此其压降上升的速度快于密相装填。但如果精心认真操作，普通装填也能很好的满足生产要求。
采用密相装填，可以将条状催化剂在反应器内沿半径方向呈放射性规整地排列，从而减少催化剂颗粒间的空隙，提高催化剂装填密度。密相装填除了可以多装催化剂剂外，由于催化剂装填过程中催化剂颗粒在反应器横截面上规整排列，因此其沿反应器轴向、径向的装填密度也非常均匀。基于密相装填这两个特点，它带来的好处是：
⑴反应器内可以多装催化剂，使催化剂处理量增加；
⑵处理量相同时，密相装填的重量空速較小，可使催化剂初期运转温度降低；
⑶处理量相同时，密相装填的催化剂运转周期延长；
⑷反应器床层装填均匀，紧密一致，可避免床层塌陷、沟流等现象发生，避免“热点”的产生。
⑸密相装填径向温度分布较均匀，可以提高催化剂的选择性。
密相装填虽然具有如上好处，但任何事情都有两个方面，如果密相装填装得太实，会造成床层压降上升过快，影响运转周期，但一般情况下，虽然密相装填初期压降较普通装填开始时大些，但上升较之缓慢，是可以满足要求的。图1为密相装填河普通装填时反应器压降随运转周期变化的比较。
图1不同装填方式对反应器压降变化的影响
从上图看出，开工初期，密相装填的压降较普通装填要稍大些，但在400天之前，压降基本保持不变，而普通装填在运转200天时就基本达到密相装填开工初期的压降之后，随着床层的沉降，压降上升的速度明显高于密相装填，因此采用密相装填技术，很值得我们研究。
三、催化剂装填之前反应器及内构件的检查
催化剂在开始装入反应器之前，必须对反应器及内构件进行详细的检查，以确认是否具备装填催化剂的条件。检查主要有以下一些项目：
⑴反应器内是否有水、灰尘、铁锈、施工期间带入的螺丝钉、螺丝帽等杂物或者废旧的催化剂颗粒物。
⑵反应器底部出口收集器上的不锈钢丝网与出口接头的器壁之间安装是否紧密，缝隙宽度应小于3mm。
⑶出口收集器上包裹的不锈钢丝网的网孔应物堵塞物，包括瓷球或者催化剂碎片等，要保证100％的网孔畅通无阻。不锈钢网没有发生弯曲、断丝等现象，如果钢丝弯曲或断丝以致某些网孔直径变大时，应加以修补（包括每个床层支撑盘上覆盖的不锈钢丝网）。
⑷反应器内壁、内构件上面没有积攒的催化剂、瓷球碎片或颗粒，没有泥垢，保证所有部件已经清扫干净。
⑸确认冷氢管及其喷嘴畅通，没有被异物堵塞。
⑹分配盘安装水平度符合设计要求（一般要求水平度不大于其直径的0.1－0.3％）。
⑺每一道检查工序都必须有专人负责，并签字予以确认。
四、催化剂装填时的注意事项
催化剂装填工作最好选择在晴天进行，过程中要做好防雨措施，必要时停止装填。催化剂装填前，再次核对瓷球和催化剂的名称及装填尺寸，先在卸料口挡板的地方填充一层石棉布，然后再用惰性瓷球填充卸料口的其余空间，以防止在此部分不流动的死区内发生化学反应和结焦。然后按照装填方案及专家的现场指导进行逐级装填。 在催化剂的装填过程中，要始终注意以下几点：
⑴催化剂搬运过程中，要尽可能轻放、轻卸，避免破碎。
⑵催化剂在装填前方可开桶，尽量缩短催化剂暴露于大气中的时间，减少催化剂吸潮。
⑶根据动态装填质量的检测，控制好催化剂下落高度（减少破碎率，一般在1-3米之间）及放料速度（调整装填密度，一般普通装填4吨/小时，密相装填2.5-3.0吨/小时为佳）。
⑷不允许双脚直接踩踏催化剂料面，可用支撑板支撑。
⑸散落在地上或受污染的催化剂，不得再装入反应器内。
⑹抖落催化剂要沿着器壁均匀散落，不要起堆，必要时要用木制的耙子耙平。
催化剂装填过程中，催化剂加料管出口至床层料面之间自由落体高度是一个极为关键的参数，自由落体高度不同，使得催化剂颗粒掉落到料面上时的冲击动量不同，因而装填的紧密性及破碎的可能性就不同，通过研究认为，催化剂自由落体的高度在1-3米之间即可。
图2 催化剂颗粒自由落体高度对装填效果的影响
五、工业加氢装置催化剂的装填质量对于充分发挥催化剂的性能具有很大的意义，也直接影响到催化剂的使用寿命，我们必须重视加氢催化剂的装填工作并要进行进一步的研究，最终达到加氢反应器安全运行、装置平稳生产的目的。