反应器内构件
反应器(反应釜)的结构和工作原理
反应器（反应釜）的结构和工作原理反应器是一种实现反应过程的设备，用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。
器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。
在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。
在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。
第一部分：按操作方式分1、间歇釜式反应器或称间歇釜操作灵活，易于适应不同操作条件和产品品种，适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产。
间歇釜的缺点是：需有装料和卸料等辅助操作，产品质量也不易稳定。
但有些反应过程，如一些发酵反应和聚合反应，实现连续生产尚有困难，至今还采用间歇釜。
间歇操作反应器系将原料按一定配比一次加入反应器，待反应达到一定要求后，一次卸出物料。
连续操作反应器系连续加入原料，连续排出反应产物。
当操作达到定态时，反应器内任何位置上物料的组成、温度等状态参数不随时间而变化。
半连续操作反应器也称为半间歇操作反应器，介于上述两者之间，通常是将一种反应物一次加入，然后连续加入另一种反应物。
反应达到一定要求后，停止操作并卸出物料。
间歇反应器的优点是设备简单，同一设备可用于生产多种产品，尤其适合于医药、染料等工业部门小批量、多品种的生产。
另外，间歇反应器中不存在物料的返混，对大多数反应有利。
缺点是需要装卸料、清洗等辅助工序，产品质量不易稳定。
2、连续釜式反应器,或称连续釜可避免间歇釜的缺点，但搅拌作用会造成釜内流体的返混。
在搅拌剧烈、液体粘度较低或平均停留时间较长的场合，釜内物料流型可视作全混流，反应釜相应地称作全混釜。
在要求转化率高或有串联副反应的场合，釜式反应器中的返混现象是不利因素。
此时可采用多釜串联反应器,以减小返混的不利影响，并可分釜控制反应条件。
大规模生产应尽可能采用连续反应器。
连续反应器的优点是产品质量稳定，易于操作控制。
其缺点是连续反应器中都存在程度不同的返混，这对大多数反应皆为不利因素，应通过反应器合理选型和结构设计加以抑制。
反应器
制造加氢反应器的常用材料 制造加氢反应器的常用材料一般为Cr-Mo钢系， 因为这些钢材既具有优良的抗高温氢腐蚀性能， 又有良好的短时和长时高温力学性能。根据不同 的温度和压力，一般都选用 1Cr-0.5Mo； 1.25Cr-0.5Mo； 2.25Cr-1Mo； 2.25Cr-1Mo 0.25V； 3Cr-1Mo 0.25V；
热壁加氢反应器的 主要损伤形式
热壁加氢反应器由于器壁直接与高温、 高压含氢或氢与硫化氢介质接触，操作条 件相当苛刻，可能引起下列损伤： 1）高温氢腐蚀 2）氢脆 3）硫化物应力腐蚀开裂 4）铬-钼钢回火脆性破坏 5）奥氏体不锈钢堆焊层的氢致剥离现象
1）高温氢腐蚀 一是表面脱碳。表面产生裂纹，一般影响 很轻； 二是内部脱碳与开裂。它是由于氢侵入扩 散到钢中与固溶碳或不稳定的碳化物发生 化学反应，生成甲烷 Fe3C + 2H2 → CH4 + 3Fe 。 而甲烷不能逸出钢外，就聚集在晶界空 穴和夹杂物附近，形成很高的局部应力， 导致钢材产生龟裂、裂纹和鼓泡，并使强 度、延性和韧性显著下降。
2）氢脆 氢脆是氢残留在钢中所引起的脆化现象。 产生了氢脆的钢材，其延伸率和断面收缩 率显著下降。这是由于侵入钢中的原子氢 使结晶的原子结合力变弱，或者作为分子 状在晶界或夹杂物周边上析出的结果。但 是，对于已经产生氢脆现象的钢材，当给 予特定的条件时，氢仍可从钢中释放出来， 使钢的性能得到恢复，所以氢脆是可逆的， 也称为一次脆化现象。
防治措施： 1、用合适的材料是有效的方法之一； 2、要尽量消除或减轻由于冷加工和焊接引 起的残余应力，并希望能够加工成不形成 应力集中或尽可能小的结构； 3、使用上应采取缓和环境条件的措施，如 抑制连多硫酸生成，采取用干燥氮气吹扫， 除去空气和防止水蒸汽析出。或碱洗方法， 中和可能生成的连多硫酸，值得注意的是 碱洗后不能再用水冲洗。
固定床加氢反应器内构件的开发与应用
机械设备固定床加氢反应器内构件的开发与应用王兴敏洛阳石油化工工程公司(河南省洛阳市471003)摘要:介绍了国内外固定床加氢反应器内构件的主要类型及其特点,详细叙述了洛阳石油化工工程公司(LPEC)开发的内构件及其在目前国内规模最大的加氢精制(反应器内径为3800mm)和渣油加氢脱硫(反应器内径为4200mm)装置上的应用情况。
内径为3800mm的加氢精制反应器床层径向温差基本小于3 ,效果良好;内径为4200mm的渣油固定床加氢脱硫反应器床层径向温差为1~7 ,优于国内引进同类装置水平。
主题词:加氢反应器 固定床反应器 内构件 开发 应用加氢工艺技术水平的高低,主要取决于催化剂性能的先进性,而催化剂性能的充分发挥,则在很大程度上取决于反应器内部结构的先进性和合理性。
设计合理的加氢反应器内构件应具有如下功能和特点:反应物流混合充分,催化剂床层温度分布均匀;压力降小,占用反应器空间小,装卸催化剂方便,检修检测方便,操作安全和投资低。
随着加氢装置的大型化及加氢设备制造能力的提高,反应器直径的不断增大,对反应器内构件的反应物流分配效果要求越来越高。
如果反应器内构件设计不合理,分配效果差,会造成催化剂床层径向温差大,催化剂利用率降低,甚至造成反应产物质量达不到要求。
因此国内外对加氢反应器内构件的研究和工程开发一直非常重视,许多工程公司都开发了自己的成套技术。
洛阳石油化工工程公司(LPEC)多年来一直致力于加氢工程技术的开发,并将开发出的多项先进技术成功地应用于工业生产。
1 内构件类型及其特点典型加氢反应器内构件包括:入口扩散器、气液分配盘、积垢篮筐、冷氢箱、出口收集器、催化剂支撑和液体再分配盘等。
1.1 入口扩散器入口扩散器置于反应器入口处,起到气液预分配的作用,并能减缓气液介质对分配盘或催化剂床层的冲击。
国内外入口扩散器的几种主要型式见表1。
表1 国内外入口扩散器的几种主要型式扩散器型式说明螺旋喷头型流体线速高,易使催化剂粉碎,已少用盘式适用于直径较小的反应器拉杆式适用于硫化氢腐蚀较小场合双层多孔板与多锥体组合可兼作分配盘中心板与多孔板组合多用于轻质油品加氢反应器带过滤的多管式对进料有一定过滤作用锥体与双层多孔板组合分配效果良好LPEC设计的入口扩散器为锥体与双层多孔板组合扩散器,图1为结构示意图。
加氢反应器内构件急冷箱的试验研究
ＲＥ ＮＩ ＦＩ ＮＧ ＡＮＤ ＣＨＥＭＩ ＣＡＬ ＮＤＵｓ ＲＹ Ｉ Ｔ
加氢反应器 内构 件急冷箱 的试 验研 究
蔡连 波 ， 盛维 武 ， 李保 锋
（ 中国石化集团洛阳石油化工工程公司 ， 河南 洛 阳 ４ １０ ） ７０ ３
摘要 ： 通过对联合油型急冷箱结构进行研究 ， 开发 出结构合理的新型急冷箱 。在加氢反应器 内 构件实验装 置上 ， 将新 型急冷箱与联合 油型急冷箱进行对 比实验 。结果表 明 ： 新型急冷箱 的综
（） ４ 与其它 冲洗 、 吹扫方法相 比， 爆破吹扫需 用 的设备和手段用料少 ， 省工省时成本低 ， 技术要 求也不高， 易于推广应用。
参 考文 献 ：
［ ］李智． 口径工业管道爆破吹扫技术［ ． ： １ 大 Ｍ］ 北京 机械工业出版
社 ．０ ４３ — ９ ２ ０ ：１ ３ ．
围易损的设备或其它部件做好保护 。 （） ２ 每次爆破吹扫前 ， 应对吹扫管路 、 阀门、 盲 板、 爆破 口 、 进气点 、 压力 表等部位进行仔 细的检
震 动 ， 急速膨胀 的气 流带处 ， 被 吹扫质量 明显提 高 。
２ 安全技术 要 求 ． ４
由于爆破吹扫是一项存在危险的作业 ，所以
在爆破 吹 扫前 和过 程 中必须 有 风 险评 价及 消 减措 施， 以保 证现场 人员及 设备 的安全 。 （ ） 破 口前 方 严 禁行 人 走 动 ，应 设 置 为禁 １爆 区 ， 好 警 戒 线 ， 设 专 人 看 护 ， 外 对爆 破 口周 拉 并 另
查。
［ ］孙程雷． ２ 化工设备 清扫技术［ ． ： Ｍ］ 北京 机械工业 出版社 ，
２ ０ ： ７ ７１ ０ ２６ －
列管式反应器结构组成
列管式反应器结构组成列管式反应器是一种常见的化工反应器，它由以下几个主要组成部分构成：1. 反应器壳体，反应器壳体是反应器的主体结构，通常由金属材料（如不锈钢）制成。
它具有足够的强度和密封性，以容纳反应物和反应介质，并承受反应过程中产生的压力和温度。
2. 反应管束，反应管束是反应器内部的关键组成部分，它由一系列管道或管子组成，用于传输反应物和反应产物。
这些管道通常是垂直布置的，并通过管板或管束支撑装置固定在反应器壳体内。
反应管束的设计和布置方式会影响反应物的混合程度和传质效果。
3. 加热或冷却装置，为了控制反应器内的温度，列管式反应器通常配备了加热或冷却装置。
加热装置可以是电加热器、蒸汽加热器或燃气加热器等，而冷却装置可以是冷却水或冷却液循环系统。
这些装置通过管道或外部换热器与反应器壳体内的管束连接，实现热量的传递。
4. 搅拌装置，对于一些需要搅拌的反应，列管式反应器会配备搅拌装置。
搅拌装置通常由电机、搅拌桨和轴承等组成，通过旋转搅拌桨来促进反应物的混合和传质。
搅拌装置的设计应考虑到反应物的粘度、反应速率等因素。
5. 进料和出料装置，列管式反应器通常有进料口和出料口，用于将反应物输入反应器并将反应产物从反应器中取出。
进料装置通常包括进料管道、阀门和流量控制器等，而出料装置可以是放空阀或泵等。
6. 传感器和仪表设备，为了监测和控制反应过程，列管式反应器还配备了各种传感器和仪表设备，如温度传感器、压力传感器、流量计、测量仪表等。
这些设备可以实时监测反应器内的工艺参数，并通过反馈控制系统进行调节。
总结起来，列管式反应器的结构组成包括反应器壳体、反应管束、加热或冷却装置、搅拌装置、进料和出料装置，以及传感器和仪表设备等。
这些组成部分共同协作，实现反应物的混合、传质和反应过程的控制。
内构件介绍
加氢内构件介绍
筒体及内构件的材料选择
• •
反应器属压力容器，压力容器选材一般根据其操 作条件、介质的腐蚀性和材料的经济性等综合因 素而定。 处于高温临氢工况下的压力容器选材时，还要考 虑使其在整个设计寿命期间不出现下列情况：
应力腐蚀断裂； ◆ 蠕变应变达到不允许的程度； ◆ 脱炭； ◆ 氢侵蚀； ◆ 停工期间损坏。
•
加氢内构件介绍
边壁效应对流体均匀性分布的影响
•
• •
在工业反应器上，由于反应器的直径D与催化 剂的直径DP之比远大于18～25，故边壁效应一 般是可以忽略不计的。 试验室小试因D/DP较小的缘故，影响就较大， 这也是通常小试结果要比大型工业装置效果差 的一个重要原因。 滴流床反应器的轴向返混也是存在的。但根据 Mears的研究，当催化剂床层高度H与催化剂颗 粒直径DP之比大于350时，轴向返混可以忽略 不计。
• 气流均布； • 流体在分、集气管内的流动状态； • 与静压差有关的动量交换系数。
加氢内构件介绍
固定床滴流反应器的流体流动特征
• 流体流动的形态特征
◆ 在滴流床反应器中，流体在轴向穿过催化剂
床层时，随着气、液流速的不同，将呈现出 不同的流动区域，一般可分为四种区域：
• 滴流区域 • 脉冲区域 • 喷洒区域 • 鼓泡区域
包的形式制造了我国第一台热壁加氢反应器。
•
通过消化吸收国外技术和国内自行研制开发，我国制造热 壁加氢反应器的技术日臻成熟，国产化率逐年提高。
加氢内构件介绍
锻焊和板焊式
•
鉴于国内制造厂的卷板能力，器壁厚度在120mm以内 时，反应器壳体就可用钢板卷制，然后焊接成圆筒壳。 以这种方式制造的反应器就称之为板焊式加氢反应器。
反应器内构件安装检查记录表
反应器内构件安装检查记录表1. 概述反应器是化工生产中常见的设备之一，用于进行化学反应或物理过程。
反应器内构件的安装质量直接影响到反应器的正常运行和生产效果。
本文将详细记录反应器内构件安装的检查过程和结果，以确保安装质量符合要求。
2. 检查内容反应器内构件安装检查主要包括以下内容： - 构件名称：记录反应器内构件的名称，如搅拌器、换热器、进出料口等。
- 构件型号：记录反应器内构件的型号，以确保与设计要求相符。
- 安装位置：记录反应器内构件的安装位置，如上部、中部、下部等，以及与其他构件的连接方式。
- 安装质量：记录反应器内构件的安装质量，包括连接紧固情况、密封性能等。
- 安全防护：记录反应器内构件的安全防护装置是否安装完善，如安全阀、压力表等。
- 防腐蚀措施：记录反应器内构件的防腐蚀措施是否到位，如涂层、防腐液等。
- 其他注意事项：记录反应器内构件安装过程中需要特别注意的事项。
3. 检查记录表构件名称构件型号安装位置安装质量安全防护防腐蚀措施其他注意事项搅拌器AB123 上部良好完善涂层无进料口CD456 中部良好完善防腐液进料口与其他构件连接处需加强出料口EF789 下部良好完善涂层无4. 检查过程及结果4.1 搅拌器•构件名称：搅拌器•构件型号：AB123•安装位置：上部•安装质量：搅拌器与反应器壁紧密连接，紧固螺栓无松动现象，无渗漏情况。
•安全防护：搅拌器轴承安装完善，轴承温度传感器连接稳定。
•防腐蚀措施：搅拌器表面涂有防腐涂层，涂层质量良好。
•其他注意事项：无特殊要求。
4.2 进料口•构件名称：进料口•构件型号：CD456•安装位置：中部•安装质量：进料口与反应器壁连接紧密，密封性良好，无渗漏现象。
•安全防护：进料口附带安全阀，阀门完好，正常工作。
•防腐蚀措施：进料口表面涂有防腐涂层，并进行防腐液处理。
•其他注意事项：进料口与其他构件连接处需加强，防止松动。
4.3 出料口•构件名称：出料口•构件型号：EF789•安装位置：下部•安装质量：出料口与反应器壁连接紧密，紧固螺栓无松动现象，无渗漏情况。
釜式反应器—釜式反应器的结构
➢涡轮式搅拌器 涡轮式搅拌器分为圆盘涡轮搅拌器和开启涡轮搅拌器；按照叶轮又 可分为平直叶和弯曲叶。涡轮搅拌器速度较大，300～600r／min 。 涡轮搅拌器的主要优点是当能量消耗不大时，搅拌效率较高，搅拌 产生很强的径向流。因此它适用于乳浊液、悬浮液等。
➢推进式搅拌器 推进式搅拌器，搅拌时能使物料在反应釜内循环流动，所起作用从外型上是一高径比接近于一的圆筒型反应器。
反应器结构:反应器筒体、各种接管、搅拌装置、密
封装置和换热装置等 。
釜式反应器的基本结构
基本结构：壳体结构、搅拌器、密封装置、换热装置
反应器的筒体皆为圆筒形。底、盖常用的 形状有平面形、碟形、椭圆形和球形，也 有的釜底为锥形。
•
反应釜的顶盖也叫上封头，通过法兰将顶盖
当加热温度超过250℃时，可采用联苯混合物的蒸汽加热， 根据其冷凝液回流方法的不同，也可分为自然循环与强制循环 。
➢电加热
是一种操作方便、热效率高、便于实现自控和遥控的一种高温加 热方法。有电阻加热、感应电流加热、短路电流加热三种类型。
➢烟道气加热
用煤气、天然气、石油加工废气或燃料油等燃烧时产生的高温烟 道气作热源加热设备，可用于300℃以上的高温加热。缺点是热 效率低，给热系数小，温度不易控制。可用于300℃以上的高温 加热。
一般多采用直接冷却方式，即利用制冷剂的蒸发直接冷却冷间内的 空气，或直接冷却被冷却物体。制冷剂一般有液氨、液氮等。成本 较高。
有些情况下则采用间接冷却方式，即被冷却对象的热量是通过中间 介质传送给在蒸发器中蒸发的制冷剂。中间介质起传送和分配冷量 的媒介作用，称为载冷剂。常用的载冷剂有三类，即水、盐水及有 机物载冷剂。
釜式反应器的传动和密封装置
电动机
UOP新型加氢裂化反应器内构件
ＵＯ Ｐ新型加氢裂化反 应器 内构件
孙伟 张为国 盛尊祥 李毅 中国石油大港石化 绍 了美 国 Ｕ Ｐ公 司设 计 的某 公 司的 １ Ｏ ／ ｏ ＭＴ ｏ
反 应 器 内 ３５ ｍ ，切 线 长 度 ０ｍ ０ ３９０ ３ ０ ｍｍ；内构件包括人 口扩散 器、气液 分 配盘 、催 化剂 支 撑 栅格 、急冷 氢 分 配 器 、 液 体收 集 盘 、 合 箱 、 体 粗 分 配盘 、出 口 混 液 收集器 。
动 ，达 样 就 可 以 同 氢 气 进 行 充分 的 混 合 ； 充分混合的产物从粗液体分配盘进 入下部 气 液 分 盘 进 行 分 配 并 均 匀 地 进 入 下 ，个 一
一
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前 言
加氯工艺技 术水平 的高低 ，主要取决 于 催 化剂 性 能 的 先 进 性 ，而 催 化 剂性 能 的
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甚至造成反应产物 质量 达不到要 求。因此 国内外对加氢反应器内构 件的研究和 工程 开发一直非常重视 ，不断更新其 反应 器内
构 件 ，以 求 取 得 更 好 的 效 果 ， Ｕ０Ｐ 公 司 在设计此套装置时 ，就更新 了内构件 的设 计 ，因此本文将重点介绍其变化前后的 比
ａ固定床 全循环 加氢裂化装置反应 器内构件 的
结 构特 点 ，及 其 同 国内 的 内构件 的比 较 。
§ 婚踊
反 应 器内 构 件 ； 较 比
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２ ２反应产物在反应器中的流动情况 ． 油气混 合物从 人 Ｖ扩散 器进入反 应器 １ 上部得到初步分配 ，然后从 部气液分配 盘均匀地进入催化剂床层 ；从催化剂床层 流 出 的 反 应 产 物 同 从 急 冷 氢 分 配 器 喷 出 的 冷氧初步混合 ；气液混合物进入液体收集 盘 ，然 后 从 卜 的 四 个 溢 流 堰 以 一 定 的 角 而 度 向 下 喷 出 ，进 入 混 合 箱 沿 圆 周 方 向 流
新型固定床加氢反应器内构件的研究与应用
器、 旋叶式冷氢箱 ， 主要介绍 了其结构及 丁作原理 ， ： 并且在 围内应用的效果。 内构件技术能保 证直径 ３ ０ 该 ０ｍｍ ４
柴 油加 氢反 应 器 的径 向温 差 小 于 ２ 。
关
键
词 ：同定床加氢 内构件 ；集垢 器 ；分配 器 ；冷氢箱
文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １７ — ４ ０ （ ０ ２）０ — ８ ２ ０ ６ １０ ６ ２ １ ８０６— ４
Ａｂｓ ｒ ｃ ：Ｔｈｅ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｏ ｋｉ ｉ ｉ ｅ ｏ ｎ ｅ ｎ ｓ ｄ ｖ ｏ ｄ ｂｙ Ｆｕ ｈ ｎ ｅ ｅ ｒ ｈ ｉ ｓｉｕｔ ｔｏ ｅ ｍ ｎｄ ｔａ ｔ ｔｕ ｔ ｒ ｎｄ ｗ ｒ ｎｇ ｐｒｎｃｐｌ ｆｉ ｔ ｒ ａｌ ｅ ｅｌｐｅ ｓ ｕ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｔｔ ｅ ｏｆｐｅｒ ｌ ｕ ａ ｐｅ ｒ ｃ ｍ ｉａ ｓ ｆ ｘｅ ｂｅ ｄｒ ｔｅ ｔｎ ｒ ａ ｔ ｒ ｅ ｅ ｉ ｒ ｄ ｅ ｔｏ ｈｅ ｃ ｌ ｏｒ ｆ ｄ— ｄ ｈｙ ｏ ｒ ａｉ ｇ ｅ ｃ ｏ ｓ ｗ ｒ ｎｔｏ ｕｃ ｄ，ｉ ｌ ｎ ｉ ｔｒ ａ ｄｒ ｏｌｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｉ ｎｃｕｄｉｇ ｎｅ ｎ ｌ ｉｔ ｃ ｌ ｃｏ ，ｎ ｚｚｅ ｔ ｐｅ
李 欣 ，彭 德 强 ，齐 慧敏 ，王 岩
（ 中国石化 抚顺 石 油化 研 究院 ， 辽宁 抚顺 １ ３ ０ ） １ １０ １
摘
要 ：叙 述 了抚 顺 石 油 化 工 研 究 院 （ Ｒ Ｐ Ｆ ＩＰ）开 发 的 固定 床加 氢 内 构 件 ，包 括 内 置 集 垢 器 、喷 嘴 式 分 配
第４ ｌ卷 第 ８期 ２１ Ｏ ２年 ８月
当
代
化
工
Ｃ ｎ ｅ ｐ ｒ ｒ ｈ ｍｉ ａ ｎ ｕ ｔ ｙ ｏ ｔ ｍ ｏ ａ ｙＣ ｅ ｃ ｌ ｄ ｓ ｒ Ｉ
【doc】加氢反应器及内构件的发展
加氢反应器及内构件的发展辜j搠_L易一烁油与催化.加氢反应器及内构件的发展夏博康,/(设计所)加氢裂化是继热裂化和催化裂化之后发展起来的一种重质油转化工艺.它从煤炼油工艺转移到天然石油炼制工业?已有50多年的历史.老式反应器结构.50年代前以德国气相反应器为代表.如图一所示.它的主要特点是净壁且内构件是平塔盘,这种塔盘结构简单,因为过去是气相反应,故对流体的分配均匀性考虑不多,加之过去装置规模较小,老式反应器直径一般为~800～~lO00mm(内径长径比为l8～22:1.流体分配不均产生的边壁效应影响较小.另外由于采用平塔盘所以反应嚣内的催化荆只能采取上装上卸的方法.劳动强度大,条件差.冷氢管压老式反应器中是顶部插人床屡.这样对使用和检_I蕾都不方便,且影响测量的准确度.60年代前后的反应器以抚顾石油三厂加氢反应器为代表.如图2所示.根据反应条件分析,原料油进人反应器时基车上是液相状态,随着反应物下移.重油不断裂化,到反应器下都大部分产品保持气相状态,因此这是一十气液两相在固定床催化剂上滴洗而下的复杂反应系统,要适应这种混相流动的反应要求.避免管壁效应,充分发挥催化荆作用.必须使原料油进人反应嚣顶层才能有良好的分配并.使反应物流流经多层塔盘对流形基车不变.为此石油三厂的净壁加氢反应嚣豫保留德国气相反应嚣的优点外,在反应嚣人口设置螺旋喷头分配嚣,在反应嚣内设置多层料锥塔盘,这种辩塔盘除了可解决液体均哿分布外.尚具有满足催化荆从上都装人,下部卸出,结短检修时间-改善劳动条件等优点,但结构较为复杂.进人70年代以后.加氢装量规模不断扩大单十反应器内径为l80o～3000ram以上,长径比为4～1l:1.这样大的反应嚣分配同塔是不容忽攫的.目前国外皿引进的加氢反应嚣多以美国联合油公司的瓶式热璧加氢反应嚣为多.石油三厂热璧加氢裂化反应嚣,操作压力20MPa,填补了目内空白.如图3所示.该反应器为气藏顶巍双相进辩.多库层(三层)固定床反应嚣.床层阃一般没有净氢管.以控告I反应温度,为保证加氢反应的最佳深度.速率和提高理想组分收率十分重要的是要力求使反应介质与催化荆按魁均匀.反应器内介质的流动匀一.这就是老式反应嚣存在的问腰一分配问题.为此,必须精心设计反应嚣的备内部构件,包括人口扩散嚣,分配塔盘.床屡布置和冷氢系统尊./0.30炼油与僵化l994年圉I蔼国气相反应器结构出口图2石油三厂反应器内芯结构l一亭l出管I2-洼兰腰I3-上董l4一四台环I 5一密封置;6-上甥2jA董|7一衡唪f8-蠲宙瞻, 9-滥流管式分配板I10-热电偶保护臂lll一降基督;12-主熏槊I13一蕞形辩塔盘I14-内保矗{15-蕞形底;]6-下保温董;17-底董Il8一董板蕈3觏捧油与值亿?31?囝3并式反应器内件示意囝l,^口扩散嚣2'上分配塔盘3,谤垢蓝上僵化赉吐库屡5,催化jf'支最格掘和粱冷氢譬7,急冷室8,急挎盘9冲问分配塔盘lO,催化荆卸辩譬l1,下催化荆床屡l2,出口收集器原料油经加热炉后与氢气共同进人反应器,先经人口扩散器.在双层多孔扳的作用下.气液酉相得到初步混合并向四周扩散.藏相落入分配塔盘并建立起液面.塔盘上的泡帽式分配器供助气流的摩擦和抽吸作用而使液相欢敢.均匀落人上催化嗣束是上方的锈垢篮.锈垢篮戚三角形排列.并可上下浮动,适应床层的变化周围充填76毫米厚中l3毫米的情性璋.来自分配盘的介质在锈垢篮中滤去所携带的锈垢和杂质.上催化剂床层的下面有两层粒径备为3毫米,充填厚度为76毫米的惰性球.用以支承催化剂和便于反应物导出.冷氢臂的作用在于控制由上床层出来的反应物的温度.使之适合于进人下一层进行反应.冷氢与介质经急冷器和急冷盘完全均匀混合后,进人中何分配塔盘.持后再均一地分配到下催化床层,如此进行多次.反应物由出口收集器引出.应谖指出除加氢反应器由砖璧向热壁发展外,反应介质均匀流动和介质与催化剂良好接触就是今后加氯反应器发展的重要课题.目前发展的技术是多种多样的,并在工程上均有成功应用.因此在加氢反应器设计中,充分掌援各种内构件的结构和作用.进行必要的评价和合理的选择是十分重要的.同时为探索改进途径,还需开展大量的试验研究工作.下面就反应器各内部构件的结相,作用.发展等擞一简要介绍.1,人口扩散器人口扩散器是介质经过的第一个部件,其作用是;I)将进来的介质通过人口臂扩散列整十反应器截口上.2】消除气.渡介质对分配塔盘的垂直32?炼油与催化1994年冲击,为分配塔盘的稳定工作创造条件.图四为螺旋喷头形分配器. 31通过扰动促使l气,蒗相混合.圉4喷头形分配器I喷头放大示意见右侧该分配器在喷嘴处的流体线速高达20米,秽左右.可使液体雾化后进人催化剂床层,这种方法虽然流体的起始分配较好但由于喷咀结构流体线速高,冲击力大,易使艘化剂榜痒,增大康层阻力,因此现捏少应用.田五为盘式分配器.应用的也不少.为了防止由加热炉管和转油线带来的硫化氢腐蚀产物堆积在催化剂床层上,在盘式分配器之上又加了一层过滤器,使用效果较好.不过这些分配器一般都用在直径较小的反应器上.图六为加氢反应器中基本为气相进料的情况下所采用的拉杆式分配器.在没有大量硫化氢腐蚀产物带进的情况下能够满足生产上的要求.田七为悄隙扩散器.田七所示结构是在人口管下jIlI以盲板堵死,介质从管壁上开的一系列长孔流出来,长孔下端与盲板之间的空间可积存部分进料中的锈垢.起一点过滤作用.图七上所示结构在进料管端设一锥体,以控盘联接,夼质冲到锥体受阻.径转向后从四侧流出.锥体对液体的碎流和导向起一定的作用.囝几为一种双层多孔与多锥体组合的扩鼓舞,进料经二层多孔板的节泷和扰动,气液相达到较匀一的混合后.进人由三个不同锥体构成的分配机构而射向反应器截面上的不同部位.经试验确定的结构.可将物辩按需要的圪倒分配判整个截面上,故这种扩散嚣可兼作分配塔盘.田九是目前工程上实用的几种扩散器,图九一a为租汽油加氧精制反应器中的人口扩鼓器系法雷德希尼泼公司设计的,其特点是,在人口管下稿设有两块园板,上固板带一中心管I下园板为一多孔板.舟质下降时,中心管以外的流体与上固板碰撞而从四周穗出r从中心管下来的介质.一部分自小孔均匀淋下,一部分也从四周溅出.这样就实理了整个床层截面上第)期练柚与催化?33?圉5盘式分配器a圉7侧障扩散嚣b反应舟质均一的扩散.圈九一b是美罾联合油公司加氢反应器的人口扩散器,它是一种双层多孔板结构,两层孔板上的开孔大小和疏密是不同的.反应介质在上部锥形体整流后,经两层孔的节泷,碰撞作用赦扩散到整个反应囤6分配器圉8多镶扩教矗器截面上去.这种扩傲嚣应用的效果很好.且前国内设计的加氢反应器人口扩傲器大部分采用这种形式.图九一c是应用在中压加氢反应嚣上的人口扩散器形式.它在人口管下螭的盲扳上装有52根0x4的短管.各短管管34?炼油与诅化III蟠lI=二l噩==IS寮…I一—上蜀b图9几种人口扩散器实铡譬上部开长孔四条上j;II以盲板封死f介质进^扩散器时,气体从短管四侧的长孔进人反应嚣,而液相部分刚需待渣面升高到长孔时才能下溢.由于管高550毫米,因此短管长孔以下空同均可积存锈垢,对反应物起一定的过滤作用.但就其结掏来说,扩散作用可能不甚理想.由于各种扩敢器均属专利技术,加之能收集到的责料有服,因此不易全面比较和评价,但从流体力学原理来分析.可以认为联合油公司的双层孔板体系扩散器.只要适当调节其开孔尺寸和小孔分布,可能会获得较好的扩散效果.而且制作也较简单.19辩年一一——￡,ji.一l4/;/III52—日2,分配塔盘加氢反应器的催化剂床层上面,广泛采用分院塔盘结构.以均布反应介质.改善其流动状况和实现与催化剂的良好接触. 对气渡双相状态连科的加氢反应器,分配塔盘对液相的均布尤为重要.分配塔盘曲塔盘板和在诙板上布置的一系列分配器所组成.早期采用的分配塔盘如田十所示.该塔盘属于平塔盘.这种塔盘结构简单,介质通过上面的多孔扳节漉进^第二层弧形板再分配,最后由第三层条形板通过,这种结构基本上能够分配均匀.但由于结掏的原因使反应嚣内的催化剂只能采南3期琼i由与僵化?35?^rt广C广^广A-AB—BC—C圈10平塔盘结构取上装上卸的方法,这对反应器向大型化了一种如图十一所示的斟式塔盘. 发展是不利的.为了克服这一缺点,又发展圉ll斜式塔盘已成功地应用在加氩反应器中.它是由五个大小不同井带锯齿形的同心圊筒,焊接在一个带多孔的锥体上面组成,这种结构除了可解决液体均匀分布外,尚具有能满足催亿剂从反应器上部装人.下部卸出.缩短检修时间,改善劳动条件等优点.圈十二一a所示结构由长管,短管各一根组成.操作中,当进料的液相部分在塔盘上景积而使其液面高出短管时.即溢人床层?而气相则经长管进人床层.气液分路,从局部看来.气掖分配井不均匀.但从整个截面来看,大律上各部都的气液均匀供给,圈十二一b所示结构的工作原理与圈十二一a相同,但长管上没有防止液体从上部冲人的帽,短管下设有滥流盒,可使液相分散进人床屡.圈十三所示斜口昔分配舞是利用气,液两相的碰撞作用而实行较均匀分配的分配器.圈十三一a为一种专利结构,这种分配器在全体上是上一端斜切的短管.在一定高度上钴有一圈小孔.上部设有盖扳,可防止液体冲人.操作中当塔盘上液面上升到小孔高度时,液体从小孔皮股状沿水平36炼油与催化1994年方向流人管内.而气相则自斜口向下进人管内.气,液流因产生碰撞而使液体成散滴状随同气液分布到床层中去.因而改善了流体分布性能.图十三-b所示结掏的工作原理与图十三一a相似.不同处仅在b圈12长短管分配器1,幅2,长警3,短警4,溢流盒5,塔盘图十四为V型缺口盘分配器,其主体为一段两侧开有V型缺口的短管.上部有盖板,下部与塔板的开口相通,塔盘上有液面时,该分配器的V型缺口处,以液面为界.上部是气相通道,下部为液相滥流通道.这种气液并流一起下降,可起一定的碎流,吹散作用.该分配器缺口成V型,使塔盘上液面愈高时,液体流通面积愈太,从而有利于分配盘的稳定操作.23圈】4V型缺口盒分配器1,盖板2,V型缺口营3,塔扳于斜口管上有三圈小孔,这一改进有利于塔盘上的液面控翻和适应较广和液相负荷.当液相负荷大或液面高时小孔的滥流面积愈太,溢流的速度蠹快.ab圈l3斜口管分配器】,芷板2,斟口警3,塔板图十五为黑耶卡式分配器,它是以气流的抽吸作用为主来粉碎和分配液体的结构,当塔盘上的液面升高到罩的下缘时,分配器而进人正常的工作状态.从帽和小管闻的玮形空间折人小管后,自小管高速流人下降管的气流,对四周产生强烈的相吸作用,从而使罩与下降管之间的环形空间中液面上升,此时液体从下降管的V型缺口连续溢人,并放高建气流吹散到床层中去.图十六是美国联合油公司加氢反应器的分配器,类似泡帽塔盘,泡帽的园柱面上均匀的开有许多平行母线的齿缝.下降管置于泡帽里面.其上端与泡帽之间窖存适当间隙.下端与塔盘相脱,图中尺寸为联合油公司提供的设计,括号内尺寸为在美国考察时的实物尺寸.当塔盘上液面高于泡帽下缘时,分配器而进人工作状态.从齿第3期炼油与僵化?37?缝进人的高速气流,在泡帽与下降管之间的环形空间内产生强烈的抽吸作用.致使圉l5里耶卡反应器分配器1,帽2,小警3罩4,下降管5,塔板综上所述,长,短管分配器为气液相分路分配.其液相的局部分布可能不均匀,加上溢流盒面液体的分布略有改善.斟口分配器因气,液流垂直碰撞而造成粉碎和吹散作用从而有利于气液两相混合与均布. V形缺口盒的工作机理与前者相仿,但着重利用气体对液体的吹散作用.平塔盘主要是靠多次不同方向节流作用.斜塔盘主要是靠节流与防止边壁效应产生的导向作用.而联合油公司的分配器是利用气体对液体的抽吸作用.从分配器相机理上分析,它的功能较为完善.其液体下溢的主要动力是气流的抽吸,从而摆脱了以液面位能为主要溢流动力的分配器.在制造和安装精度上要求较高.联合油公司曾对抽吸作用作过如下试验:将抱帽式分配器塔盘上的泡帽一律摘去,此时尽管有意提高安装精度.但液体在整个塔盘上的分布液体被冲碎皮几滴.并为上升气流所携带而进入下降管,实行气,液分配.围l6联合油反应器分配器1,泡帽2'下降营3,塔扳自不均匀;而装上泡帽后,即使故意降低塔盘安装精度,液体分布自很均匀.通常泡帽式分配器塔盘水平度允差为士5毫米,或总高差l0毫米.3,锈垢篮现代加氢反应器中多设有锈垢篮,对进入反应器的介质进行过滤.因在加氢反应器操作中,根难避免系统及首道中的锈垢,污物被带射反应器中.这种镛垢在僵化剂床层上表面积累,将迅速减小以致堵塞介质流通通道,使反应器压阵上升,操作恶化,严重者甚至会压垮塔盘.锈垢篮是近代工程中解决这一问题的有效措麓.锈垢篮一般均匀地布置在床层上表面,篮周围允填适量的大颗粒瓷球,以增加透气性.也有些设计将其置于分配盘塔盘的上方,介质先过滤后再分配.图十七为锈垢篮的典型结构和安装方-38?炼油与值化994正式,圈十七一a和十七一b为设攫分配盘上方的两种结构,它们均需装在一层单独的塔盘上.圈十七一a上口有齿.用改善}瘦体从塔盘溢人镛垢篮的均匀性.图十七l—b上媸塔盘齐口.圈十七一c和圈十七-d为两种堙在床层中的绣垢篮圈十七一c与周围的瓷球层齐口囝十七-d上口略商出床层.霄审tb盈玎锈垢篮的形式和安装'ab-装在塔盘上lc,d-埋在催化稠床层中圈十八是工程上应用的几种锈垢篮结构,其共同特点是形状和尺寸相似.圈十八一a是里耶卡反应器的锈垢篮.圈十八一b是禧希尼泼反应器的锈垢蓝.其结}旬是在嗣锕翩傲的笼子外面蒙上金属丝网; 圈十八一c是着名的联合油公司反应器的惦垢篮,它上下均开口,两端各有一用6英寸管切下的环傲支撑.中间为7目金属丝网围制的圆筒.该篮上方是开口的,使用较方便.装填催化剂时捱篮口上加一术盖,装完后拿样而更换催化剂时,由于篮无底,篮中锈垢随同催化剂一起卸出,可大大简化锈垢篮的清理工作.必须指出,想利用人口扩散器或分配塔盘来沉降锈垢,其效果是有限的,因为塔盘上存在着强烈的气流拢动,大量较小的杂质仍将被带入床层.因此.国外许多反应器设有锈垢篮的经验是值得我们借鉴的,国内设计的加氢反应器.习惯上不采用锈垢篮.这对加氢精制反应器还是可以的.但对加氢裂化反应器是非放不可的.4,冷氢系统烃类的催化加氢属于放热反应.对多床层加氢反应器来说,油和氢气在上一床层反应前温度将升高.为适台下一床层继续加氢的需要,必须采用中间加人冷氢的方式来控制温度.冷氢加人系统的作用和要求应诙是:I)均匀,稳定地供给足够的冷氢量.2]必须使玲氢与反应物充分混合.在进入下一床层时有均匀的温度和物料分布.圈十九为简单的蜂窝管式逆流冷氢管结掏.自上床层下降的反应物与从蜂窝营小孔翻向喷出的冷氢混合.温度随之降低.圈廿一a为直管型冷氢管.圈廿一b,c为磺嘴结构.田廿一c的混合空间没加旋叶,下部有整流罩.可改善混合物的流动与分布.第3期炼油与值化?39',蓦壤透b蕾圉18锈垢篮的典型结构和尺寸圉l9蜂窝管式冷氢结构照亭草圉2n歧管型冷氢管系统40炼油与僵化l994年圈廿一所示带齿盒急冷箱的冷氢系统是通过急冷藉齿缝的节流和筛孔板的再分配作用.使反应纫和冷氢均匀混合和分配到下一床层.圈廿二是一种绕流式挎董系统?反应物下降到混台室外面的环形空同,并经混合室外壁孔进人.而j峄氢由混台室内璧孔进人,两者在混室中初步混合后?在急跨室中进一步在绕流.过程中达到物料和温度的均匀分布.在圈廿二一a中混台介质直接进人下一床层.而圈廿二一b中混台介质需再经过进宫进一步搅拌后再进人下一床层.图廿三采用蜂寓管供给冷氢,它有一带叶片的急j峄室,这种装置是使反应舟质与j峄氢在共同旋转过程中实现均匀混合..艇车墼A—A..'-B—B圈2l带齿盒惫冷箱的冷氯系统l,睁氯蕾2,j巨音窒3,齿盘式急持箱41筛乳塔撮b圈22绕漉式冷氢系统,持氯瞥2,i昆台窒3,蛲藏式急睁糟4中心蕾5,进富第)期蒜油与值化?4l?=——LlIlI/::厂Ifl10If呷吐』6\i,立lB—B.'圈23旋叶式惫冷器冷氢系统l,琦氢蕾2,混合奎3,急睁奎田廿四是一种带折流式急冷室的冷氢系统,反应介质和冷氢从急冷器上墙的环形通道进急冷嚣,然后折流.从急冷器下靖小孔音{}出,在此过程中,实现流体均匀混合.圈24带折藏式惫冷器的冷氢系统1,冷氢蕾2,急睁奎3,饼垢蓝4.分配盘5'僵化剂卸出f田三中所示的联合油公司加氢反应嚣,是在冷氢加人后.使介质和冷氢的混合通过急冷室和筛孔板的作用面一步混音均匀.从而保证下一床层有良好的反应条件.国外在设计各种反应嚣时,非常注意冷氢系统.并研究和发现了多种冷氢系坑的专利.我国在加氢反应嚣的设计.一般不考虑冷氢加人后介质与冷氢进一步均匀混合.这种简化是否合理.应慎重考虑.必须措出,加氢反应器中各内构件的工作是互相关联的.人口扩散工作不挂.会导致分配塔盘工作的怒化;锈垢篮设计不当,将直接影响催化荆床层中的流体分布和压力降高低,冷氢系统的分配和混合效果.决定着下一床层的正常操作.因此一台成功的加氢反应嚣,必须统筹考虑其内掏件.实践表明,反应嚣内采用高效内构件,会大大提高生产效率.据美国联合油公司介绍加拿大一炼厂的加氢反应嚣,箕内构件结构原来用环球油品公司技术,后改用联合油公司内件技术,处理能力提高圈25底部塞管结构t42炼油与催化1994皇了30%左右.因此认真吸取国外加氢反应嚣内构件系统的先进技术,探讨反应嚣内构件的理论基础.并开展试验研究工作.对于改进和完善蠡国加氢反应器及内构件的设计.是当今很重要的任务.最后简单的舟绍一下催化剂的装卸方法.老式的加氢反应嚣采用平塔盘.一般催化剂的装卸的方法都是上装上卸.现代的加氢反应嚣都是上装下卸方法.如图三所示为联合油公司在加氢反应器中采用的是下科臂绪构.石油三厂热壁加氢反应器采用的是螺旋永平催化剂除料嚣.无论上装上卸.还是上装下卸,在反应嚣的底都还应设如图三所示的出口收集嚣或底部塞臂结}哿.目的是防止催化剂跑掼.底都塞管结构见图廿五.参考文献:I炼油设计1986.5,6期2炼油化工机挑1980.I期3加氧精翻与加氢裂I匕,石化出版社汽油脱硫新工艺OCrGAIN流化值化裂化汽油是汽油硫含量的主要来源.普通降低汽油琉台量的方法为大量投资的催化裂化原料加氢处理.或辛烷值掼先报大的催化裂化汽油加氢脱硫.oa'GA新工艺则与众不同.它仅需要一个简单的同定床反应嚣和一个莫比尔专利系统以进行特殊的化学反应.它可在不降低裂化汽油辛烷值的条件下彻底脱琉和降低烯烃含量.甚至在一些情况下.脱瘴产品的辛烷值可超过进料的辛烷值. OCrGA蹦工艺可处理不同沸程,不同硫和烯烃古量的汽油,还可以每天按需要改变产品辛烷值维持汽油琉台量符合规格. 该工艺在美国乔利埃特炼厂的工业试验十分成功.更换催他剂就基本完成了改造.无需投资.谈催化剂系统适用于加氢补充精毒i设备.新工艺于1991年底开始试运.从那时以来已能满足和超过所有预期的性能.诙厂的Oa'G=N装置操作性能和普通加氢补充精{彗I的比较表明,多年来普通加氢补充精制的产品辛烷值一般损失2—3个单位.甚至4个单位.炼厂的经济性表明,在OCrGAIN装置上加工更多较轻的催化裂他汽油而得到喀低的产品辛烷值可取得较大效益.而且Oa'GAIN具有在满足严格的古硫规格的同时改变炼厂经济性的灵活性.实验室的24种以上试辩的中试研究说明.OCrGAn工艺的通席性和曼活性都很好.高古烯烃的原料用瞢通加氢补充精制加工的辛烷值有可能降低l2一l3个单位.而甩OCfGAIN加工辛烷值没有损失.。
反应器内构件比较
反应器内构件比较CLG反应器内件ISOMIX由冷态模型发展工业应用证实径向温差小于5oF紧凑的设计占用最小的空间反应器内件的改造可以提高安全性、可靠性和利用率：改善混合和分布、延长催化剂寿命。
ISOMIX-e 技术的其它优势：进一步降低高度更易维修和安装锲形栓隔板容易清洗和维护减少阻碍降低制造成本简化的设计更小、更薄的组件ISOMIX物料混合室ISOMIX喷嘴UOP反应器内构件Uniflow•Reactor Internal System•反应器内构件系统•Inlet Diffuser入口分配器•Rough Liquid Distribution Tray粗液体分配盘•V/L Distribution Tray气液分配盘•Quench/Mixing Zone急冷氢混合箱•Catalyst Support Grid 催化剂支撑梁•Outlet Collector出口收集器•Custom designed for each application为每个实际应用定制设计•Perform under a wide range of operating conditions and vapor to liquid regimes 能在大范围操作条件下操作，从蒸汽到液体•All components commercially proven所有部件经过应用证实Maximum utilization of catalyst gives smallest reactor and lowest catalyst fill cost催化剂最大利用系数可以使反应器尺寸最小和催化剂装填量最少•Key is avoiding maldistribution 关键是避免分布不均匀- Longer cycles较长的运转周期- Higher availability较高的有效性Reduces risk of hot spots and temperatureexcursions减少热点和温度偏移- Improves operability and flexibility改善操作性、灵活性- Minimize “by passing”最低数量的旁路- High quality reactor internals are critical高质量的反应器内构件起决定性作用托普索公司反应器内构件加氢工艺技术水平的高低，主要取决于催化剂的性能，最大程度地发挥催化剂性能在很大程度上取决于反应器内构件的先进性和合理性。
vave反应器结构
vave反应器结构
VAVE反应器是一种新型的核反应堆，其结构设计具有许多独特的特点。
VAVE反应器的结构包括以下几个方面：
1. 反应堆压力容器，VAVE反应器的核心部分是反应堆压力容器，它是承载反应堆内部高压和高温的关键组件。
反应堆压力容器通常由厚重的钢材制成，以确保其能够承受核裂变过程中释放出的巨大能量。
2. 燃料组件，VAVE反应器使用先进的燃料组件，这些组件通常由核燃料棒和燃料组件支架组成。
燃料棒内填充有核燃料，如铀或钚等放射性物质，而支架则用于支撑和固定燃料棒，同时促进热量的传递。
3. 冷却系统，VAVE反应器采用先进的冷却系统，以确保核反应堆能够持续稳定地运行。
冷却系统通常包括主冷却回路、辅助冷却回路和紧急冷却系统等部分，这些系统能够有效地带走反应堆内部产生的热量，并确保反应堆不会过热。
4. 控制系统，VAVE反应器配备了先进的控制系统，用于监控
和调节反应堆的运行状态。
控制系统通常包括反应堆保护系统、控制棒调节系统、温度和压力监测系统等部分，这些系统能够确保反应堆在安全范围内运行。
5. 辐射屏蔽结构，为了保护操作人员和周围环境免受辐射的影响，VAVE反应器通常还配备了辐射屏蔽结构。
这些屏蔽结构通常由厚重的铅板或混凝土构成，能够有效地吸收和阻挡来自核反应堆的辐射。
总的来说，VAVE反应器的结构设计充分考虑了安全性、稳定性和效率性等因素，采用了许多先进的技术和材料，以确保其能够安全、高效地运行。
应用化工技术专业《流化床反应器的结构》
流化床反响器的结构流化床反响器的根本结构一般流化床反响器都是由壳体、气体分布板、内部构件〔比方挡板、挡网等〕、内换热器、气固别离装置和固体颗粒参加和卸出装置所组成，如图2－7所示。
该图为一典型圆筒形壳体的流化床反响器示意图:1—壳体； 2—扩大段；3—旋风别离器； 4—进气口；5—换热管；6—物料入口；7—物料出口； 8—气体分布器；9—冷却水进口；10—冷却水出口；11—内部构件图2－7 流化床结构示意图具体部件解释如下：(1) 壳体壳体的作用主要是保证流化过程局限在一定的范围内进行，对于存在强烈的吸热或放热的反响过程，保证热量不散失或少散失，一般壳体由三层组成，由内向外，内层为耐火层，通常由耐火砖构成；中间层为保温层，由耐火纤维和矿渣棉等材料构成；最外层为钢壳，有的在钢壳外还设有保温层。
耐火层和保温层材料的选择和厚度要根据结构设计和传热计算确定，对于常温过程，一般只有一层钢壳即可。
〔2〕气体分布装置包括气体预分布器和气体分布板两局部。
预分布器由外壳和导向板组成〔或其他〕，是连接鼓风设备和分布板的部件。
预分布器的作用是使气体的压力均匀，使气体均匀进入分布板，从而减少气体分布板在均匀分布气体方面的负荷，与分布板相比，预分布器仅仅居于次要地位。
常用气体预分布器的结构形式如图2－7所示。
a 弯管式b 同心圆锥壳式c 帽式d 充填式e 开口式图2-7气体预分布器的结构形式〔3〕内部构件内部构件有水平构件和垂直构件之分，有不同结构形式，挡板和挡网是最常用的形式，主要用来破碎气泡，改善气固接触，减少返混，从而提高反响速率和反响转化率。
大多数反响器设置内部构件，对于自由床〔流化床燃烧器〕那么不设内部构件，床内只有换热管或称为水冷壁和管束。
〔4〕换热装置流化床反响器的换热装置可以装在床层内即床内换热器，也可以使用夹套式换热器，作用是及时移走或供应热量。
〔5〕气固别离装置流化床在运行过程中，由于固体颗粒强烈的扰动，一些细小的颗粒总要随气体溢出流化床外，气固别离装置的作用就是回收这局部细小颗粒使其返回床层，常用的气固别离装置有旋风别离器和内过滤器两种。
固定床加氢反应器新型内构件优化及应用
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石油化工设备
!"!! 年 第 #$ 卷
折 流 扩 散 具 有 近 乎 $%&'的 大 扩 散 角 能 够 保 证 在低空高 空高为分配盘下部到催化剂上部空间 高度下实现气液均布 (内设孔板强化管内湍 动既有利于气液相间的混合又利于对液相的破 碎和分散可有效改善贴壁流造成的中心汇流 应用效果验证
新建 !" 柴油加氢装置反应器数值模拟计算 和冷模试验测试结果表明 双锥形入口扩散器在 基 准 工 况 的 #$%&'!$% 负 荷 内 能 够 有 效 纠 正 偏 流 并为下部过滤盘 分配盘提供较好的初始分 布 在 测 试 工 况 范 围 内 压 降 为 '(!#)*(+,-./0 采用双锥形入口扩散器的加氢反应器入口物料速 度分布数值模拟示意图见图 #
图 加氢反应器双锥形入口扩散器结构图
向的双侧纠偏挡板拦截和缓冲 然后进入空心锥 形体 在锥形体内绕流后由底板开孔继续向下 以喷洒形式流至上层伞板表面 或者通过上层伞 板顶部开孔流至下层伞板 经过双侧纠偏挡板的 拦截和在空心锥形体内的绕流 气液混合物料的 偏流得到了矫正 经过 ! 层伞板表面的溅射伞 板开孔的喷射以及伞板边缘的散射作用 气液进 料得到充分混合 以均匀分散方式流至下方反应 器截面上
石油加氢裂化—加氢裂化反应器内部构件
作用
管子（切开） 顶盖封死
开孔底板
双层多孔板结构入口扩散器
二、气液分配盘
加氢裂化滴流床反应器的内部构件
✓ 入口扩散器
☜ ✓ 气液分配盘
✓ 去垢篮 ✓ 热电偶 ✓ 催化剂支撑盘 ✓ 冷氢管 ✓ 冷氢箱 ✓ 出口收集器
二、气液分配盘
气液分配盘
气
课程：石油炼制运行与操控 知识点：加氢裂化反应器内部构件
一、入口扩散器
加氢裂化滴流床反应器的内部构件
☜ ✓ 入口扩散器
✓ 气液分配盘 ✓ 去垢篮 ✓ 热电偶 ✓ 催化剂支撑盘 ✓ 冷氢管 ✓ 冷氢箱 ✓ 出口收集器
一、入口扩散器
国内大多采用双层多孔板结构的入口扩散器
主要作用
✓ 将进料扩散到反应器的整个截面上 ✓ 防止气、液相进料直接冲击气液分配盘，影
✓ 催化剂支撑盘 ✓ 冷氢管 ✓ 冷氢箱 ✓ 出口收集器
四、热电偶
作用：监视加氢放热反应引起的床层温度升高及床层截面温度分布状况，对操
作温度进行监控
热电偶
热电偶管（内部）
五、催化剂支撑盘
加氢裂化滴流床反应器的内部构件
✓ 入口扩散器 ✓ 气液分配盘 ✓ 去垢篮 ✓ 热电偶
☜ ✓ 催化剂支撑盘
✓ 冷氢管 ✓ 冷氢箱 ✓ 出口收集器
液
分
配
催化剂床层
盘
作用：改善反应物料流动状态，使物料均匀分布，实现与催化剂的良好接触
二、气液分配盘
气液分配盘
塔盘板
泡帽 下降管
塔盘板
物料
分配盘板
分配器
泡帽分配器
三、去垢篮
加氢裂化滴流床反应器的内部构件
气相反应器的性能优化及其应用研究
气相反应器的性能优化及其应用研究气相反应器是化学过程中常用的反应器类型之一，其具有反应速度快、反应效率高等优点。
然而，在实际应用中，由于气相反应器的复杂性和不可控性较强，其性能优化及应用研究一直是化学工程领域的研究热点之一。
一、气相反应器的性能优化方法1.1 反应器设计优化反应器设计优化是气相反应器性能优化的关键。
合理的反应器设计可以提高反应器的稳定性、流体力学特性和传热传质效率，从而提高反应器的性能。
（1）反应器结构优化：反应器结构的种类和尺寸对反应器的性能具有重要影响。
在设计反应器结构时，应根据反应物和产物的物理和化学特性，合理选择反应器结构和尺寸。
（2）反应器内部构件优化：反应器内部构件的设计和选择直接关系到反应过程的控制和优化。
合理的内部构件可以增加反应物的接触面积、使气体流动更加均匀等，从而提高反应器的性能。
1.2 反应物料性能优化反应物料的选择和性能对反应过程的运行具有重要影响。
合理的反应物料选择、预处理和调节可以提高反应物的活性、稳定性和选择性，从而提高反应器的性能。
（1）催化剂的选择和活性调节：催化剂对反应物的选择性、活性和稳定性具有重要影响。
催化剂的选择应根据反应物的物理和化学特性，选择具有合适活性和选择性的催化剂。
同时，可以通过改变催化剂的化学组成、物理结构等来调节催化剂的活性。
（2）反应物的处理和调节：反应物的处理和调节可以改变反应物的物理和化学特性，使其更适合反应过程。
例如，反应物的饱和度、表面活性等性能的调节可以提高反应过程的速率和选择性。
1.3 操作条件的优化操作条件的合理选择和优化对反应过程的稳定性、速率和选择性具有重要影响。
常用的操作条件优化包括温度、压力、反应时间、流量、搅拌强度等。
（1）温度的优化：多种反应物对温度有各自的适宜范围。
在反应器的操作过程中，应根据反应物的物理和化学特性，选择适当的温度范围，从而提高反应速率和选择性。
（2）反应时间的优化：反应时间的选择可以影响反应物转化率和产率。
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均匀地急冷热的气—液混合物
Reliable and high performance internals are necessary for high activity
catalyst and stringent product specifications 对于高活性催化剂和严格的产品要求来说，高性能可靠的内件是非常必 要的
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ISOMIX® Mixing Chamber ISOMIX® 物料混合室
Reactor Internals Functions 反应器内件的功能
Distribute the reacting gas-liquid mixture uniformly across the catalyst
bed for efficient contacting between the catalyst and the reactants 均匀地分布反应气/液混合物穿过催化剂床层以达到催化剂和反应物有 效接触
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ISOMIX® and ISOMIX®-e ISOMIX® 及 ISOMIX®-e
Chevron’s current standard design
Provide good radial liquid mixing between beds so that any radial
temperature and concentration gradients do not propagate 提供床层间良好的径向液体混合，避免任何径向温度和浓度梯度增加
More uniform distribution of coke or feed contaminants – may reduce dP buildup 焦炭或进料杂质更加地均匀-可降低压降累积
Ability to operate at higher severity – higher throughput, more reactive or higher coking tendency feeds, or increased treating or conversion severity 能在更高的苛刻度下操作-更高的处理量、反应活性更高或更易结焦的原料， 或者处理的苛刻度加大或转化的苛刻度增加
Improved ability to quench and control hot spots – enhances operational safety and emergency response 提升冷却和控制热点的能力-提升操作安全和处理紧急事故的反应 Improved bed temperature control – reduced peek temperature and radial spread, and ability to operate at a desired profile 提升床层温度的控制-降低最高温度和径向温差，在期望的温度分布下操作
Increased catalyst utilization – increased catalyst activity, improved product yield distribution, reduced coking rate and increased catalyst life and cycle length
Improving mixing and distribution 改善混合和分布 Increasing catalyst life 延长催化剂寿命
ISOMIX® Nozzle ISOMIX® 喷嘴
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Flexibility to utilize more active catalyst systems 灵活地使用活性更高的催化剂系统 Improved turndown performance 提升调节性能
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雪佛龙现有的标准设计 Developed with cold flow model, commercially proven 由冷态模型发展并已被工业应用证实 Radial temperature difference less than 5oC 径向温差小于5oC Achieves uniform gas and liquid distribution with high liquid dispersion 在高度液相分散的条件下，使气/液均匀分布 Achieves good gas-gas, liquid-liquid and gas-liquid mixing with low pressure drop 在低压降的条件下，达到了良好的气—气、液—液及气—液混合 Compact design takes up minimum space 紧凑的设计占用最小的空间
提升催化剂利用率-提升催化剂活性、改进产品收率分布、降低失活速率、延长催 化剂寿命和运行周期
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ISOMIX® and ISOMIX® Benefits ISOMIX® 及ISOMIX®的带来的效益
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ISOMIX® and ISOMIX® Benefits ISOMIX® 及ISOMIX®的带来的效益
Improved mixing, heat transfer, distribution and liquid dispersion results in
the following operational and economic benefits: 混合度、热传递、分布度及液相分散度的提升在以下方面给操作带来益处并 提高经济效益：
ISOMIX®: 2003年商业化
Latest Generation 最新一代的内件
Now installed in several Chevron refineries and client locations 现在已被安装在数个雪佛龙及其客户的装置中
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State-of-the-Art Reactor Internals 先进的反应器内件
ISOMIX® and ISOMIX®-e reactor
internals retrofit enhanced safety, reliability and utilization by:
ISOMIX® and ISOMIX®-e反应器 内件的改造可以提高安全性、可靠 性及利用率：
Reactor Internals
ISOMIX®-e Superior Design and Performance
反应器内件
ISOMIX®-e更优化的设计、
更出色的性能
Mr. W.S. Louie ISOCRACKING Technology Director 加氢裂化技术总监 Chevron Lummus Global 雪佛龙鲁姆斯全球有限公司
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State-of-the-Art Reactor Internals 先进的反应器内件
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A Chevron and Lummus Technology Joint Venture
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CLG Reactor Internals CLG的反应器内件
ISOMIX®: Commercialized in 2003
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Thank you
谢谢
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