加氢反应器的高级选择
热壁加氢反应器的设计、材料选择及使用保护
３ 加氢反应器
加 氢反应 器是加氢处理工艺装置 中的关键核 心设备 。 按反应器使用状态分类为冷壁结构反应器
和 热壁 结构 反应 器 。
３ ． １ 热 壁加 氢反 应器 的基 本 结构及 工作 原理
最常见 的固定床热壁加氢 反应 器基本 结构如
１ 概
述
氢裂化 （ 反应压力 ＜１ ２ Ｍ ｐ ａ ） 、渣油加氢裂化 、 馏分 油加氢脱蜡。
图１ 为通 用 型加氢 裂化 工艺 流程示 意 图 。
加氢处理是 重质馏分油深度加 工的主要工艺 之一 ，它不仅是炼油工业生产轻 质油品的重要手 段 ，而且也成为石油化工企业的关键技术 ，发挥着 其它工艺不可替代的作用 。 加氢处理系统具有产品 灵 活的特点 ， 采用用不同原料可以有选择地生产液 化石油气 、石脑油 、喷气燃料 、轻柴油 以及润滑油 料等多种优质石油产品，其尾油可作为生产乙烯的
性的损伤发生 ，不仅要有正确 的设计与选材 ，而且 与正确的制造工艺和正确的操作维护关 系极大。加 氢反应器 的主要损伤型式与材料选择见表 １ 。
筋一 加 氢装 置 由于操 作条 件 的特殊 性 ，所 以反应 器
链 ㈣ 有可能发生一些特殊的损伤现象。为防止这些破坏
表 １
结构断面 锻焊结构 板 焊结 构 多层 结构
适
用 范 围
圆筒
可用于高压 ，但温度不宜太高 ， 可用于高温高压场合 因为 它存 在 结构 上 不 连续 的 缺 其最高使 可用于高温高压场合 用温 度 取决 于 所用 材 料 的性 能 其最 高使 点 ， 会造成太大 的热应力 合因缺 （ 如抗 氢腐蚀性 能等 ） 用 温 度取 决 于所 用 材料 的性能 口效应而使疲劳强度下降等 ， 所 般宜 （ 如抗氢腐蚀性能等 ） 用于厚度大于 以对 于温度大于 ３ ５ ０ ￣ Ｃ 和温度 、 １ ５ ０ ｍｍ的场合 。 压 力有 急剧 波动 的场合
加氢反应器
加氢反应器1. 简介加氢反应器是一种常见的化工设备，主要用于加氢反应过程，将原料与氢气在催化剂的存在下，通过一系列的化学反应将原料转化为目标产物。
加氢反应器广泛应用于石油化工、化学工程、能源和环境等领域。
2. 加氢反应原理加氢反应是指在高温高压条件下，将原料与氢气反应，通过催化剂的作用将原料分子中的氧、硫、氮等杂质元素除去，使其转化为更纯净的化合物。
常见的催化剂有镍、钼、铂等。
加氢反应的反应原理如下：A + H2 -> B其中，A为原料，H2为氢气，B为产物。
在催化剂的存在下，原料分子中的氧、硫、氮等杂质元素被氢气还原，形成更纯净的产物。
3. 加氢反应器的结构加氢反应器的结构主要包括反应器本体、加热器、冷却器、混合器、储氢罐等组成部分。
3.1 反应器本体反应器本体是加氢反应器的核心部分，主要用于容纳催化剂和反应物，提供反应的空间。
常见的反应器本体材料有不锈钢、合金钢等，能够承受高温高压的反应条件。
3.2 加热器加热器用于提供反应器所需的加热能量，使反应器内的反应物达到适宜的反应温度。
加热器常采用电加热、蒸汽加热等方式。
3.3 冷却器冷却器用于控制反应器内部的温度，避免反应过热。
冷却器通常采用水冷却或空气冷却方式。
3.4 混合器混合器用于将原料和氢气充分混合，提供更大的反应接触面积，加快反应速率。
3.5 储氢罐储氢罐用于储存和供应反应所需的氢气，保证反应器内氢气的供应充足和稳定。
4. 加氢反应器的应用加氢反应器在石油化工、化学工程、能源和环境等领域有广泛的应用。
4.1 石油化工在石油化工行业中，加氢反应器被广泛用于炼油、裂解和重整等工艺过程中。
通过加氢反应，可以将原油中的硫化物、氮化物、挥发性有机物等杂质去除，得到更纯净的燃料和化工产品。
4.2 化学工程在化学工程中，加氢反应器常用于催化加氢、催化还原等反应过程。
通过加氢反应，可以将有机物转化为更稳定、更活性的化合物，提高反应的选择性和产率。
再论锻焊式加氢反应器用材的选择
F22 加氢反应器经过近 40 年的使用实践和 考核证明 :用 F22 材料制造的加氢反应器在小于 等于 454 ℃、氢分压小于或等于 2017M Pa 的条件 下操作是安全可靠的 。截止到 1995 年 ,J SW 已 生产了 F22 材质的反应器 492 台 ,用于世界各国 的炼油厂 。尤其是 1990 年 ,J SW 对美国联合油 公司 6 台已经使用了 26 年的加氢反应器进行了 全面解剖分析 、检测 ,以后又对各国炼油厂在役加 氢反应器作了调研 ,认为发现的问题主要是由于 原始制造过程中存在的缺陷 ,它并没有对生产安
F22V 钢具有较好的抗氢腐蚀 、抗氢脆 、抗堆 焊层剥离和抗回火脆性性能 ,且高温强度优于 F3V 。按 ASM E 第 Ⅷ卷第 2 篇的设计应力强度 、 抗氢腐蚀和抗氢致开裂性能 ,可用于设计温度 482 ℃的加氢反应器 。
我国为了追赶世界先进水平 ,于 1999 年组织 开发了 F22V 锻焊式加氢反应器 ,2001 年为镇海 石化公司制造了重型的加氢反应器 。 3 对三种材料的评述
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·2 ·
石 油 化 工 设 备 技 术
2002 年
212 3Cr21Mo2V( F3 V,包括 3Cr21Mo2V2Ti2B 等) 1980 年作为日本通产省阳光计划的一部分 ,
从 1998 年同自 J SW 引进的 F22 和 F3V 加
氢反应器随机带来的技术数据对比来看 (详见表
加氢催化剂、加氢反应器知识分享
加氢催化剂、加氢反应器知识分享概述加氢精制催化剂是由活性组分、助剂和载体组成的。
其作用是加氢脱除硫、氮、氧和重金属以及多环芳烃加氢饱和。
该过程原料的分子结构变化不大，，根据各种需要，伴随有加氢裂化反应，但转化深度不深，转化率一般在10%左右。
加氢精制催化剂需要加氢和氢解双功能，而氢解所需的酸度要求不高。
工作原理催化加氢的机理(改变反应途径，降低活化能)：吸附在催化剂上的氢分子生成活泼的氢原子与被催化剂削弱了键的烯、炔加成。
(1)双键碳原子上烷基越多，氢化热越低，烯烃越稳定：R2C=CR2 > R2C=CHR > R2C=CH2 > RCH=CH2 > CH2=CH2(2)反式异构体比顺式稳定(3)乙炔氢化热为-313.8kJ·mol－1，比乙烯的两倍（-274.4kJ·mol－1）大，故乙炔稳定性小于乙烯。
应用在Pt、Pd、Ni等催化剂存在下，烯烃和炔烃与氢进行加成反应，生成相应的烷烃，并放出热量，称为氢化热(heat of hydrogenation，1mol不饱和烃氢化时放出热量)。
催化加氢的机理（改变反应途径，降低活化能）：吸附在催化剂上的氢分子生成活泼的氢原子与被催化剂削弱了键的烯、炔加成。
分类1、加氢裂化催化剂加氢裂化催化剂（hydrocracking catalyst）是石油炼制过程中，重油在360~450℃高温，15~18MPa高压下进行加氢裂化反应，转化成气体、汽油、喷气燃料、柴油等产品的加氢裂化过程使用的催化剂。
加氢裂化过程在石油炼制过程属于二次加工过程，加工原料为重质馏分油，也可以是常压渣油和减压渣油，加氢裂化过程的主要特点是生产灵活性大，产品的分布可由操作条件来控制，可以生产汽油、低凝固点的喷气燃料和柴油，也可以大量生产尾油用作裂解原料或生产润滑油。
所得的产品稳定性好，但汽油的辛烷值不高，。
由于操作条件苛刻，设备投资和操作费用高，应用不如催化裂化广泛。
加氢工艺反应类型及关键设备
加氢工艺反应类型及关键设备一、加氢工艺加氢反应属还原的范畴。
氢与其他化合物相互作用的反应过程，通常是在催化剂存在下进行的。
二、加氢反应类型1.按照加氢过程分类(1)直接加氢反应氢与一氧化碳或有机化合物直接加氢，例如一氧化碳加氢生产甲醇；己二脯加氢生产己二胺；环戊二烯加氢生产环戊烯。
(2)氢解反应氢与有机化合物反应的同时，伴随着化学键的断裂，这类加氢反应又称氢解反应，包括加氢脱烷基、加氢裂化、加氢脱硫等。
例如烷烧加氢裂化、甲苯加氢脱烷基制苯、硝基苯加氢还原制苯胺、油品加氢精制中非烧类的氢解。
2.按反应原料分类(1)不饱和焕烧、烯煌的三键和双键加氢反应在脂肪煌类的不饱和键上发生氢加成的反应。
如：环戊二烯加氢生产环戊烯等。
(2)芳煌加氢反应在芳香烧的芳环上发生氢加成的反应。
如：苯加氢生产环己烷；苯酚加氢生产环己醇等。
(3)含氧化合物加氢反应在含氧化合物的碳氧双键上发生氢加成的反应。
如：一氧化碳加氢生产甲醇；丁醛加氢生产丁醇；辛烯醛加氢生产辛醇等。
(4)含氮化合物加氢反应在含氮有机化合物的氮原子上发生的加氢反应。
如：己二精加氢生产己二胺；硝基苯催化加氢生产苯胺等。
(5)油品加氢反应对石油的储分油在催化剂和一定条件下进行加氢，以脱除其中有害的S、N等元素，如：渣油加氢改质；减压福分油加氢改质；催化脱蜡生产低凝柴油、润滑油基础油等。
三、加氢工艺关键设备和重点监控单元1加氢工艺的关键设备加氢工艺主要关键设备为加氢反应釜和氢气压缩机。
在加氢反应中，苯加氢工艺、烯泾加氢工艺、苯酚加氢工艺等多用管式反应器，也有使用釜式反应器的。
石化工业中，加氢反应多为塔式反应器。
3.加氢工艺的重点监控单元加氢工艺重点监控单元为加氢反应单元和氢气压缩单元。
加氢工艺加氢反应单元和氢气压缩单元重点监控加氢反应釜或催化床层温度、压力、加氢反应釜内搅拌速率、氢气流量、系统氧含量、反应物质的配比、加氢反应尾气组成等。
氢气压缩单元重点监控氢气压缩机运行参数等。
加氢反应器介绍
在催化剂床层上面，采用分配盘是为了均布反应介质，改善其流动状况，实 现与催化剂的良好接触，进而达到径向和轴向的均匀分布。
反应器顶部分配盘
3. 积垢篮
由不同规格的不锈钢金属网和骨架构成的篮框，置于反应器上部催化剂床层的顶 部，可为反应物流提供更大的流通面积，在上部催化剂床层的顶部扑集更多的机 械杂质的沉积物，而又不致引起反应器压力降过快地增长；积垢篮框在反应器内 截面上呈等边三角形均匀排列，其内是空的（不装填催化剂或瓷球），安装好后 要须用不锈钢链将其穿连在一起，并牢固地拴在其上部分配盘地支撑梁上，不锈 钢金属链条要有足够地长度裕量（按床层高度下沉5％考虑），以便能适应催化剂 床层的下沉。
括循环氢与新氢气)混合后一起进入换热器与反应生成物换热至300℃
左右，然后进加热炉预热(另一种流程是原料油不进加热炉而只有循 环氢进加热炉预热，在炉出口与换热后的原料油混合，这种流程可以
减少炉管结焦)，预热后从反应器顶部进入，在反应器内反应后由底
部排出，经与新鲜原料、循环氢换热后再进入空冷器冷却，冷凝下来 的油和不冷凝的油气和氢气进入高压分离器，油气分离，氢气从高压
4)应力的影响 在高温氢腐蚀中，应力的存在肯定会产生不利的影响。在高温氢 气中蠕变强度会下降。特别是由于二次应力(如热应力或由冷作加工所 引起的应力)的存在会加速高温氢腐蚀。
高温氢腐蚀的防止措施 高温高压氢环境下高温氢腐蚀的防止措施主要是选用耐高温氢腐 蚀的材料，工程设计上都是按照原称为“纳尔逊(Nelson)曲线”来选 择的。 尽量减少钢材中对高温氢腐蚀不利影响的杂质元素（Sn、Sb）。 制造及在役中返修补焊后必须进行焊后热处理。 操作中严防设备超温。 控制外加应力水平。
防止氢脆的若干对策 要防止氢脆损伤发生，主要应从结构设计上、制造过程中和生 产操作方面采取如下措施： (1)尽量减少应变幅度，这对于改善使用寿命很有帮助。 (2)尽量保持TP347堆焊金属或焊接金属有较高的延性。为此，一是 要控制TP347中δ—铁素体含量，以避免含量过多时在焊后最终热处理 过程转变成较多的相而产生脆性；二是对于前述那些易发生氢脆的部 位，应尽量省略TP347堆焊金属或焊接金属的焊后最终热处理，以提 高其延性。 (3)装置停工时冷却速度不应过快，且停工过程中应有使钢中吸藏的 氢能尽量释放出去的工艺过程，以减少器壁中的残留氢含量。 (4)尽量避免非计划紧急停工(紧急放空)。
加氢反应器的设计要求和结构分析
加氢反应器的设计要求和结构分析加氢反应器是一种广泛应用于化工领域的重要设备，用于加氢反应过程中的催化剂反应。
设计合理的加氢反应器可以提高反应效率，减少能耗和资源消耗，并保证反应器的安全性和可靠性。
本文将从设计要求和结构分析两个方面来详细介绍加氢反应器。
第一部分：设计要求1.反应性能要求：加氢反应器的设计要满足催化剂所需的温度、压力和反应物料质量的要求，以达到预期的反应转化率和选择性。
2.反应器稳定性要求：加氢反应是一个高温、高压、多相反应过程，反应器的设计需要考虑温度和压力的变化对反应器的影响，保证反应器在长时间运行中的稳定性和可靠性。
3.反应器安全性要求：加氢反应器需要防止发生爆炸、泄漏和其他安全事故，设计应考虑材料的选择、结构的强度和可靠性，并配备相应的安全阀和监测装置。
4.反应器能耗要求：加氢反应器需要考虑能源消耗的问题，设计应尽量减少能源损失和能源的使用量。
5.维护和操作要求：加氢反应器的设计应考虑维护和操作的便利性，包括设备的清洁、检修和催化剂的更换等。
第二部分：结构分析1.反应器本体：反应器主体通常采用厚壁碳钢或合金钢材料制作，以满足高温和高压的要求。
反应器内部需要进行防腐蚀处理，以减少材料与反应物之间的化学反应。
2.热交换系统：加氢反应过程中会释放大量的热量，需要通过热交换器进行散热，保持反应器温度的稳定。
热交换器通常采用壳管式结构，利用冷却介质与反应物之间的热交换来降低温度。
3.催化剂装置：催化剂是加氢反应的核心部分，它可以提高反应速率和选择性。
催化剂床通常是由一层或多层催化剂颗粒组成，通过进料系统将反应物料均匀地输送到催化剂床上进行反应。
4.进料与出料系统：加氢反应器需要有一个输送进料和收集产物的系统，确保反应物料的均匀分布和产物的及时收集。
进料系统通常包括进料管、分配器和喷嘴等。
出料系统通常包括产物收集装置、泵和管道等。
5.控制系统：加氢反应器需要配备一个可靠的控制系统，用于监测和控制反应温度、压力和催化剂床的状况等。
一级加氢处理反应器
一级加氢处理反应器通常用于将石油工业中最难利用
的重质部分——渣油加氢转化为轻质油，从而生产出汽油、柴油等。
这种反应器通常具有较高的压力和温度，以实现最佳的加氢处理效果。
反应器内部的催化剂可以促进加氢反应的进行，将重质油转化为轻质油。
在操作过程中，原料气经压缩机压缩至一定压力后送入空温段冷却，再经换热器加热升温到450°C左右（根据需要），然后进入催化剂层。
在催化剂层中，H2和CO+CH4=CO2+CH3OH+H2O的反应得以顺利完成。
当温度下降至100～150°C时，气体中的水分受热蒸发形成水蒸气逸出，从而保证气体中含有适量的水分。
同时由于水的存在降低了气体的黏度，有利于反应的进一步进行。
当气体温度达到400～450°C时（根据需要）关闭空冷器或停止通入空气；此时催化剂已充分分解成二氧化碳及水蒸气而排出系统外；继续通入H2和空气混合物直至达到要求的压力值（一般为1.5MPa）。
此时关闭空冷器并打开催化剂层出口阀门以排尽残留在催化剂内的二氧化碳和水
蒸气等杂质物质；最后打开催化器的入口阀以排除反应生成的液体产品即氢气。
(完整word版)加氢高级工理论题库_1
柴油精制装置高级工判断题1、蒸汽吹扫时，为保证系统吹扫干净，控制阀一并参与吹扫。
（X）正确答案：蒸汽吹扫时，为防止脏物带入控制阀，控制阀要提前拆除。
2、蒸汽吹扫过程中，设备、管线蒸汽憋压的压力不得超过其最高工作压力。
（，）3、装置工艺联锁的调试应在装置进油过程中进行调试。
（X）答案：装置工艺联锁的调试应在装置进油之前调试完毕。
4、原料油罐采用气封的主要目的是为了控制压力平稳。
（X）正确答案：原料油罐采用气封的主要目的是为了防止原料与空气接触发生氧化生胶。
5、催化剂装填时，顶部分配盘与上层催化剂顶部要留有一段空间。
（，）6、加氢催化剂干燥结束后，当反应器床层最高点温度低于150c时，才能将氢气引进系统。
（，）7、加热炉烘炉时，为彻底脱除水分，升温速度越快越好。
（X）正确答案：加热炉烘炉时，升温速度不宜过快。
8、在预硫化过程中，为防止镂盐结晶，应启动注水泵向系统注软化水。
（X）正确答案：在预硫化过程中，不应启动注水泵向系统注软化水。
9、氢油比太小会使换热器、加热炉管内的气体和液体混合不均，造成系统的压力温度波动。
（，）10、装置升温过程中，为节省时间，升温速度越快越好。
（X）正确答案：装置升温过程中，升温速度不宜过快，一般控制在25℃ /h 左右。
11、一般情况下，加工催化柴油比加工直储柴油反应器的温升大。
（，）12、在预硫化过程中，产生1mol的水，需要0.5mol的硫。
（X）答案：在预硫化过程中，产生1mol 的水，需要1mol 的硫。
13、控制分储塔进出物料的平衡，是保证液面平稳的基础。
（，）14、保证高压分离器液位稳定是防止高压串低压的根本保证。
（，）15、一般来说在相同的操作条件下，二次加工油的脱硫率高于直储油。
（X）正确答案：一般来说在相同的条件下，二次加工油的脱硫率低于直馏油。
16、镂盐一般在高温无水的条件下结晶出来堵塞设备。
（X）正确答案：铵盐一般在低温无水的条件下结晶出来堵塞设备。
加氢反应器及催化裂化反应器介绍
反应条件控制
利用新型合金和高性能陶瓷等材料，提高反应器的耐腐蚀性能和使用寿命。
高强度耐腐蚀材料
研发新型高温和高压材料，满足加氢反应器和催化裂化反应器在高温高压下的操作需求。
耐高温和高压材料
探索具有特殊功能的材料，如光催化材料、电催化材料等，为加氢和催化裂化过程提供新的解决方案。
功能材料
THANKS
石油化工
煤化工
环保领域
在煤化工领域，加氢反应器可用于煤焦油加氢、煤液化等过程，生产清洁燃料和化学品。
加氢反应器还可用于处理含硫、氮、氧等杂质的废弃物，实现环保减排。
03
02
01
优点
加氢反应器能够脱除原料油中的硫、氮、氧等杂质以及重金属元素，提高油品质量；能够生产高清洁油品，满足环保要求；具有较高的处理能力和较低的投资成本。
缺点
催化裂化反应器需要使用催化剂，且催化剂容易失活和中毒，需要定期更换或再生。此外，催化裂化技术还需要消耗大量的能量和原料，生产成本较高。
加氢反应器与催化裂化反应器的比较
CATALOGUE
03
加氢反应器的工作原理是通过加氢反应将原料中的有害物质转化为无害物质，而催化裂化反应器则是通过催化剂的作用将重质油转化为轻质油。
总结词
加氢反应器主要用于石油化工和煤化工领域，如煤制油、柴油加氢精制、润滑油加氢精制等。而催化裂化反应器则广泛应用于炼油工业，将重质油转化为轻质油、气体和焦炭等，是炼油工业中最重要的加工方法之一。
详细描述
总结词：加氢反应器的优点在于能够提高产品质量、减少环境污染，缺点是工艺复杂、投资成本高。催化裂化反应器的优点在于能够将重质油转化为轻质油，缺点是会产生较多的副产品和废弃物。
加氢反应器和催化裂化反应器的未来发展
加氢反应器及催化裂化反应器介绍
煤化工
在煤化工领域，加氢反应 器用于煤制油、煤制气等 过程中，提高产品质量和 产量。
精细化工
加氢反应器在精细化工领 域也有应用，如合成香料 、医药中间体等。
催化裂化反应器的应用
重油轻质化
催化裂化反应器可将重质 油转化为轻质油，提高油 品的使用价值。
ห้องสมุดไป่ตู้生产高辛烷值汽油
通过催化裂化反应，可以 生产出高辛烷值的汽油， 满足日益严格的环保要求 。
反应过程
原料油和空气在催化剂床层中发生催化裂化反应，生成轻 质油和裂化气。反应过程中产生的热量通过取热装置移走 。
催化剂再生
催化剂在反应过程中会逐渐失活，需要进行再生处理。再 生过程通常包括烧焦、氧化等步骤，使催化剂恢复活性并 循环使用。
04
CHAPTER
加氢反应器和催化裂化反应 器的比较
原理比较
加氢反应器及催化裂化反应器 介绍
汇报人：XX
目录
CONTENTS
• 引言 • 加氢反应器概述 • 催化裂化反应器概述 • 加氢反应器和催化裂化反应器的比较 • 加氢反应器和催化裂化反应器的应用 • 加氢反应器和催化裂化反应器的发展趋势 • 结论与建议
01
CHAPTER
引言
目的和背景
介绍加氢反应器和催 化裂化反应器的基本 概念、原理、特点及 应用。
THANKS
谢谢
催化裂化反应器
优点包括原料适应性强、轻质油 收率高、操作灵活等；缺点包括 产品质量相对较差、催化剂消耗 量大、设备磨损严重等。
05
CHAPTER
加氢反应器和催化裂化反应 器的应用
加氢反应器的应用
01
02
03
石油加工
加氢反应器在石油加工中 广泛应用，主要用于提高 油品质量、降低硫含量、 改善颜色等。
一级加氢处理反应器
一级加氢处理反应器
一级加氢处理反应器是一种常见的化工设备，用于将有机化合物中的不饱和键加氢反应。
其基本结构包括反应器本体、进料系统、加热系统、搅拌系统、冷却系统和废气处理系统等。
一级加氢处理反应器的工作原理是将有机化合物与氢气在催化剂存在下进行加氢反应。
催化剂通常选择贵金属或过渡金属，如铂、钯、镍等。
当有机化合物进入反应器后，通过加热和搅拌等手段将其与氢气均匀混合，然后经过催化剂的作用，将有机化合物中的不饱和键加氢，生成饱和化合物。
一级加氢处理反应器的设计需要考虑反应条件、催化剂的选择和添加方式、反应器温度和压力、反应器尺寸和结构等多个因素。
反应器的构造通常采用压力容器，具有良好的密封性和强度，以承受高压下的反应条件。
同时，反应器内部通常设置催化剂床层，以提高反应效率和产物纯度。
一级加氢处理反应器在石油化工、煤化工、有机合成等领域有广泛应用，可以用于脱硫脱氮、氢化精制、芳香烃加氢等反应过程。
其主要优点是反应速度快、产物纯度高、反应条件可控性强等。
但也存在一些问题，如催化剂的寿命、产品分离和纯化等方面的挑战。
因此，一级加氢处理反应器的研发和优化仍然是一个重要研究方向。
加氢反应器介绍
一.加氢反应器
加氢反应器是各类加氢工艺的关键设备
加氢过程分类： 1.加氢处理（进料分子基本无变化，使烯烃饱和及脱硫） 2.加氢精制（约≤10%原料分子降低分子量） 3.加氢裂化（有≥10%原料分子转化为小分子）
加氢反应器分类（按照工艺流程及结构分类）
1. 固定床反应器
2. 移动床反应器
2. 分配盘
目前，国内加氢反应器所使用的反应物流分配器，按其作用原理大致可分为溢流 式和抽吸喷射式两类；反应物流分配盘应不漏液，安装后须进行测漏试验，即在 分配盘上充水至100mm高，在5分钟内其液位下降高度，以不大于5mm为合格；分配 盘安装的水平度要求，对于喷射式的分配器，包括制造公差和在载荷作用下的绕 度在内，其分配盘的水平度应控制为±5mm~±6mm；对于溢流式的分配器，其分配 盘安装的水平度要求更严格一些。
冷氢管
催化剂卸料管
冷氢箱上挡板盘
冷氢箱下挡板盘
冷氢箱筛板盘
7. 出口收集器
出口收集器是个帽状部件，顶部有圆孔，侧壁有长孔，覆盖不锈 钢网。其作用主要是阻止反应器底部的瓷球从出口漏出，并导出流体。
反应器底部的出口收集器，用于支撑下部的催化剂床层，减小床 层的压降和改善反应物料的分配。出口收集器与下端封头接触的下沿 开有数个缺口，供停工时排液用。
4)应力的影响 在高温氢腐蚀中，应力的存在肯定会产生不利的影响。在高温氢 气中蠕变强度会下降。特别是由于二次应力(如热应力或由冷作加工所 引起的应力)的存在会加速高温氢腐蚀。
高温氢腐蚀的防止措施 高温高压氢环境下高温氢腐蚀的防止措施主要是选用耐高温氢腐 蚀的材料，工程设计上都是按照原称为“纳尔逊(Nelson)曲线”来选 择的。 尽量减少钢材中对高温氢腐蚀不利影响的杂质元素（Sn、Sb）。 制造及在役中返修补焊后必须进行焊后热处理。 操作中严防设备超温。 控制外加应力水平。
热壁加氢反应器的设计、材料选择及使用保护探究
《装备维修技术》2021年第17期热壁加氢反应器的设计、材料选择及使用保护探究李耀伟 谢 乾（江苏新海石化有限公司，江苏 连云港 222113）摘 要：加氢反应器作为石油化工加氢处理工艺中的重要设备，其对于轻质油品的生产质量具有十分重要的影响。
但是在加氢反应器实际的运行过程中往往会受到多种不利因素的影响，这就会给其正常运行造成不小的阻碍。
本文对加氢工艺技术进行了一定的论述，在此基础上，进一步分析了加氢反应器，重点讨论了其基本结构和工作原理，并对其发生的主要损伤型式进行了探讨，进而提出有针对性的对策，分别从反应器的设计、材料选择以及使用保护等方面进行了论述，有助于促进加氢反应器制造水平的不断提高，对于从事相关工作的技术人员具有一定的借鉴意义。
关键词：热壁加氢反应器；设计；材料1 前言加氢处理作为重质馏分油加工处理的重要生产工艺，其对于轻质油品的生产质量具有决定性的影响，需要予以充分的关注。
加氢反应器是加氢工艺的重要设备，对于确保加氢生产工作的顺利进行具有十分重要的现实意义，因此，需要确保其始终处于良好的工作状态。
但是加氢反应器的工作环境较为恶劣，导致其长期受到各种不利因素的影响，这就会增加其发生故障的概率，进而影响化工企业的正常生产。
通过对加氢工艺技术进行分析，并结合加氢反应器的基本结构和工作原理，对其发生的主要损伤型式进行了比较深入的分析研究，进而从加氢反应器的设计、材料选择以及使用保护等方面对其进行进一步的升级，进而确保其能够始终处于良好的工作状态，从而为化工企业各项生产工作的顺利进行提供可靠保障。
2 加氢工艺技术加氢工艺技术可以分为加氢处理和加氢裂化两种不同的方式，其中前者主要是针对轻质油脱硫处理，后者则主要是用于重质油轻化处理，需要根据油品的处理需求进行有针对性的选择。
加氢处理工艺根据所处理原料的不同还可以进一步分为：催化汽油加氢处理；煤油、柴油以及石脑油等加氢脱硫；石蜡和凡士林加氢处理等。
加氢反应器的设计
加氢反应器的设计一、反应器类型的选择一般来说，加氢反应器可以分为两种类型：固定床反应器和搅拌槽式反应器。
固定床反应器适用于多相反应体系，具有较高的传质效率和产率，但操作较为复杂。
搅拌槽式反应器则适用于液相反应体系，操作相对简单，但传质效率较低。
在选择反应器类型时，需根据实际情况综合考虑反应物性质、反应条件以及生产要求等因素。
二、反应物选择1.反应物的稳定性：选择具有较高稳定性的反应物，以保证反应的连续性和产量稳定性。
2.反应物的溶解性：选择溶解度较高的反应物，有利于提高反应速率和传质效率。
3.反应物的纯度：选择纯度较高的反应物，减少杂质对反应的干扰。
4.反应物的可再生性：选择可再生的反应物，有利于提高资源利用效率。
三、反应条件的优化加氢反应器的反应条件包括反应温度、压力、反应物浓度以及催化剂种类和用量等。
反应温度和压力是影响反应速率和产物选择性的重要因素，应根据反应物的性质进行优化。
一般来说，较高的反应温度和压力有利于提高反应速率和产物选择性，但也会增加能耗和设备成本。
反应物浓度的选择应考虑到溶解度和传质效果的影响。
催化剂的选择和用量应综合考虑活性、稳定性以及成本等因素。
四、安全性考虑在加氢反应器的设计中，安全性是一个不可忽视的重要因素。
应加强对高温、高压反应的控制，采取合适的措施确保设备的密封性和抗腐蚀性。
同时，应配备完善的安全措施，如搭建防爆设备、配置气体泄漏探测器和应急处理方案等。
五、其他考虑因素除了上述因素外，加氢反应器的设计还需考虑以下几个因素：1.反应器的尺寸和形状：应根据反应物的性质选择合适的反应器尺寸和形状，以提高传质效率和反应均匀性。
2.搅拌方式和速度：在搅拌槽式反应器中，搅拌方式和速度对反应速率和传质效果有着重要影响。
3.回收制约：在反应过程中产生的副产物、废气和废液的回收处理问题也需要考虑。
总之，加氢反应器的设计需要充分考虑反应器类型选择、反应物选择、反应条件优化以及安全性等因素，并根据实际情况进行综合考虑和优化，以提高反应效果和产量，确保生产的安全和可持续性。
pta加氢反应器的选材与结构优化设计
2019年第4期（总190期）yz.js@PTA 是精对苯二甲酸的简称，是生产聚酯纤维的化工原料，广泛用于与化学纤维、轻工、电子、建筑等国民经济的各个方面。
我国的PTA 产业起步相对较晚，但随着对有机原料，特别是聚酯纤维材料的需求量不断增大，我国PTA 产业迅速发展，已成为了全球范围内一个重要的生产和消费大国。
PTA 生产装置分为氧化单元和精制单元，PTA 加氢反应器是精制单元的核心关键设备，鉴于介质的腐蚀性强，且设备长期处于高温、高压及临氢条件下工作，加强对PTA 加氢反应器选材和结构设计等各个环节的控制，可以提高其设备运行的稳定性，延长使用寿命。
本文以某PTA 加氢反应器为例，对材料选择、结构优化设计进行讨论，为以后PTA 加氢反应器的设计选材提供经验和借鉴。
1PTA 反应器工艺原理与设备参数PTA 反应过程主要分为氧化过程和精制过程。
在氧化过程中，对二甲苯以醋酸为溶剂，在催化剂作用下与加入的工艺空气中的氧反应生成粗对二甲苯酸（以下简称CTA ）。
氧化反应为放热反应，在270~300益、6.8~9.0MPa 下进行，在氧化过程中还会产生甲醇、醋酸甲酯等副产物，醋酸甲酯被回收至反应器，以抑制醋酸生成醋酸甲酯。
氧化后的CTA 产品含有少量杂质，主要为4-CBA 和PT 酸，需要进行去杂质处理。
在精制过程中，CTA 溶解于水，在高温、高压及催化剂作用下与通入的氢气进行4-CBA 的还原反应，将4-CBA 转化为易溶于水的PT 酸，在液固分离过程中，随水一道被去除，经加氢精制反应的TA 溶液再经结晶、液固分离、干燥等步骤后，生产出精制的对苯二甲酸（PTA ）。
1.一重集团大连工程技术有限公司工程师，辽宁大连1166002.中交一航局第三工程有限公司工程师，辽宁大连116000PTA 加氢反应器的选材与结构优化设计孙家鹏1，王正江2摘要：以某PTA 加氢反应器为例，对选材、结构优化设计等进行论述，针对PTA 加氢反应器的腐蚀情况，采用抗腐蚀性好，对裂纹敏感性小的材料。
石油化工中常用反应器的选择与设计方法
石油化工中常用反应器的选择与设计方法石油化工是以石油和天然气为原料，通过化学反应和物理处理得到各种有机化合物和化工产品的行业。
在石油化工生产过程中，反应器起到了至关重要的作用。
反应器的选择和设计直接影响着生产效率和产品质量。
本文将重点讨论石油化工中常用反应器的选择与设计方法。
一、反应器的选择方法1. 反应类型与反应器根据反应类型的不同，反应器也会有所不同。
常见的反应类型包括加氢反应、裂化反应、氧化反应和聚合反应。
对于加氢反应和氧化反应，常用的反应器类型有固定床反应器、流化床反应器和溶液反应器。
而对于裂化反应和聚合反应，常用的反应器类型有流化床反应器和连续搅拌反应器。
2. 反应条件与反应器反应条件也是选择反应器的重要考虑因素之一。
反应条件包括反应温度、反应压力、反应物浓度和催化剂选择等。
根据反应条件的要求，选择合适的反应器是关键。
例如，在高温高压条件下进行的重整反应常使用固定床反应器或流化床反应器，而在低温低压条件下进行的聚合反应则常使用连续搅拌反应器。
3. 反应速率与反应器反应速率是指反应物消耗或产品生成的速率。
反应速率与反应器的选择有着密切关系。
当反应速率较快时，需要选用具有快速传质和热传导特性的反应器。
例如，在液相反应中，连续搅拌反应器可通过搅拌提高反应物的混合程度，加快反应速率。
二、反应器的设计方法1. 反应器类型与尺寸反应器类型的选择取决于反应类型和反应条件。
反应器尺寸的设计需根据预定产量和反应速率来确定。
反应器尺寸的确定既要满足反应物和催化剂的流动特性，又要考虑反应物在反应器中的停留时间。
较大的反应器可以提高反应产量，但会带来更高的投资和运营成本。
2. 反应器的热平衡反应过程常伴随着热效应，反应器的设计需兼顾热平衡。
通过制定合理的冷却系统或加热系统，可以保持反应器的温度在适宜范围内。
此外，反应器壁的设计也要保证热量的良好传导，以提高热平衡效果。
3. 催化剂设计在一些反应中，催化剂的选择和设计尤为重要。
高割强加氢反应器的设计与优化
高割强加氢反应器的设计与优化随着化工行业的发展和生产技术的不断更新，氢化反应技术已经逐渐成为化学工业中不可或缺的核心技术之一。
氢化反应重要的一环就是反应器的设计与优化。
本文将会从氢化反应的基础知识入手，逐渐深入探讨高割强加氢反应器的设计与优化。
一、氢气介绍氢气是一种非常特殊的气体，它的分子量非常小，相比其他的气体，它的热容量更小。
同时，由于它是一种极为轻的气体，所以在空气中的燃烧速度非常快，并且产生的热量较大。
另外，氢气还有着极高的气体扩散性，这也极大地提高了氢气的反应性和燃烧性能。
因此，在化工工业中，氢气广泛地用于石油化工、化学、金属、纺织以及电子行业。
二、氢化反应概述氢化反应是指在氢气存在的情况下，化合物与氢气发生反应的过程。
通常情况下，氢化反应可以分为以下四种类型：氧化还原、加氢、脱氢和分解。
氢化反应是很多化工生产中不可或缺的一个重要环节。
同时，由于氢气具有较强的还原性和反应性，因此，在进行氢化反应时需要特别关注反应器的设计以及氢气的使用和储存。
三、高割强加氢反应器的设计高割强加氢反应器是一种在氢气压力较高的情况下进行反应的设备。
为了提高反应效率，在反应器中需要保持足够的压力，通常情况下，反应器的工作压力应该在5-20MPa左右。
同时，由于氢气在反应器中的流动速度很快，因此，反应器还需要有良好的排气系统。
反应的温度也是影响反应效率的非常重要的一个因素。
通常情况下，反应温度应该在150℃-500℃之间，对于较为复杂的反应体系，更应该进行详细的温度控制，以提高反应的效率和 selectivity。
反应器设计还需要着重考虑反应的物料的性质和特点。
反应的物料可以是固体、液体甚至气体，因此，反应器需要对不同状态的物料进行不同的反应操作。
同时，还需要保证反应器的密封性和耐腐性，以保证反应器的稳定性和长期可靠性。
四、高割强加氢反应器的优化高割强加氢反应器的优化是指对反应器进行结构和性能的改良，以满足不同的反应要求和提高反应效率。
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不锈钢 玻璃 不锈钢 玻璃
1.2 0.4 1.2
0.4
150 常温 150 常温
1500ML 不锈钢
1.2 150
2000ML 不锈钢
1.2 150
1、 将充气软管插入穿过卡套，将软管套上充气接头；再将卡套移到接头位置；拧紧卡套螺丝，将 软管与接头卡紧；
2、 将充气软管另一头同样穿过一卡套，将软管套上气源瓶减压阀出气接头；将卡套移到接头位置 ；拧紧卡套螺丝，将软管与接头卡紧；ຫໍສະໝຸດ 杭州亚培克生物科技有限公司
T：0571‐81399017 手机：18957111475 Fax：0571‐88869136 邮箱：gsenlin@ 或者 senlin.gong@
2.6 盖上防护罩，拧紧四个螺钉，将防护罩压紧； 3、反应瓶抽空(也可根据实际需要进行置换)
6、停机取样 6.1 按开关“OFF”，关闭电机，拧温控箱开关“0”； 6.2 关闭送气阀； 6.3 开启排空阀，待反应瓶内压力降为0后，关闭排空阀； 6.4待温度降为室温后，拧开防护罩上四个螺钉，取下防护罩； 6.5 拧松压盖螺栓，取出反应瓶和反应物； 6.6 拔出瓶塞或拧下密封螺母、抽出热电偶，取出反应产物；
注意事项
1.
必须在规定压力、温度范围以内使用反应瓶，严禁在超压、超温的情况下工作；
2.
在反应瓶中做不同介质的反应，应首先查清介质对主体材料有无腐蚀，对不锈钢产生腐
蚀严重的反应须特殊定货；
3.
装入反应介质时应不超过反应瓶1/2液面；
4.
必须在通风良好、干燥，确保试验室内氢气浓度在爆炸下限的20%以下的环境中使用；
5.
反应瓶装卸时避免反应物溅出；
6.
实验前务必盖上防护罩；
7.
设备运行过程中，严禁将手或任何物体接触运动部件；
8.
可调速的电机，须在电机运行状态下调速；
9.
必须在摆床停稳后进行反应瓶的装卸；
10. 反应瓶必须卸压后再拧松压盖螺栓，严禁带压拆卸；
11. 排空试验氢气前必须先开通风机，使氢气排入室外，确保试验室内氢气浓度在爆炸下限的20%
以下，避免发生爆炸。
12. 温控装置与加热装置均非防爆部件，应避开油、气等易燃易爆环境；
13. 应用加热装置时注意防止烫伤，勿将水或其它液体流入加热套上，防止加热丝烧断；
14. 在实验过程中严禁使用明火；
15. 控制仪在接通电源的前提下，控制仪后面板的输出端子也是带电的，在运行中不允许拔动触
摸任何插头；
温控型： 6、 拧开送气接头螺母，将送气管一端从螺母小端穿过螺母孔，再将送气管套入送气接头到底，拧 紧螺母将送气管与接头卡紧。 7、 将三通上送气接头上螺母拧下，将送气管另一端从螺母小端穿过螺母孔，再将送气管套入送气 接头到底，拧紧螺母将送气管与接头卡紧。 8、 将测温接头插入温控箱热电偶接口，拧紧螺母。 9、 将加热板接线叉插入温控箱加热接线柱，拧紧螺母。
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3 反应瓶 容积/ml
材料
承压范围 ≤(MPa) 使用温度 ≤(℃)
250或500ML
1000ML
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摆式加氢反应器
型号（包含）：BD-S、BD-G、BD-ST、BD-STH、BD-GT、BD-GTH系列 专利号ZL200420091067.2
3.1 开启排气阀； 3.2 开启真空泵，对反应瓶抽真空； 3.3 真空压力表达到要求真空度时，关闭排空阀，关闭真空泵； 4、气瓶充气 4.1开启充气阀； 4.2 开启气源贮气罐总阀门，缓慢开启气罐减压阀到所需压力，进行充气； 4.3 贮气瓶上压表到达预设压力值时，关闭充气阀，停止充气，关闭气罐上减压阀，关闭气源总阀 。 4.4 观察气瓶压力表5分钟，压力无降低，确保密封完好。 5、供气反应 5.1 温控型: 打开温控箱开关“1”，按温控智能仪表说明书设定温控参数。 5.2 按开关“ON”，开启设备，调速型电机，可转动旋扭调节摆动频率，待温度达到设定温度，开 启送气阀送气，开始反应，压力表显示气相反应瓶与贮气瓶内压力变化。
普通型
三相
单相
普通 可调速
普通 可调速
200
250
250
250
380
380
220
220
150
60~200
150
60~200
2 温控箱(非防爆) 电 压：220 V 输出功率：400 W 测温范围: 0~150℃ 测量误差：±1℃ 精 度：0.5级
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在使用仪器前，请阁下认真阅读本使用说明书，并且妥善保管此说明书，希望对你今后的工作提供帮助。产品外 观、顔色若有改动，请以实物为准。
浙江工业大学研制的专利产品，为中国首创。新颖的产品结构和选材，使产品具有了安全高效、操作 简便和性价比高的特点，不仅弥补了传统高压加氢反应釜在反应的传质效率、操作性能和安全性上的 不足，而且质优价廉的特性也给广大用户带来了更多的实惠。产品和传统的不锈钢高压反应釜相比具 有：（1）独特的整体摇摆结构，强化了气液反应物的传质效率，提高了加氢反应的效果和安全性；（ 2）透明的反应容器材料，使实验人员能及时、直观地了解反应动态；（3）无动密封结构，解决了计 量不准和重大泄漏源等难题；（4）反应瓶拆卸方便，易于操作、清洗。
摇摆式加氢反应器，主要包括反应容器与氢气储罐，反应容器置于摆床上，反应器随摆床往复摇摆，
增强反应器内反应物的接触与传质，提高反应速度和效率。主要用于反应时间长的加氢反应，也可用
于其他气液需充分混合的反应场所。
本摆式加氢反应器主要结构及简图如下：
主要部件的规格和参数 1减速电机：
类型
额定功率(W) 额定电压(V) 额定转速(rpm)
操作流程 1 前期检查 1.1 检查联接各阀门的螺母，确认无松动。 1.2 检查各阀门，确认各阀门处于关紧状态。 2、反应瓶安装固定 2.1拧开压紧防护罩的四个螺钉，取下防护罩； 2.2盛有液相反应物的反应瓶放入摆床底座内(反应瓶为玻璃瓶须垫瓶托)，将瓶塞塞入反应瓶瓶口； 2.3与瓶塞相连的送气管通过开槽放入压盖螺栓中心孔内，将压盖螺栓顺时针向下拧，压紧瓶塞，将 反应瓶压紧固定在摆床内；(注意：应保持压盖螺栓、瓶塞与反应瓶中心对齐，不得将反应瓶与瓶塞压 斜。) 2.4 盖上防护罩，拧紧四个螺钉，将防护罩压紧； 温控型： 2.2 将加热套包在反应瓶外侧，扎紧系带，电源线能过开槽引出摆床； 2.3将三通热电偶端插入反应瓶，瓶塞压进瓶口； 2.4将三通钢管段通过开槽放入压盖螺栓中心孔内，反应瓶放入摆床底座内； 2.5顺时针拧紧压盖螺栓压紧瓶塞，将反应瓶压紧固定在摆床内；
16. 调节阀门应平缓。
3、按步骤1的方法，将真空管穿过卡套，将真空管套上排气接头，再将卡套移到接头位置，拧紧卡 套螺丝，将软管与接头卡紧。
4、 按步骤1的方法，将真空管另一头同样穿过一卡套，将真空管套上真空泵抽气接头，将卡套移到 接头位置，拧紧卡套螺丝，将真空管与接头卡紧。
5、拧下送气接头螺母，将带瓶塞的送气管的自由端从螺母小端穿过螺母孔；再将送气管套入送气接 头到底；拧紧螺母将送气管与接头卡紧；