加氢反应器介绍 ppt课件
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冷氢加入系统的作用和要求是： 均匀、稳定地供给足够的冷氢量； 必须使冷氢与热反应物充分混合，在进入下一床层时有一 均匀的温度和物料分布。 冷氢管按形式分直插式、树枝状形式和环形结构。 对于直径较小的反应器，采用结构简单便于安装的直插式 结构即可。 对于直径较大的反应器，直插式冷氢管打入的冷氢与上层 反应后的油气混合效果就不好，直接影响了冷氢箱的再混合效 果。这时就应采用树枝状或环形结构。
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。
按反应器本体结构分类： 分为单层结构、多层结构。单层结构包括钢板卷焊及
锻焊结构；多层结构一般有绕带式及热套式。
煅焊 结构 反应 器制 造过 程
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。
床层的下沉。
4. 催化剂支撑盘
催化剂支撑盘由T形大梁、格栅和丝网组成。大梁的两边搭在反应器 器壁的凸台上，而格栅则放在大梁和凸台上。格栅上平铺一层粗不锈钢丝 网，和一层细不锈钢丝网，上面就可以装填磁球和催化剂了。
催化剂支撑大梁和格栅要有足够的高温强度和刚度。即在420℃高温 下弯曲变形也很小，且具有一定的抗腐蚀性能。因此，大梁、格栅和丝网 的材质均为不锈钢。在设计中应考虑催化剂支撑盘上催化剂和磁球的重量、 催化剂支撑盘本身的重量、床层压力降和操作液重等载荷，经过计算得出 支撑大梁和格栅的结构尺寸。
加氢裂化装置的操作范围如下：操作温度380～450℃，操作压 力8～20MPa，采用的催化剂含有Pt、Pd、W、Mo、Ni、Co 等金属氧化物作为加氢组分，以硅酸铝、氟化氧化铝或结晶硅 铝酸盐为担体。
原料油经加氢、裂化、异构化等反应转化为轻质油品，收率一 般达100％(体积)，可得到优质重整原料及高辛烷值汽油；航空 煤油和低倾点柴油。同时产品含硫、氮、烯烃低，安定性好。
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）
加氢裂化装置流程示意图源自加氢裂化装置流程简图加氢裂化装置的工艺流程
原料油经过滤、脱水后进入缓冲罐，由高压泵升压后与氢气(包 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 分离器顶部排出，大部分进循环氢压缩机，反应生成油由底部排出， 降压后送至低压分离器，油、气再次分离，气体送燃料气管网，生成 油送至分馏系统经分馏塔、汽提塔、脱丁烷塔等分馏后得到汽油、航 空煤油、柴油等产品。第三种流程中分馏塔底的尾油再全部循环回到 加氢裂化反应器进行裂化反应。
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。
1. 入口扩散器
来自反应器入口的介质首先经过入口扩散器， 在上部锥形体整流后，经上下两挡板的两层 孔的节流、碰撞后被扩散到整个反应器截面 上。
其主要作用为：一是将进入的介质扩散到反 应器的整个截面上；二是消除气、液介质对 顶分配盘的垂直冲击，为分配盘的稳定工作 创造条件；三是通过扰动，促使气液两相混 合
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 3. 流化床反应器 固定床反应器使用最为广泛（气液
并流下流式） 固定床反应器：
床层内固体催化剂处于静止状态。
特点：催化剂不宜磨损，催化剂 在不失活情况下可长期使用。
主要适于加工固体杂质、油溶性 金属含量少的油品
冷热壁结构反应器特征及应用
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
加氢反应器
一.加氢反应器
加氢反应器是各类加氢工艺（Hydrogen Cracking Unit）的关键设备 加氢是在催化剂存在的条件下从外界补入氢气以提高油品的氢碳比。 加氢裂化实质上是加氢和催化裂化过程的有机结合，一方面能使重 质油品通过裂化反应转化为汽油、煤油和柴油等轻质油品，另一方 面又可防止像催化裂化那样生成大量焦炭，而且还可将原料中的硫、 氯、氧化合物杂质通过加氢除去，使烯烃饱和。 因此，加氢裂化具有轻质油收率高、产品质量好的突出优点。
4. 催化剂卸料管
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。
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。
按反应器本体结构分类： 分为单层结构、多层结构。单层结构包括钢板卷焊及
锻焊结构；多层结构一般有绕带式及热套式。
煅焊 结构 反应 器制 造过 程
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。
床层的下沉。
4. 催化剂支撑盘
催化剂支撑盘由T形大梁、格栅和丝网组成。大梁的两边搭在反应器 器壁的凸台上，而格栅则放在大梁和凸台上。格栅上平铺一层粗不锈钢丝 网，和一层细不锈钢丝网，上面就可以装填磁球和催化剂了。
催化剂支撑大梁和格栅要有足够的高温强度和刚度。即在420℃高温 下弯曲变形也很小，且具有一定的抗腐蚀性能。因此，大梁、格栅和丝网 的材质均为不锈钢。在设计中应考虑催化剂支撑盘上催化剂和磁球的重量、 催化剂支撑盘本身的重量、床层压力降和操作液重等载荷，经过计算得出 支撑大梁和格栅的结构尺寸。
加氢裂化装置的操作范围如下：操作温度380～450℃，操作压 力8～20MPa，采用的催化剂含有Pt、Pd、W、Mo、Ni、Co 等金属氧化物作为加氢组分，以硅酸铝、氟化氧化铝或结晶硅 铝酸盐为担体。
原料油经加氢、裂化、异构化等反应转化为轻质油品，收率一 般达100％(体积)，可得到优质重整原料及高辛烷值汽油；航空 煤油和低倾点柴油。同时产品含硫、氮、烯烃低，安定性好。
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）
加氢裂化装置流程示意图源自加氢裂化装置流程简图加氢裂化装置的工艺流程
原料油经过滤、脱水后进入缓冲罐，由高压泵升压后与氢气(包 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 分离器顶部排出，大部分进循环氢压缩机，反应生成油由底部排出， 降压后送至低压分离器，油、气再次分离，气体送燃料气管网，生成 油送至分馏系统经分馏塔、汽提塔、脱丁烷塔等分馏后得到汽油、航 空煤油、柴油等产品。第三种流程中分馏塔底的尾油再全部循环回到 加氢裂化反应器进行裂化反应。
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。
1. 入口扩散器
来自反应器入口的介质首先经过入口扩散器， 在上部锥形体整流后，经上下两挡板的两层 孔的节流、碰撞后被扩散到整个反应器截面 上。
其主要作用为：一是将进入的介质扩散到反 应器的整个截面上；二是消除气、液介质对 顶分配盘的垂直冲击，为分配盘的稳定工作 创造条件；三是通过扰动，促使气液两相混 合
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 3. 流化床反应器 固定床反应器使用最为广泛（气液
并流下流式） 固定床反应器：
床层内固体催化剂处于静止状态。
特点：催化剂不宜磨损，催化剂 在不失活情况下可长期使用。
主要适于加工固体杂质、油溶性 金属含量少的油品
冷热壁结构反应器特征及应用
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
加氢反应器
一.加氢反应器
加氢反应器是各类加氢工艺（Hydrogen Cracking Unit）的关键设备 加氢是在催化剂存在的条件下从外界补入氢气以提高油品的氢碳比。 加氢裂化实质上是加氢和催化裂化过程的有机结合，一方面能使重 质油品通过裂化反应转化为汽油、煤油和柴油等轻质油品，另一方 面又可防止像催化裂化那样生成大量焦炭，而且还可将原料中的硫、 氯、氧化合物杂质通过加氢除去，使烯烃饱和。 因此，加氢裂化具有轻质油收率高、产品质量好的突出优点。
4. 催化剂卸料管
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。