加 氢 反 应 器
加氢反应器的运行原理和结构组成及结构的作用说明
加氢反应器的运行原理和结构组成及结构的作用说明1.运行原理:加氢反应器的运行原理基于化学反应中的氢气传递和质量传递原理。
当氢气和反应物进入反应器后，经过催化剂的作用，氢气和反应物发生化学反应。
在发生反应的过程中，催化剂的存在可以降低反应的活化能，从而加速反应速率。
2.结构组成:-反应器壳体:反应器壳体是加氢反应器的外部结构，用于包裹并保护内部反应物质。
通常由耐压和耐腐蚀性能良好的钢材制成。
-反应器催化剂:催化剂是加氢反应器中的核心组成部分。
它可以是金属催化剂，如铂、钯等，也可以是非金属催化剂，如硫化钼等。
催化剂通过提供反应表面，降低反应活化能，以促进化学反应的进行。
-反应器填料:反应器填料用于增加内部反应物与催化剂的接触面积，以提高反应效率。
常用的填料包括陶瓷环、金属环、填料包等。
-进料管道:进料管道用于将反应物和氢气引入反应器。
通常包括进料阀门和流量计等部件，以控制反应物的流量和进料速度。
-出料管道:出料管道用于将反应产物从反应器中排出。
通常安装有出料阀门、分析仪器等，以便对产物进行分析和调节。
3.结构的作用:-反应器壳体:反应器壳体起到保护反应物质以及催化剂的作用，同时能够承受反应压力和温度的影响。
-催化剂:催化剂能够提供反应表面，降低反应活化能，促进反应的进行。
不同的催化剂能够选择性地促进特定的反应。
-反应器填料:反应器填料能够增加反应物与催化剂之间的接触面积，改善反应效率。
-进料管道:进料管道用于控制反应物的进料速度和流量，确保反应物质的均匀分布。
进料管道还可以用于引入催化剂和其他辅助物质。
-出料管道:出料管道用于将反应产物从反应器中排出，并进行分析和处理。
出料管道能够控制反应产物的流动速度和排出量。
总之，加氢反应器的运行原理建立在氢气传递和质量传递原理之上，在结构组成方面，反应器壳体起到保护作用，催化剂提供反应表面，反应器填料增加反应物与催化剂的接触面积，进料管道和出料管道分别控制反应物的进料和产物的排出。
SEI内构件介绍
下层孔板
图1.5.4
1－ 入帽口；扩2－ 散长器管图；3－短管；4－溢流盒；5－塔盘
1
图1.5.4 入口扩散器图
10
1
1
2
45° 2
3排孔均布
1
10 10 1
1
3
45° 45° 3排孔均 3排布孔均布
2
2
2
3
2 1 2
25 25
3
3
(a)
Φ50×3
3) V形缺(口b)盒分配器
鼓泡床反应器
•鼓泡床反应器的作用 •使气体通过气体分布器在液相中鼓泡，产生
气、液接触界面和湍动。
•这类反应器结构简单，造价低，特别适用于
少量气体和大量液体（高持液量）的反应。
•鼓泡床反应器的特点 •高的液-气体积比，故单位反应器体积的气-
液接触比其他类型反应器的大。
•气泡运动导致液体充分混合，促使整个反应
加氢内构件介绍
流体分布的考察
• 床层入口的均匀性分布：
◆ 床层入口处的均匀性分布是初始分布，是关 键，它直接影响到床层中部和出口处的分布 效果。
◆ 在床层入口，无论是轴向分布还是径向分布， 都取决于气、液分布器。
• 因此，采用入口高效分布器是任何一个
滴流床反应器设计都追求的。
加氢内构件介绍
流体分布的考察
• 309L堆焊层是为了在2.25Cr-1Mo钢与E347堆焊层之间获
得具有较高韧性的过渡层，以阻止表面裂纹向母材扩展。 E347堆焊层则是为了能有效地抵抗硫化氢的腐蚀。E347 是一种抗腐蚀性能较强的含铌不锈钢材料。
加氢内构件介绍
入口扩散器
• 入口扩散器是介质进入反应器遇到的第一个部件 • 将进来的介质扩散到反应器的整个截面上； • 消除气、液介质对顶分配盘的垂直冲击，为分配盘
2023年加氢工艺考试历年真题荟萃4卷合1(附带答案)卷36
2023年加氢工艺考试历年真题荟萃4卷合1（附带答案）（图片大小可自由调整）全文为Word可编辑，若为PDF皆为盗版，请谨慎购买！第一卷一.全能考点(共50题)1.【判断题】产品外送泵外送流量下降时需要切换机泵清过滤器。
参考答案：√2.【单选题】玻璃板液位计指示不准确时处理措施不正确的是()。
A、清洗玻璃板B、疏通上下引出管线及一次阀C、打开排污阀参考答案：C3.【判断题】汽提塔底吹入蒸汽的作用是为了提高油气分压,避免过多轻组分流失。
参考答案：×4.【判断题】火焰校正法的原理是金属材料在加热后迅速冷却时的情况下，冷收缩量大于热膨胀量。
（）参考答案：√5.【判断题】投用伴热蒸汽以前,应使工艺管线中物料保持流畅。
参考答案：√6.【单选题】6~10KV架空线路常采用的保护有()。
A、过电流保护B、短路保护C、过载保护D、上述说法都不对参考答案：A7.【判断题】当新氢压缩机气阀阀盖出现氢气泄露时,可以不停运直接联系保运人员紧固。
参考答案：×8.【单选题】离心泵电机烧坏的可能原因有()。
A、进料罐液位太高B、泵体排污阀没关C、长时间超电流参考答案：C9.【判断题】往复式压缩机紧急切换时可以不用卸去负荷直接停机。
参考答案：×10.【单选题】催化剂硫化时如果反应器床层温升高,应该()。
A、停止注硫B、降低入口温度C、减少注硫量参考答案：C11.【单选题】拆除施工采用的脚手架、____必须由专业人员搭设。
经有关人员验收合格后，方可使用。
A、安全网B、工具C、安全带D、安全帽参考答案：A12.【判断题】电缆直流耐压试验开始前，工作负责人应检查试验设备及接线是否正确，接地是否可靠。
参考答案：√13.【单选题】学前儿童通过观看、倾听、品味、()、触摸及运动等各种感知觉认识周围世界，并通过这些具体而生动的经验进行学习。
A、游戏B、练习C、闻嗅D、摆弄参考答案：C14.【判断题】消化道是人体摄入生产性毒物的最主要、最危险途径。
浅谈碳二加氢反应器的优化操作
浅谈碳二加氢反应器的优化操作作者：赵利航来源：《科学与财富》2020年第21期摘要：催化加氢脱除乙炔是乙烯生产过程中一个重要的环节，碳二加氢反应器的稳定运行及如何优化操作以提高乙烯的收率是则是需要解决的重点问题。
本文结合乙烯装置多年来的实际生产运行状况，采取优化控制碳二加氢反应器床层入口温度、氢炔比，减少CO注入的量及其它措施来提高乙炔加氢选择性，提高乙烯收率，延长催化剂的使用周期和使用寿命。
关键词：碳二加氢;乙烯装置;优化控制1.; 前言在烃类热裂解反应过程中除了产生乙烯、丙烯等有用组分外，还会产生如乙炔、丙炔、丙二烯等副产品。
其中进入乙烯精馏塔的物料中乙炔含量过高会影响聚合级乙烯的质量指标，还会严重影响下游装置的稳定操作与产品质量。
因此必须脱除，碳二加氢就是为了达到这种目的。
脱除裂解气碳二物流中的乙炔是乙烯装置的重要生产步骤之一，工业上采用的方法有溶剂吸收法、氨化法、低温精馏法、选择加氢法、乙炔沉淀法等[1]，根據乙炔加氢反应器在流程中位置的不同，乙炔加氢流程可分为前加氢和后加氢流程。
齐鲁乙烯装置采用两段绝热固定床反应器后加氢流程。
工业催化剂都有其特定的催化性能。
乙炔加氢目前普遍采用Pd/Al2O3催化剂，本装置碳二加氢反应器 A、B、C 床使用的是助催型催化剂BC-H-20B。
虽然其催化剂的选择性很高，但由于反应物料中存在大量的乙烯，仍不可避免地发生乙烯加氢生成乙烷的副反应。
根据有关资料，操作不当时，由此造成的乙烯损失可高达2～3%，对一个年产86万吨乙烯的装置，每年的损失达几千万元。
因此，在市场竞争日益激烈的今天，优化碳二加氢反应器的操作，对于提高乙烯收率，降低加工损失率，从而提高企业效益具有十分重大的现实意义。
2.; 反应原理碳二加氢的目的是将乙炔加氢生成乙烯，以增加乙烯的收率。
在碳二加氢反应器中可能发生的反应如下[2]：主反应：C2H2+H2→C2H4+174.3kJ/mol （1）副反应：C2H4+H2→C2H6+136.7kJ/mol （2）C2H2+2H2→C2H6+311.0kJ/mol; （3）C2H2+nC2H2+H2→ C2n+2H2n+4（绿油）;;; ;;;; （4）或2C2H2+H2→C4H6 （5）C4H6+nC2H2+H2→C2n+4H2n+8;;;; （6）在温度高于315℃时，也可能发生裂解反应：C2H2→2C+H2+227.8kJ/mol;;;; （7）在以上反应中，既有竞争反应（如式（1）与式（2）），又有串联反应（如式（3）），还有平行反应（如式（4）、式（5）、式（6））。
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。
板焊结构加氢反应器的几个问题
针对板焊结构加氢反应器存在的 问题，未来将进一步优化材料和 工艺，提高反应器的可靠性和使
用寿命。
智能化控制
随着智能化技术的发展，未来板焊 结构加氢反应器将实现智能化控制 ，提高反应器的操作稳定性和安全 性。
绿色环保
随着环保意识的提高，未来板焊结 构加氢反应器将更加注重环保性能 ，减少对环境的影响。
反应器的安装过程需要严格遵循工艺要求，包括基础处理、反应器安装等步骤 。在安装过程中需要注意的问题包括设备定位准确、基础牢固等。
调试问题
调试是设备投入运行前的关键步骤，需要检查设备的基本性能和运行状态。在 调试过程中需要注意的问题包括仪表的校准、系统的密封性等。
设备的运行与维护
运行问题
反应器的运行过程中需要注意的问题包括工艺参数的控制、设备的稳定运行等。 在运行过程中还需要注意的问题包括物料的进料速度、温度和压力的控制等。
随着工业生产对设备性能要 求的不断提高，板焊结构加 氢反应器在实际运行中可能 会面临更加苛刻的运行条件 和工况环境，因此需要加强 设备的耐高温、耐高压、耐 腐蚀等方面的性能研究。
针对不同工艺条件下的板焊 结构加氢反应器的操作优化 、能量回收等方面也需要进 一步深入研究，以提高设备 的能源利用效率和降低运行 成本。
03
板焊结构加氢反应器设计中的几个问题
材料的选取
耐腐蚀性
板焊结构加氢反应器通常会接触 到腐蚀性的介质，因此需要选择 具有良好耐腐蚀性的材料，如不 锈钢、钛合金等。
强度与韧性
反应器需要承受一定的压力和温 度，因此需要选择具有足够强度 和韧性的材料，以确保设备的安 全性和稳定性。
设备结构的设计
设备结构设计应考虑以下几点
排除故障
加氢反应操作
加氢反应操作
加氢反应是一个常见的有机合成反应，用于将不饱和化合物加氢转化为饱和化合物。
操作步骤如下：
1. 准备反应物：将需要加氢的不饱和化合物溶解在适当的溶剂中。
选择合适的催化剂，如铂、钯或镍等金属催化剂。
根据反应的条件和催化剂的选择，可能还需要添加还原剂。
2. 准备反应容器：使用适当的反应容器，如玻璃瓶、反应釜或压力反应器。
根据反应条件，选择合适的反应容器。
3. 加热和搅拌：将反应容器放置在加热设备中，适当加热反应体系。
根据反应条件，可能需要设置温度和压力控制装置。
搅拌反应混合物以确保均匀的反应。
4. 氢气通入：连接适当的氢气源，并通过合适的管道将氢气通入反应容器中。
控制氢气的流量以及反应体系中的压力。
5. 反应时间：根据具体反应情况，确定适当的反应时间。
一般情况下，反应时间较长，可促使更全面的加氢反应。
然而，过长的反应时间可能导致副反应的发生。
6. 反应过程监控：在反应过程中，可以通过取样进行反应进展的监测。
例如，使用色谱法或NMR技术对反应混合物进行分析。
7. 反应结束：当反应达到预期的程度后，关闭氢气的通入，并
停止加热和搅拌。
冷却反应体系，以便进行后续的操作。
8. 分离产物：根据具体的反应条件和产物性质，选择合适的分离方法。
例如，通过蒸馏、萃取或干燥等方法来分离产物。
以上是一般的加氢反应操作步骤，具体的操作条件和方法可能会根据实际情况有所不同。
在进行任何化学实验前，应了解和遵守相应的安全操作规范，并使用适当的防护措施。
加氢反应器介绍
加氢反应器介绍加氢反应器是加氢裂化装置的核心设备，它操作于高温、高压、临氢(含H2S)环境下，且进入反应器内的物料中往往含有硫和氮等杂质。
由于加氢反应器使用条件苛刻，在反应器的发展历史上主要围绕提高反应器使用的安全性。
所以无论是设计还是制造，除了需要强调使用性能外，还必须强调其安全性能。
1.影响加氢过程的因素1.1氢气分压提高氢分压有利于加氢过程反应的进行，加快反应速度。
在固定反应温度及其他条件下，压力对转化深度有正的影响。
产品的质量受氢分压影响较大。
1.2 反应温度影响反应速率和产品的分布和质量。
1.3 空速空速影响反应器的体积和催化剂用量，降低空速对于提高加氢过程反应的转化率是有利的。
1.4 氢油比氢油比对加氢过程的影响主要有三个方面：影响反应的过程；影响催化剂使用寿命；过高的氢油比将增加装置的操作费用及设备投资。
2.加氢反应器可能发生的主要损伤型式有哪些呢？2.1 高温氢腐蚀在高温高压操作状态下，侵入并扩散在钢中的氢与固溶碳或不稳定的碳化物发生化学反应，生成甲烷；即Fe3C+4[H]→CH4+3Fe。
影响高温氢腐蚀的主要因素温度、压力和暴露时间的影响、合金元素和杂质元素的影响、热处理的影响、应力的影响。
2.2 氢脆氢脆是由于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。
2.3 高温H2S腐蚀硫化氢和氢气共存条件下，比硫化氢单独存在时对钢材产生的腐蚀还要更为剧烈和严重。
其腐蚀速度一般随着温度的升高而增加。
2.4 连多硫酸应力腐蚀开裂连多硫酸(H2SXO6，x＝3-6)与作用对象中存在的拉应力共同作用发生的开裂现象。
2.5 铬钼(Cr-Mo)钢的回火脆性铬钼钢在325~575℃温度范围内长时间保持或从此温度范围缓慢地冷却时，其材料的破坏韧性就引起劣化的现象，这是由于钢中的微量杂质元素和合金元素向原奥氏体晶界偏析，使晶界凝集力下降所至。
2.6 奥氏体不锈钢堆焊层的剥离反应器本体材料的Cr-Mo钢和堆焊层用的奥氏体不锈钢具有不同的氢溶解度和扩散速度，使堆焊层过渡区的堆焊层侧出现了很高的氢浓度；在高温高压操作状态下氢向反应器器壁侵入，在停工时氢会从器壁中逸出。
煤制乙二醇技术中的物料平衡
乙二醇装置在运行中的四大平衡（9月14日永金公司乙二醇装置试生产经验交流会）在化工生产过程中，物料平衡是非常重要的，对装置的操作主要为了掌握系统中的物料平衡，这样才能使装置稳定、安全、高负荷运行。
根据前期新乡、濮阳乙二醇装置的运行过程及其运行特点，我总结了四大平衡，供大家参考。
一、水平衡对于乙二醇装置整个系统来说，水平衡的意义对于主要在于要清楚地知道哪些地方要出水、怎么把握废水的质量进而达标排放。
在二次技术改造前的流程过程中，整个乙二醇装置的系统中只有一个进水的地方，就是水洗塔。
其余的水都是物料平衡带进去的，一是主要反应产生的水，二是副反应产生的水。
在技术改造后，新乡永金的乙二醇装置干燥系统被隔离出来，变成完全的醇洗工艺，因而大量外水进入系统在新乡永金乙二醇装置是不存在的。
濮阳永金的乙二醇装置在这次开车时干燥器未投运，水洗塔工艺也是暂时作为醇洗塔运行的（若条件允许，濮阳永金再次开车时，可以将干燥系统投运，恢复原来的水洗工艺）。
在反应生成亚酯的过程中，有副产物水产生，这样系统中产生水的地方主要是在一酯塔里。
由于在羰基合成系统中，CO合成DMO反应不需要水，为避免水进去影响反应，需要把一酯系统与合成系统分开隔离。
分离的方法在改造前就是通过干燥系统把水除去，工艺气通过干燥系统后含水的露点可以达到-25℃，这样对应的水含量很少。
在改造后的醇洗工艺中，一部分水已经被洗掉。
但还有一部分水伴随着甲醇不可避免地进入了合成系统。
因此怎样避免和降低水分进入合成系统，这是摆在我们面前的一个问题。
把水洗改成醇洗，会给系统带来一定的影响：一是进到合成回路中的甲醇多了。
合成系统怕水怕甲醇，所以用水洗把甲醇洗掉，再把工艺气中的硝酸洗掉，除去甲醇，可以减少合成回路中轻水物杂质的量。
二是甲醇增加后对甲醇精馏影响非常大。
甲醇精馏设计进料是101方左右，这个量是通辽工艺上的。
而实际液体进料量在90方左右，也即T601进料时水含量比较高，在50～60方左右。
静设备
1、按换热器的工作原理或传热方式分类
表面式换热器：各种管式换热器和板式换热器 直接接触式换热器：又称混合式换热器，如冷水塔 蓄热式换热器：又称回热式换热器 中间热载体换热器：热管式换热器
2、按换热器的用途分类
按用途可分为：冷凝器、深冷器、冷却器、
再沸器、蒸发器、过热器、预热器、加热器。
安全阀
安全阀是根据压力系统的工作压力自动启闭
的阀门。 安全阀根据结构可分弹簧式、杠杆式、先导 式。
弹簧式安全阀
五 管式加热炉
管式加热炉，一 般由辐射室，对 流室、余热回收 系统、燃烧器以 及通风系统五部 分所组成。
辐射室
辐射室是通过火焰或高温烟气进行辐射传热
的部分。这个部分直接受到火焰冲刷，温度 最高，必须充分考虑所用材料的强度、耐热 性等。这个部分是热交换的主要场所，全炉 热负荷的70-80％是由辐射室担负的，它是全 炉最重要的部位。烃蒸汽转化炉、乙烯裂解 炉等，其反应和裂解过程全都用辐射室来完 成。可以说，一个炉子的是优是劣主要看它 的辐射室性能如何。
管式换热器
管式换热器是指用传热管（包括光管和肋片管）构成的换热 器，它在工业上有广泛的应用。其结构目前已近于比较完善 的地步，已有系列化标准；具有结构坚固、适应性强、选用 材料范围广、易于制造、生产成本低等特点，在炼油、化工 工业中，管式换热器占据着主导地位。
管壳式换热器的类型
1、固定管板式
入口扩散器
分配盘
二 换热器
将一温度高的热流体的热量传给另一温度低
的冷流体的设备叫换热设备。两种温度不同 的流体通过热交换，使一种流体降温而另一 种流体升温,以满足生产工艺要求。
换热器的类型和结构组成
加氢装置升温升压顺序
加氢装置升温升压顺序1.引言1.1 概述加氢装置是一种常用的工业设备，用于将氢气注入到物质中，以实现特定的化学反应或满足特定的工艺要求。
在加氢装置的工作过程中，升温和升压是非常重要的步骤。
升温是指通过加热设备将加氢装置内的温度逐渐提高，以达到特定的反应温度。
通过加热，可以促使化学反应发生或提高反应速率，从而更有效地实现加氢装置的预期目的。
升压则是指通过增加加氢装置内的压力，使得氢气能够更充分地溶解到物质中。
在一些反应中，高压条件下可以促进氢气与物质的反应，提高反应效率。
因此，升压也是一个关键的步骤，对于加氢装置的性能和工艺效果有着重要的影响。
在加氢装置的工作中，升温和升压的顺序是非常重要的，不同的顺序可能会对反应的进行产生不同的影响。
通常情况下，先进行升温再进行升压是较为常见的操作顺序。
这是因为升温能够提高反应速率，使得反应更迅速地进行，而升压则可以增加给定温度下的反应强度，使得反应更充分地进行。
然而，在具体操作过程中，升温和升压的顺序的选择也需根据实际的反应要求和物质特性进行。
有些情况下，先进行升压再进行升温可能更适合实现特定的反应效果。
因此，在实际操作中，需要综合考虑反应的特性，选择合适的升温和升压顺序。
总之，加氢装置升温和升压是实现特定化学反应或满足工艺要求的关键步骤。
在操作中，根据具体要求选择合适的升温和升压顺序，能够更有效地提高加氢装置的性能和工艺效果。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以是对整篇文章主要部分的概述和组织顺序进行说明。
以下是可能的文章结构部分的内容：在本篇文章中，首先将通过引言来概述加氢装置的升温升压顺序的重要性和目的。
随后，正文将按照逻辑顺序分为三个主要部分。
第一部分将介绍加氢装置的工作原理，以便读者对其有一个基本的了解。
第二部分将详细介绍加氢装置的升温顺序，包括各个步骤的操作流程和注意事项。
第三部分将讨论加氢装置的升压顺序，在此过程中也会提及相关的控制措施和安全要求。
【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.。
加氢反应器的作用
加氢反应器的作用
加氢反应器的作用是将氢气与其他物质反应以产生化学变化。
在化工领域中，
加氢反应器具有多种重要应用。
首先，加氢反应器可用于石油加工中的催化加氢反应。
在炼油过程中，原油中
的硫、氮和氧等杂质会使燃料产生污染物，降低其质量。
通过加氢反应器，可以用氢气与这些杂质进行催化反应，将它们转化为无害的化合物，从而提高石油产品的质量。
其次，加氢反应器在化学工业中的合成反应中也起着重要作用。
许多有机化合
物的合成需要在加氢条件下进行，以实现特定的化学转化。
加氢反应器可以提供高压下的氢气，促使化学反应在较低温度和较短时间内进行。
这不仅可以提高反应的效率和选择性，还可以减少副反应的发生。
另外，加氢反应器还广泛应用于氢能源领域。
氢气被认为是一种清洁、高效的
燃料，可以用于驱动燃料电池或直接燃烧。
在制备氢气的过程中，加氢反应器用于将水蒸气与甲烷等碳氢化合物进行反应，产生氢气和二氧化碳。
这种方法可以高效地产生氢气，并减少对化石燃料的依赖。
综上所述，加氢反应器在石油加工、化学合成和氢能源等领域都有重要的作用。
它可以促进化学反应的进行，实现特定的化学转化，提高产物质量和反应效率，同时也为清洁能源的发展作出贡献。
加氢反应器的基本工作原理
加氢反应器的基本工作原理
加氢反应器是一种常用的化学反应设备，包括工业加氢反应器和实验室加氢反应器。
其基本工作原理如下：
1. 原料进料：加氢反应器的原料通常是有机化合物，例如烯烃、酮、醛等。
原料通过管道进入反应器中。
2. 催化剂：加氢反应器内通常装有催化剂，在反应过程中起到催化作用。
常用的催化剂包括金属（如铂、铑、钯）和合金。
催化剂的选择通常与反应物的性质和反应条件有关。
3. 加氢反应：在反应器内，原料与氢气发生加氢反应。
加氢反应是一种氢气与有机化合物发生原子或分子间水素转移反应的过程。
加氢反应可以使原料分子中的不饱和键被氢气加成饱和键，生成饱和化合物。
4. 温度和压力控制：加氢反应的温度和压力通常是反应条件的重要参数。
适当的温度可以提高反应速率和选择性，而适当的压力可以增加氢气溶解度和反应的进行。
5. 产品分离：在反应结束后，得到的产物需要进行分离。
分离通常通过蒸馏、萃取、吸附等方法来实现。
17种反应 微反应器
17种反应微反应器反应微反应器是一种先进的化工设备，它能够精确地控制反应条件，从而得到高质量的产品。
以下是17种常见的反应微反应器的反应：1. 氧化反应：在微反应器中，通过控制氧气和反应物的浓度、温度和压力等条件，可以加速氧化反应的速率。
2. 还原反应：在微反应器中，可以使用还原剂将反应物还原为目标产物。
通过控制反应条件，可以提高还原反应的效率。
3. 酯化反应：酯化反应通常需要控制水分的含量和反应温度。
在微反应器中，可以通过精确控制这些条件，加速酯化反应的速率并提高收率。
4. 聚合反应：在微反应器中，可以使用催化剂和适当的反应条件来加速聚合反应的进行。
5. 水解反应：水解反应通常需要控制温度和水分含量。
在微反应器中，可以控制这些条件并加速水解反应的速率。
6. 催化裂化反应：通过使用催化剂和适当的反应条件，可以在微反应器中加速催化裂化反应的进行。
7. 氢化反应：氢化反应通常需要控制氢气的浓度和温度。
在微反应器中，可以控制这些条件并提高氢化反应的效率。
8. 硝化反应：硝化反应需要控制温度、压力和酸度等条件。
在微反应器中，可以精确控制这些条件并提高硝化反应的收率。
9. 环化反应：通过控制温度和压力等条件，可以在微反应器中实现环化反应的进行。
10. 酸碱中和反应：在微反应器中，可以控制酸碱中和反应的速率和平衡。
11. 水蒸气转化：在微反应器中，可以控制温度、压力等条件来加速气体与水蒸气的转化过程。
12. 磺化反应：磺化反应通常需要控制酸度和温度等条件。
在微反应器中，可以通过精确控制这些条件，加速磺化反应的速率并提高收率。
13. 硝基苯制备：在微反应器中，可以精确控制化学品的配比、温度、压力等因素来制备高质量的硝基苯产品。
14. 加氢还原：加氢还原需要在氢气存在的条件下进行，微反应器能够精确控制氢气的浓度和温度等条件，从而加快加氢还原的反应速率。
15. 氧化还原交替进行：通过微反应器的精确控制，可以在氧化还原过程中交替进行不同的化学反应步骤，从而提高产品的质量和收率。
加氢反应器的工作原理是什么
加氢反应器的工作原理是什么？.1.2工艺原理1、加氢精制的反应原理加氢精制的主要反应有以下几种:一、烯烃饱和：是不饱的单烯、双烯通过加氢后，变成饱和的烷烃。
如：１、R-C=C-R+H2 →R-C-C-R....+Q２、R-C=C-C=C-R'+H2 →R-C=C-C-C-R'+H2 →R-C-C-C-C-R'二、脱硫反应在反应条件下，原料中含硫化合物进行氢解，转化成相应的烃和硫化氢，从而硫原子被脱除。
如：硫醇： R-S-H + H2 →R-H2 + SH2硫醚： R-S-R' + H2 →R-S-H + R'-H + H2 → R-H + R'-H + SH2二硫化物：R-S-S-R' + H2 →R-S-H + R'-S-H + 2H2 →R-H + R'-H +2SH2二硫化物加氢转化为烃和硫化氢需经过生成硫醇的中间阶段，即首先在s-s键上断裂，生成硫醇，再进一步加氢生成烃和硫化氢，中间生成的硫醇也转化成硫醚。
而噻吩环状含硫物，在加氢脱硫时首先定环中双键，发生饱和，然后再发生断环脱硫，脱硫反应速度因分子结构按以下顺序递减：RSH>RSSR>RSR'>噻吩三、加氢脱氮反应石油馏分中的含氮化合物可分为三类：１、脂肪胺及芳香胺类；２、吡啶、喹啉类型的碱性杂环化合物；３、吡咯、茚入咔唑型的非碱性氮化物，氮化物加氢发生氢解反应生成NH3和烃如：胺类：R-NH2 + H2 →RH + NH3（1）吡啶(2)喹啉由此可见：所有的含氮化合物氢解时都要向胺转化，再进一步氢解生成烃和氨。
反应速度：脂肪胺〉芳香胺〉吡啶类型碱性杂环化合物〉吡咯类型的非碱性氮化物。
由于氮化物的分子结构都比较复杂，且都很稳定，故而氢解反应需要的条件比较苛刻，要求氢分压在15Mpa，温度在400℃，能脱除96％左右的氮，故此加氢裂化设计压力为16Mpa，而且精制的空速不能过高。
加氢中级工理论题库_1
加氢精制装置中级工理论题库中级工判断题1、临氢管线是指管线内介质温度大于300℃，含有硫化氢的管线。
（×）正确答案：临氢管线是指管线内介质温度大于250℃，含有氢气的管线。
2、永久性中毒是指催化剂活性丧失后经过某些措施可重新恢复的中毒。
（×）正确答案：暂时性中毒是指催化剂活性丧失后经过某些措施可重新恢复的中毒。
3、开工前分馏系统提前垫油可以接约开工时间。
（√）4、新投用的加热炉烘炉的目的是除去耐火材料内的水分，使其烧结，以免使用时损坏加热炉。
（√）5、在分馏系统各塔进油建立液位过程中，经过一段时间以后，如果也未还没有指示出来，正确的做法是应耐心等待。
（×）正确答案：在分馏系统各塔进油建立液位过程中，经过一段时间以后，如果也未还没有指示出来，正确的做法是应进行现场检查。
6、加氢精制催化剂只能采用湿式硫化方式。
（×）正确答案：加氢精制催化剂既能采用湿式硫化方式，也可采用干式硫化方式。
7、控制阀改副线操作中控制阀要一直打在自动位置。
（×）正确答案：控制阀改副线操作中控制阀首先要自动改手动后，才能进行下步操作。
8、点火嘴时先点主火嘴，后点长明灯。
（×）正确答案：点火嘴时先点长明灯，后点主火嘴。
9、加氢装置高压分离器主要起气液及油水分离作用，防止生成油窜入循环氢压缩机造成严重液击事故。
（√）10、提高加氢反应深度可通过提高空速来实现。
（×）正确答案：提高加氢反应深度可通过降低空速来实现。
11、加热炉的热效率愈高，说明燃料的利用率高，燃料消耗就低。
（√）12、分馏塔操作中，操作压力高对分馏有利。
（×）正确答案：分馏塔操作中，操作压力高对分馏不利。
13、加氢原料中烯烃含量和硫含量的提高将导致床层温度的上升。
（√）14、在对塔的操作中，如果减少回流量，会使塔的压力有所下降。
（×）正确答案：在对塔的操作中，如果减少回流量，会使塔的压力有所上升。
加氢反应器介绍
பைடு நூலகம் 1、加氢反应器分类
2、典型加氢反应器结构
目录 3、加氢反应器内部催化剂装填
4、典型的加氢反应过程
5、影响加氢反应深度的条件
一、加氢反应器分类 1、（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 3. 流化床反应器 4.鼓泡床 反应器 固定床反应器使用最为广泛（气液 并流下流式）
2、 加氢脱氮反应：含氮化合物对产品质量的稳定性有较大危害， 并且在燃烧时会排放出NOX污染环境，同时会使油品变色。石油馏 分中的含氮化合物主要是杂环化合物，非杂环化合物较少。杂环氮 化物又可分为非碱性杂环化合物(如吡咯)和碱性杂环化合物(如吡 啶)。
(1)非杂环化合物
非杂环氮化合物加氢反应时脱氮比较容易，如脂族胺类 （RNH2)：
固定床反应器每一催化剂床层下部均安装有若干根卸料管，跨过催化剂支撑盘、 物料分配盘及冷氢箱，通向下一床层，作为在反应器停工卸除催化剂的卸剂通道。
5. 冷氢管
烃类加氢反应属于放热反应，对多床层的加氢反应器来说， 油气和氢气在上一床层反应后温度将升高，为了下一床层继续 有效反应的需要，必须在两床层间引入冷氢气来控制温度。将 冷氢气引入反应器内部并加以散布的管子被称为冷氢管。
二、加氢反应器结构 加氢过程由于存在有气、液、固三 相的放热反应，欲使反应进料（气、 液两相）与催化剂（固相）充分、 均匀、有效地接触，加氢反应器设 计有多个催化剂床层，在每个床层 的顶部都设置有分配盘，并在两个 床层之间设有温控结构（冷氢箱）， 以确保加氢装置的安全平稳生产和 延长催化剂的使用寿命。
反应器内设置有入口扩散器、 积垢篮、卸料管、催化剂支撑盘、 出口捕集器、气液反应物流分配盘、 冷氢箱、熱电偶保护管和出口收集 器等反应器内构件。
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
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加氢反应器分类号：TE966文献标识码：A文章编号：1000-7466（2000）02-0010-03Safety analyses on operating condition for hydrogenation reactorYANG Huo-sheng DONG Shao-ping CAO Shui-quan(Zhenhai Refining & Chemical Company Limited,Ninbo 315207,China)LIN Jian-ho ng CHEN Jin(East China University of Science and Technology, Shanghai 200237,China)Abstract：On the basis of the dissection results for specimen block, the estimation of the minimum pressurization temperature was conducted, the flaw that exists in the reactor was also evaluated with fracture mechanics method. The results showed that reactor has enough safety tolerance.Key words：hydrogenation reactor；minimum pressurization tem perature；safety assessment▲由于制作热壁加氢反应器的2.25Cr-1Mo钢是Cr-Mo钢中回火脆化敏感性较高的钢种，而热壁加氢反应器的操作温度又长期处在325～575℃的回火脆化温度区。
因此，热壁加氢反应器投入使用后，其材料的回火脆化是不可避免的。
在反应器开停工过程中，当器壁温度较低时，器壁材料的韧性就有可能由于氢脆和回火脆共同作用而大幅度下降。
此时，如果反应器器壁中的应力水平较高，就有可能诱发脆性破坏事故。
为了避免此类事故发生，通常采取的措施是设定反应器的最低升压温度。
即当反应器内温度低于最低升压温度时，内压力不能超过预先设定的压力限。
对于加氢裂化反应器，通常规定在床层温度低于135℃时，压力不得超过反应器设计压力的1/3。
由于在热壁加氢反应器的服役过程中，其材质劣化状况会随着服役时间的增长而逐渐增加，这使得在反应器投用初期偏于安全的限压升温措施到了反应器服役的后期就可能变得危险。
因此，根据反应器的材质劣化状况来准确地推断反应器的使用安全状态，并确定合理的最低升压温度，对于保障热壁加氢反应器长期使用的安全性是十分重要的。
根据对试板材料性能所开展的一系列研究结果可以确定，反应器在经过近3万h的运行后，其材料没有发生明显的回火脆化，在现行工况条件下运行发生氢致开裂的可能性也很小。
因此，加氢反应器的运行安全更多要取决于操作条件的变化状况。
1最低升压温度估算1.1估算最低升压温度方法目前比较传统的确定热壁加氢反应器的最低升压温度的方法，是采用如图1所示的安全分析线图。
采用这种方法设定最低升压温度时需要具备材料的脆性系数J、材料屈服强度σ0.2和材料的上平台冲击功CNV-us。
推算过程按下面的基本步骤进行。
（1）根据材料的脆性系数J，由图1a推算出反应器长期服役后材料的FATT。
图1确定最低升压温度的安全分析线图（2）根据材料的屈服强度σ0.2和上平台冲击功CNV-us，由Rolfe-Novak关联式推算出材料在上平台温度下断裂韧度K IC-US。
Rolfe-Novak关联式为：（KIC/σ0.2）2=0.6478(CNV-us/σ0.2-0.0098)(3)根据材料的屈服强度σ0.2，由图1d求出在屈服应力σ0.2作用下反应器中对应于裂纹长度为a cr的假定裂纹所具有的应力强度因子KIC。
(4)根据以上推算所得的FATT、K IC-US和K IC，即可通过图1b和图1c推算出含有长度为a cr假想裂纹的反应器不发生脆性破坏的最低升压温度。
1.2最低升压温度估算为了在进行最低升压温度估算时有对比性，以反应器为对象，假设其内表面存在a/2c=0.2的半椭圆表面裂纹，分别运用反应器出厂性能数据及试板的冲击性能等数据来估算最低升压温度。
在推算过程中，由于采用J系数来推算反应器长期服役后的脆化状况有较大的误差，而直接采用产品试板的步冷试验结果和挂片试板的实测数据。
假定内表面半椭圆裂纹的深度a=40mm，则可推算出相应的最低升压温度，见表1。
表1最低升压温度估算结果估算条件J/% FATTA．S/℃σ0.2/MPa CNV-us/J 最低升压温度/℃出厂数据92 36.5 433 98 31.5试板数据105 20.0 440 172 -41.2在以上列举的2种反应器最低升压温度的推算结果中，虽然其总体的结论是一致的，即反应器在现有的操作工艺条件下能够安全运行而不会发生脆性破坏。
但是从中也可看到以下2方面的问题：①由不同推算过程得到的最低升压温度结果相差很大。
②由推算得到的最低升压温度均远低于实际工艺所采用的最低升压温度。
从以上推算过程可看出，采用步冷试验结果推算反应器长期服役后的回火脆化状况，其结果的可靠程度并不高。
因此可以说，在热壁加氢反应器中放置试板，并通过测定试板的回火脆化状况来确定反应器材质回火脆化状况，是唯一可行的准确方法。
缺陷形式σeq/MPa KI/MPaKIH/MPa安全裕度nk=KI/KIC表面249.0 29.9 111.0 3.71埋藏113.7 7.81 111.0 14.21的计算结果表明，参照CVDA-1984《压力容器缺陷评定规范》和线弹性断裂力学方法对反应器进行安全评定，并在评定过程中采用考虑充氢影响的断裂韧度值K IH，所得到的结果仍然具有相当大的安全裕度。
相比之下，靠近反应器内表面的埋藏缺陷所具有的安全裕度要小于存在于器壁中部的埋藏缺陷。
根据以上评定结果，反应器在现有的操作条件下正常运行，其内部缺陷不会危及其整体的使用安全。
3应力变化状况3.1运行条件下反应器中应力变化状况为了探讨反应器在运行过程中可能出现的问题，对反应器中的应力变化状况进行了有限元分析。
对于堆焊层和母材，在发生屈服后，均视为理想弹塑性材料。
为了比较全面地了解反应器服役期间的结构应力状况，计算过程包括反应器最终热处理的温度变化历程和一个正常的开停工过程。
计算中假定反应器在最终热处理过程中经过690℃的8h保温后，设备结构中的应力完全得到消除。
以此为初态将设备冷却到室温，然后开始升温至400℃。
在升温过程中，当温度达到135℃时，压力由升温时的6.0MPa增加到18.0MPa。
通过计算可知，由于不锈钢堆焊层与铬钼钢之间的热膨胀系数相差较大，反应器在经过最终热处理冷却到室温时，堆焊层已经发生屈服。
其中在凸台上下拐角处的屈服状况最为突出。
从分析结果看出，虽然在反应器开停工过程中，堆焊层会发生一定程度屈服，但反应器的总体应力仍然处于安全水平。
3.2反应器床层飞温和紧急放空时应力状态分析计算中假设飞温时床层温度在25min内由360℃迅速上升到560℃。
在床层飞温以后，由于0.7MPa/min紧急放空阀的启动，在60min内床层温度由560℃回复到360℃。
针对这一工况进行了相应条件下的热应力分析，计算时假设床层飞温在反应器的筒体器壁上形成了25mm厚的均温段，在此两侧25mm的高度内，温度由飞温段的床层温度下降到正常的床层温度360℃。
从计算可知，飞温中床层温度达到560℃时，相近的内壁堆焊层已屈服。
以上结果表明，无论是飞温过程，还是紧急放空过程，都会导致受热部位堆焊层发生屈服，但不会使相邻部位母材发生屈服。
另一方面，由于飞温过程较为短暂，不会造成材料发生明显的蠕变损伤。
因此，飞温和急冷过程虽然增加了堆焊层的塑性变形量，但不会对反应器整体结构的安全性构成较大的威胁。
然而，从保护堆焊层结构完整性的角度出发，在控制床层飞温的过程中，还是应当适当控制床层的降温速度，以避免器壁中出现太大的温度梯度。
在能够保证设备安全的前提下，应尽可能避免使用2.1MPa/min紧急放空阀。
4结论①对反应器最低升压温度的估算，以及结合1997年检测出的缺陷所进行的安全评定结果表明，反应器在现有的工艺条件下使用还有足够的安全裕度。
②对试板母材的氢致开裂试验与计算分析结果表明，当铬钼钢中的扩散氢浓度大于2.1×10-6时，试板材料才会在室温条件下表现出较大的氢脆敏感性。
资料表明，在反应器正常运行时，筒体器壁中的氢浓度峰值不会超过1.76×10-6。
反应器停工后，筒体器壁中的氢浓度峰值就会开始下降。
当反应器的器壁温度接近室温时，筒体器壁中的氢浓度峰值就会下降到1.5×10-6以下。
因此，反应器在现行工况条件下运行，不大可能发生氢致开裂。
然而，当环境温度下降到0℃以下时，试板母材抵抗氢致开裂的能力下降十分显著，为安全起见，仍然应当尽可能避免出现使反应器壁温下降到0℃附近的状况。
③在加氢反应器的使用过程中，由于不锈钢堆焊层与母材的热膨胀性能差异较大，正常的开停工过程就会造成堆焊层产生屈服，这种现象在器壁的凸台拐角处尤为突出。
因此，过于频繁的升降温过程就有可能导致堆焊层中出现疲劳裂纹。
在反应器的开罐检验中，凸台上下拐角处的堆焊层开裂状况，应当成为重点检查部位。
④在反应器运行期间可能出现的飞温和急冷过程，会进一步造成局部受热区域的堆焊层发生塑性变形。
因此，保证操作运行的平稳性，对于提高加氢反应器的使用寿命十分重要。
作者简介：杨火生(1962-),男(汉族),湖北天门人,1992年毕业于浙江大学化工第,获硕士学位,工程师,从事设备检、失效分析及评定工作作者单位：杨火生（镇海炼油化工股份有限公司，浙江宁波315207）董绍平（镇海炼油化工股份有限公司，浙江宁波315207）曹水泉（镇海炼油化工股份有限公司，浙江宁波315207）林建鸿（华东理工大学, 上海200237）陈进（华东理工大学, 上海200237）参考文献：［1］林贤宽.加氢反应器主环焊缝缺陷的安全评定［J］.石油化工设备技术，1996，17（6）：27-29.［2］林建鸿.热壁加氢反应器运行安全问题及其保障技术［J］.压力容器，19 94，11（3）：54-60.［3］CVDA-1984,压力容器缺陷评定规范［S］．［4］王守信.有限元法教程［M］.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1994．［5］王勖成，邵敏.有限单元法基本原理与数值方法［M］.北京：清华大学出版社，1988．［6］Tadao Iwadate,Takayasu Tahaara.Minimum pressuraza-tion temperature of pressure vessels made of Cr-Mo steels［J］.(ASME)High Pressure Technology,1995,297:29-35。