煤焦油加氢反应器的设计
煤焦油加氢简介
1.1煤气脱硫、制氢装置 1.1.1概述 1.1.1.1装置概述 a）装置规模 本装置为煤气脱硫、制氢装置。装置规模满足50万吨焦油加氢的需要，建设规模为50000Nm3/h。 （1）装置设计规模： 制氢装置规模为：50000Nm3/h 。 （2）产品及副产品 由于煤干馏分为一、二期分别建设，制氢部分为二期配套，考虑到一、二期煤干馏工艺技术的不同，一、二期的煤气制氢分别考虑为PSA及转化制氢。以下描述的制氢装置建设为同步工程，采用的原料分别为一、二期煤干馏煤气。 原料煤气 小时产量 2.5×105Nm3/h 一期煤气质量：详见下表 使煤气热值降低，但是煤气的发生量比外热式加热时增加了一倍。 直立炭化炉本身加热需要用去煤气总量的35%，兰炭的烘干装置需要用去煤气总量的5%，这样炭化炉每年剩余煤气60%，约12.0×108Nm3/a，可供煤焦油加氢工序。 二期煤气质量：详见下表 无煤气数据 估算数据：（需提供二期煤气数据，包括流量、组成等数据） 煤气流量估算：5000Nm3/h
产品： 氢气： 一期煤干馏煤气PSA制氢：～30000Nm3/h 二期煤干馏煤气转化制氢估算：～10000Nm3/h无煤气数据（如需配套二期煤干馏规模需80～100×104t/h）。 合计：50000Nm3/h（50万吨/年煤焦油加氢配套需要量） 副产品： 解吸气：Ⅰ期: 1.2×105 Nm3/h（可作为燃料气） Ⅱ期:4500Nm3/h（排放） b）生产制度 年操作时间按8000小时考虑，生产班次四班三运转。 c）工艺技术来源 采用国内技术。 d）装置布置原则 在满足工艺流程的前提下，尽量做到设备露天化布置，集中化布置，便于安全检修及生产操作。满足全厂总体规划的要求；注意装置布置的协调性和统一性，适当考虑装置将来的生产和技术改造的要求。结合本装置的施工、维修、操作和消防的需要，综合考虑，设置了必要的车行、消防、检修通道和场地，并在设备的框架和平台上设置必要的安全疏散通道。在满足生产要求和安全防火、防爆的条件下，应做到节省用地、降低能耗、节约投资、有利于环境保护。 1.1.1.2装置组成 由于一、二期煤干馏的工艺技术不同，煤气组成、杂质含量、气量差异很大，因此一、二期制氢装置主项不同，详见表2.3.1-1、2.3.1-2。 表2.3.1-1 Ⅰ期主项表
煤焦油加氢综述
煤焦油加氢综述 摘要：煤经历高温热解，产出大量燃料气体的同时副产煤焦油，而煤焦油的直接燃烧会产生大量的SO 和N0 ，造成严重的环境污染．采用加氢工艺可以完成煤焦油脱硫、脱氮、脱氧、脱金属、不饱和烃饱和、芳烃饱和等反应，从而改善其安定性，获得高品质的清洁燃料油，本文着重介绍常见的几种煤焦油加氢加工工艺 关键词：煤焦油加氢加工工艺 Abstract: coal experience high temperature pyrolysis, output amounts of fuel gas and byproduct coal tar, and coal tar direct combustion produces a large number of SO and N0, causing serious pollution of the environment. The hydrogenation process can be completed in coal tar desulfurization and nitrogen, deoxidization, take off metal, unsaturated hydrocarbons saturated, aromatic saturation and reaction, SO as to improve its stability, get high quality clean fuel oil, this paper introduces several common coal tar hydrogenation processing technology Keywords: coal tar hydrogenation processing technology 前言： 煤是我国的主要化石能源，其主导地位在今后相当长的时间内不会发生根本的变化．【1】煤经历高温热解，产出大量燃料气体的同时副产煤焦油，我国是煤焦油大国，据统计2008年我国煤焦油产量已达1 080万t．【2】我国煤焦油的加工除约2／3通过蒸馏、结晶和精制等工艺提取萘、酚、蒽、苊、吲哚、联苯等化工产品外，其余均作为粗燃料替代重油直接烧掉，而煤焦油的直接燃烧会产生大量的SO 和N0 ，造成严重的环境污染．【3】“研究表明，采用加氢工艺可以完成煤焦油脱硫、脱氮、脱氧、脱金属、不饱和烃饱和、芳烃饱和等反应，从而改善其安定性，获得高品质的清洁燃料油．【4】 一、煤焦油的来源和性质及前景 1.1 煤焦油的来源和性质 煤焦油是煤在干馏和气化过程中获得的液体产物之一。根据干馏方法和温度的不同，煤焦油可分为：低温干馏煤焦油(450～650~C)、低温、中温发生炉煤焦油(600～800℃)、中温立式炉煤焦油 (900 1000℃)、高温炼焦煤焦油(>1000℃)。煤焦油是黑色或黑褐色具有刺激性臭昧的粘稠状液体。 1.2 前景 近几年我国煤焦油加工业迅速发展，煤焦油下游产品应用领域不断拓宽，人们越来越重视煤焦油加工的技术进展状况及发展方向。煤焦油是一个组分上万
煤焦油加氢技术概述.doc
煤焦油加氢技术概述 1.1煤焦油的主要化学反应 煤焦油加氢为多相催化反应，在加氢过程中，发生的主要化学反应有加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、烯烃和芳烃加氢饱和以及加氢裂化等反应： ①加氢脱硫反应 ②加氢脱氮反应 ③芳烃加氢反应 ④烯烃加氢反应 ⑤加氢裂化反应 ⑥加氢脱金属反应 1.2影响煤焦油加氢装置操作周期、产品质量的因素 主要影响煤焦油加氢装置操作周期、产品收率和质量的因素为：反应压力、反应温度、体积空速、氢油体积比和原料油性质等。 1.2.1反应压力 提高反应器压力和/或循环氢纯度，也是提高反应氢分压。提高反应氢分压，不但有利于脱除煤焦油中的S、N等杂原子及芳烃化合物加氢饱和，改善相关产品的质量，而且也可以减缓催化剂的结焦速率，延长催化剂的使用周期，降低催化剂的费用。不过反应氢分压的提高，也会增加装置建设投资和操作费用。 1.2.2反应温度 提高反应温度，会加快加氢反应速率和加氢裂化率。过高的反应温度会降低芳烃加氢饱和深度，使稠环化合物缩合生焦，缩短催化剂的使用寿命。 1.2.3体积空速 提高反应体积空速，会使煤焦油加氢装置的处理能力增加。对于新设计的装置，高体积空速，可降低装置的投资和购买催化剂的费用。较低的反应体积空速，可在较低的反应温度下得到所期望的产品收率，同时延长催化剂的使用周期，但是过低的体积空速将直接影响装置的经济性。 1.2.4氢油体积比 氢油体积比的大小主要是以加氢进料的化学耗氢量为依据，描述的是加氢进料的需氢量相对大小。煤焦油加氢比一般的石油类原料，要求有更高的氢油比。原因是煤焦油组成是以芳烃为主，在反应过程中需要消耗更多氢气；另外芳烃加氢饱和反应是一种强放热反应过程，需要有足够量的氢气将反应热从反应器中带走，避免加氢装置“飞温”。 1.2.5煤焦油性质
煤焦油加氢装置工艺简介
煤焦油加氢装置工艺简介 刖言 煤焦油（即劣质燃料油）是焦油副产品，是一种碳氢化合物的复杂混合物， 值较高的稀 有种类， 对它的需求非常旺盛， 为重要资源加以保护。 国际市场上大量采购， 而国内现有的加工煤焦油工艺存在较多的弊端， 仅附加低值，而且给环境造成了很大的污染。 济效益的越来越重要并且越来越迫切。 通过通过采用高压加氢改扬帆是技术 ，可以降低煤焦油的含量，提高其安定性，并提高其 十六烷值，产出满足优质燃料油指标要求的合格气 ，柴油,。我国优质燃料油短卸，燃料油进口 数量逐年递增，随着国际原油价格的逐年提高， 采用此工艺加工煤焦油将大大提高其附加值。 下面以10万 吨/年规模的煤焦油加氢项目为例，做一个详细的介绍。 项目主要工艺指标 项目概况 项目采用上海盛邦石油化工技术有限公司的成套煤焦油加氢工艺及催化剂， 煤焦油为原料，生产优质燃料油。 为保证装置运转“安、稳、长、满、优” ，关键设备设计充分考虑装置原料特点。 装置的氢气由净焦炉气氢提纯单元生产。 主要工艺、技术经济指标见表 大部分为价 是石油化工难以获得的宝贵资源。 煤焦油作为一种基础资源， 国际市场 以其不可替代性在世界经济中占有重要位置， 各国均把本国煤焦油作 加上提炼煤焦油对环境的影响较大， 发达国家很少自己提炼，宁可在 而日本等资源缺乏国家更是采购煤焦油的大户。 大多数企业更是直接将煤焦油出售， 于是如何合理利用煤焦油资源， 提高企业的经 以焦炉副产
结论： 本项目采用上海盛邦石油化工技术有限公司的成套煤焦油加氢工艺和成熟的工程技术， 投资合理，可确保装置“安、满、长、稳、优”运转装置环保、职业安全卫生及消防等设施 的设计符合标准规范。本项目在技术上是可靠的 本项目各项经：济评价指标远好于行业基准值， 项目奖及效益较好。 并具有较强的抗风 险能力，在经济上是完全可行的。 本项目的建设不仅可以解决副产劣质煤焦油污染问题， 张。总之，本装置的建设是必要的，应加快建设速度。 原料来源、生产规模、产品方案、 一、原料来源 煤焦油主要来自焦化厂的焦炉副产煤焦油 煤焦油资源）作为原料（加氢进料 10万吨 /年），器性质（假设）见表 原料油全馏分性指标 二、 公称规模：10万吨/年（单套装置处理能力）；加氢部分实际处理煤焦油馏分 1 万 吨/年。 三、 年开工时数8000小时 同时也可以部分解决国内油品紧 13万吨/年（不足时刻考虑周边地区的
煤焦油加氢装置工艺简介
煤焦油加氢装置工艺简介 前言 煤焦油（即劣质燃料油）是焦油副产品，是一种碳氢化合物的复杂混合物，大部分为价值较高的稀有种类，是石油化工难以获得的宝贵资源。煤焦油作为一种基础资源，国际市场对它的需求非常旺盛，以其不可替代性在世界经济中占有重要位置，各国均把本国煤焦油作为重要资源加以保护。加上提炼煤焦油对环境的影响较大，发达国家很少自己提炼，宁可在国际市场上大量采购，而日本等资源缺乏国家更是采购煤焦油的大户。 而国内现有的加工煤焦油工艺存在较多的弊端，大多数企业更是直接将煤焦油出售，不仅附加低值，而且给环境造成了很大的污染。于是如何合理利用煤焦油资源，提高企业的经济效益的越来越重要并且越来越迫切。 通过通过采用高压加氢改扬帆是技术,可以降低煤焦油的含量,提高其安定性,并提高其十六烷值,产出满足优质燃料油指标要求的合格气,柴油,。我国优质燃料油短卸，燃料油进口数量逐年递增，随着国际原油价格的逐年提高，采用此工艺加工煤焦油将大大提高其附加值。下面以10万吨/年规模的煤焦油加氢项目为例，做一个详细的介绍。 项目主要工艺指标 项目概况 项目采用上海盛邦石油化工技术有限公司的成套煤焦油加氢工艺及催化剂，以焦炉副产煤焦油为原料，生产优质燃料油。 为保证装置运转“安、稳、长、满、优”，关键设备设计充分考虑装置原料特点。 装置的氢气由净焦炉气氢提纯单元生产。
结论： 本项目采用上海盛邦石油化工技术有限公司的成套煤焦油加氢工艺和成熟的工程技术，投资合理，可确保装置“安、满、长、稳、优”运转装置环保、职业安全卫生及消防等设施的设计符合标准规范。本项目在技术上是可靠的 本项目各项经：济评价指标远好于行业基准值，项目奖及效益较好。并具有较强的抗风险能力，在经济上是完全可行的。 本项目的建设不仅可以解决副产劣质煤焦油污染问题，同时也可以部分解决国内油品紧张。总之，本装置的建设是必要的，应加快建设速度。 原料来源、生产规模、产品方案、 一、原料来源 煤焦油主要来自焦化厂的焦炉副产煤焦油13万吨/年（不足时刻考虑周边地区的 煤焦油资源）作为原料（加氢进料10万吨/年），器性质（假设）见表 原料油全馏分性指标 二、生产规模 公称规模：10万吨/年（单套装置处理能力）；加氢部分实际处理煤焦油馏分10万 吨/年。 三、年开工时数8000小时
加氢反应器的应用与设计_李浩波
加氢反应器的应用与设计 李浩波 （宁波市化工研究设计院有限公司，宁波 315040） 摘要:本文结合实例阐述了煤焦油加氢项目中加氢反应器在高温、高压、临氢工况下的设计参数、结构设计等方面的内容。 关键词：新型抗氢钢；临氢设备；选材 中图分类号：TE966 文献标识码：A 1前言 在炼油化工行业中，为提高出油率和油的品位，60年代就开始采用“加氢”技术。目前在我国炼油行业广泛应用的“加氢”技术设备，主要为加氢精制及裂化装置。 加氢反应器是用于高温、高压，并在含有氢或氢加硫化氢介质条件下工作的重要炼油工艺设备，其操作条件极为苛刻，一旦发生事故将造成严重损失；另外其设备的造价比较昂贵，制造周期又长，所以，从设备的设计、制造及使用都必须予以极大地重视。 反应器按使用状态分为冷壁结构反应器和热壁结构反应器。在60年代及70年代初期，由于当时的冶金及制造工业水平所限（厚板的制造工艺技术、力学性能指标的保证、不锈钢堆焊技术等），为保证安全操作，从设计上多选择冷壁结构形式，即在反应器壳体内壁装焊保温钉增设一定厚度的隔热内衬层，以保证壳体的壁温一般不超过300o C，故称为冷壁加氢反应器。 热壁加氢反应器与冷壁加氢反应器的不同在于，壳体设计取消了内壁表面的隔热内衬层。这样，壳体将直接与反应器内部介质接触，从而使壳体在工作条件下的壁温升高，目前一般设计壁温已达450 o C左右，因此对壳体材料在化学成分及力学性能，尤其是高温力学性能方面有着更高、更严格的要求。 2反应器的设计参数 加氢精制反应器（R-0101）设计参数：设计压力18MPa，设计温度450o C；介质为油气、氢气、硫化氢，其中硫化氢含量为0.1%；氢分压15MPa；反应器内径1800mm，切线长度17400mm。 相对而言，与目前国内正运行的反应器相比，这两台反应器的压力较大，温度较高。 3反应器材料的选择 根据反应器的设计温度和氢分压，按照API 抗氢曲线（临氢作业用钢防止脱碳和微裂的操作极限）和SH/T 3096-2012 《高硫原油加工装置设备和管道设计选材导则》，反应器壳体基层可选用2.25Cr-1Mo-0.25V钢。 热壁加氢反应器的壳体材料在使用中经受不了反应过程中高温、高压条件下氢和硫化氢的腐蚀，为此设计采用在其内壁堆焊耐腐蚀不锈钢层的措施。目前具体应用于产品的有单层堆焊及双层堆焊两种结构。单层堆焊为只堆一层T.P.347L，双层堆焊是先堆焊一层T.P.309L成分的不锈钢作为过渡层，再堆焊一层T.P.347成分的不锈钢。采用单层或双层堆焊结构，其关键是堆焊的工艺技术水平能否保证设计技术条件对不锈钢堆焊层的性能指标要求。本设备采用双层堆焊层：厚度为3mm的E309L和厚度为3.5mm的E347。 4反应器结构特点 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
煤焦油加氢工艺流程图和主要设备一览表.doc
百度文库 - 让每个人平等地提升自我 煤焦油加氢项目 煤焦油 离心、过滤、换热 减压塔 沥青至造粒设施 加氢精制进料缓冲罐 加氢裂化进料缓冲罐 加氢精制反应器（ A 、B 、C ） 加氢裂化反应器（ A 、B ） P=16.8MPa P=16.8MPa ° ° t=410 C( 初期） t=402 C( 初期） 精制热高分罐 油 裂化冷高分罐 化 转 氢 气体 液体 未 液体 气体 环 制 精 循 制 精制冷高分罐 精制热低分罐 裂化冷低分罐 裂化 精 体 循环氢 气 压缩机 气体 液体 液体 硫 气 液 脱 精制 精制冷 至 体 体 裂化稳定塔 氢 循环氢 低分罐 体 体 新 压缩机 气 气 充 液体 硫 液 硫 补 氢 脱 油 至 精制 脱 新 化 化 体 至 充 稳定塔 裂 转 补 体 液体 未 新氢 气 新氢 硫 精制分馏塔 裂化分馏塔 压缩机 脱 至 石脑油 柴油 氢 环 循 化 裂
煤焦油加氢装置主要生产设备表 序设备操作条件数量规格介质名称主体材质压力 号名称备注 温度（℃）（台） （ MPa） 一、反应器类 1 加氢精制Ф煤焦油、 H2、 H 2S 反应器 A 1500X13400 加氢精制 Φ 反应器煤焦油、 H2、 H 2S 1800X14678 B/C 加氢裂化 Φ 反应器煤焦油、 H、 H S 1500X10110 2 2 A/B 二、塔类 1 减压塔Ф 2000/2400/1 轻质煤焦油、 Q345R 200 X 25250 重油、水汽 2 精制稳定Ф 600X16000 反应油、 H 、 H S Q245R 塔 2 2 3 精制分馏Ф 1500X2060 石脑油、柴油、 Q345R 塔0 尾油 4 精制柴油 Ф 800X10000 柴油、蒸汽Q245R 汽提塔 5 裂化稳定Ф 400/800X18 反应油、H2 2 Q245R 塔440 、 H S 6 裂化分馏Ф 1500X2060 石脑油、柴油、 Q345R 塔0 尾油 7 裂化柴油 Ф 500X8800 柴油、蒸汽Q245R 汽提塔 三、加热炉类 1 减压塔进400X104 煤焦油1Cr5Mo 料加热炉kcal/h 2 精制加热200X104 精制进料油、 H 2 TP347H 炉kcal/h 3 裂化加热200X104 裂化进料油、 H 2 TP347H 炉kcal/h 精制分馏200X104 1Cr5Mo/ 4 精制尾油 15CrMo 塔再沸炉kcal/h 5 裂化分馏200X104 裂化尾油 1Cr5Mo 塔再沸炉kcal/h 四、换热类原料油 /减壳程 减压循 Q345R 环油 1 压循环油25-4I 20+Q345R 换热器管程原料油 减顶油水 / 壳程减塔中 Q345R 段油 2 减压循环25-4I 减顶油、 油换热器管程20+Q345R 水147/385 1 126/271 1 ▲120/368 1 212/206 1 72/263 1 ▲122/365 1 198/185 1 395 1 ▲315 1 ▲405 1 ▲388 1 ▲385 1 ▲217/178 75/147 1 ▲ 228/217 1 ▲87/150
加 氢 反 应 器
加氢反应器 分类号：TE966文献标识码：A 文章编号：1000-7466（2000）02-0010-03 Safety analyses on operating condition for hydrogenation reactor YANG 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
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。从而导致奥氏体不锈钢堆焊层的剥离。 2.加氢反应器的设计方法 设计方法主要有常规设计和分析设计两种计算方法。 2.1 常规设计法 常规设计基于弹性失效准则，可供使用的规范有美国ASME《锅炉及压力容器规范》第Ⅷ卷第一册以及我国GB150－2011《压力容器》等。 常规设计主要计算机辅助软件有: 针对ASME规范的PVElite-2017 针对GB150的SW6-2011 2.2 分析设计法 分析设计基于塑性失效准则，可供使用的规范有美国ASME 锅炉及压力容器规范》第Ⅷ卷第二册以及我国JB4732《钢制压力容器——分析设计标准》等。 “分析设计”要求对反应器的有关部位的应力进行详细计算及按应力的性质进行分类，并对各类应力及其组合进行评价，同时对材料、制造、检验提出了比“常规设计”更高的要求，从而提高了设计的准确性与使用可靠性，但相对设计费用大大增加。
加氢反应器设计
加氢反应器的设计 一：加氢反应器的设计背景 工程科学是关于工程实践的科学基础，现代过程装备与控制工程是工程科学的一个分支，因此，生产实习是工科学习的重要环节。在兰州兰石集团实习期间，对化工设备的发展前景和各种化工容器如反应釜、换热器、储罐、分液器和塔器等的有所了解和学习。生产实习的主要任务是学习化工设备的制造工艺和生产流程，将理论知识与生产实践相结合，理论应用于实际。因此，过程装备与检测的课程设计的设置是十分必要的。由于我们实习的加工车间正在进行加氢反应器的生产，而加氢反应器是石油化工行业的关键设备，其生产工艺和设计制造在化工设备中具有显著的代表性，为此，选择加氢反应器这一典型的化工设备作为课程设计的设计题目。 二：加氢反应器的发展背景： 加氢反应器是石油化工行业的关键设备，通常是在高温(350— 480℃)、高压(0一25MPa)、临氢、有硫化氢等腐蚀介质的恶劣工作条件下运行。近30年来，加氢技术发展迅速，加氢反应器由内部衬非金属隔热层的冷壁结构发展成为壳体内壁堆焊不锈钢层的热壁结构即热壁加氢反应器。热壁加氢反应器与冷壁加氢反应器相比具有以下显著优点:(1)在相同外形尺寸条件下，增大了反应器内部的有效容积，提高了生产能力;(2) 由于无内衬隔热层，避免了内衬板易破坏造成壳体局部超温导致局部鼓泡破坏;(3) 避免了上述原因造成设备频繁停车修复所造成经济和产量上的损失。因此，热壁加氢反应器逐步取代了冷壁加氢反应器，且具有越来越大型化的趋势。随着工业技术的发展，加氢反应器的用途也越来越多，在石油炼制工业中除用于加氢裂化外,还广泛用于加氢精制,以脱除油品中存在的含氧、硫、氮等杂质，并使烯烃全部饱和、芳烃部分饱和，以提高油品的质量。在煤化工中用于煤加氢液化制取液体燃料。 在有机化工中则用于制备各种有机产品，例如一氧化碳加氢合成甲醇、苯加氢制环己烷、苯酚加氢制环己醇、醛加氢制醇、萘加氢制四氢萘和十氢萘（用作溶剂）、硝基苯加氢还原制苯胺等。此外，加氢过程还作为化学工业的一种精制手段，用于除去有机原料或产品中所含少量有害而不易分离的杂质，例如乙烯精制时使其中杂质乙炔加氢而成乙烯；丙烯精制时使其中杂质丙炔和丙二烯加氢而成丙烯；以及利用一氧化碳加氢转化为甲烷的反应，以除去氢气中少量的一氧化碳等。 三加氢反应器的主要设计参数 1：引用的主要标准及规范
加氢反应器
加氢反应器 中国石化集团洛阳石油化工工程公司黎国磊@2004 加氢反应器是加氢装置的核心设备。其操作条件相当苛刻。技术难度大，制造技术要求高，造价昂贵。所以人们对它备无论在设计上还是使用上都给予极大的重视。反应器的设计和制造成功，在某种意义上说是体现一个国家总体技术水平的重要标志之一。 对于这样重要、使用条件又很苛刻的设备，应该至少要满足以下几点要求： 应满足工艺过程各种运作方案的需要。 使用可靠性高。具体应体现在： 1.满足力学强度要求 2.具有可靠的密封性能 3.有较好的环境强度适应性 应便于维护和检修，所需时间短。 投资费用较低。 一、反应器技术发展梗概 随着加氢工艺技术的广泛应用，加氢工艺设备特别是反应器技术相应得到很快的发展与显著的进步。主要表现： 1安全使用性能越来越高。这也是整个技术发展过程所围绕的核心问题。 a)设计方法的更新 由“常规设计”即“规则设计”→以“应力分析为基础的设计”，即“分析设计” b)设计结构的改进 本体结构：单层→多层→更高级的单层 使用状态：冷壁结构→热壁结构 细部结构的改进 c)材料制造技术的发展，质量明显提高 体现在冶炼技术、热处理技术、分析技术等等方面。最终反映在材料的内质特性(纯洁性、致密性、均质性)非常优越 d)制造技术的进步 如制造装备、制造工艺、焊接技术(含堆焊技术)、热处理技术、检测技术等等都有很大进步。 2 为了获得较佳的经济效益，装置日趋大型化带来了反应设备的大型化。 具体见表格：
二、反应器本体结构特征 单层结构 钢板卷焊结构 锻焊结构 多层结构 绕带式 热套式 我国华南工大针对国外80年代初所开发的一种多层结构存在的某些缺点开发出了多层夹紧式结构。结构形式的选择一般是依据使用条件、反应器尺寸、经济性和制造周期等诸因素来确定。单层结构中的钢板卷焊结构和锻焊结构的选择，主要取决于制造厂的加工能力与条件以及经济上的合理性和用户的需要。但锻焊结构优点更多。 ?锻件的内质特性(纯洁性、致密性、均质性)好； ?焊缝少，特别是没有纵焊缝，从而提高了反应器耐周向应力的可靠性； ?制造装配易保证，制造周期短； ?可设计和制造成对于防止某些脆性损伤很有好处的结构； ?使用过程中对焊缝检查维护的工作量少，无损检测容易。 锻造结构的材料利用率比板焊结构低，当壁厚较薄时，其制造费用相对较高。一般，厚度大于～150mm时采用较合适，壁厚越厚，锻造结构的经济性更显优越。 三、反应器内件型式及作用 反应器内件设计性能的优劣将与催化剂性能一道体现出所采用加氢工艺的先进性。对于气液并流下流式反应器的内件，通常都设有入口扩散器、气液分配器、积垢篮、冷氢箱、热电偶和出口收集器等。 主要内件的作用、典型结构及注意要点
加氢反应器发展史
《文献综述》结课作业题目：鼓泡床加氢反应器的研究进展 学生姓名： 学号： 专业班级 指导教师： 2014年 9月1日
鼓泡床加氢反应器的研究进展 摘要 综述了我国炼油加氢反应器研制建造，发展历程和取得的成就，指出国内加氢反应器制造技术在以下几方面所面临的挑战: 压力容器新标准的颁布实施，需亟待完善加氢设备用材料的基础性能数据; 超大厚度和超大型筒节锻件及设备制造技术有待进一步完善; 尽早开展加氢反应器服役后的材料性能研究，为即将到来的设备延寿做好技术准备关键词：加氢反应器；材料；技术；进展 Research progress of bubbling bed hydrotreating reactor Abstract Review our refinery hydrogenationreactor designconstruction, development and achievements, pointed out that the manufacturing technology of domestichydrogenation reactor in the following aspects: thechallenge of new pressure vessel standards promulgated and implemented, needs to be perfected with theperformance data based hydrogen equipment; large thickness and super large cylinder forgings andequipment manufacturing technology to be further improved; as soon as possible to carry out and Study on material properties of the hydrogenation reactor after service, to prepare for the upcoming equipment life. Keywords：Hydrogenation reactor; Material; technology; Progress
加氢反应器设计计算书
加氢反应器盖板、吊耳设计计算书 1.吊盖盖板厚度 1.1材料选用16MnD-Z25 δ＞100时、δS=255N/mm2 [δ]= δS/1.6=255/1.6=159.375 N/mm2 1.2设计计算重力W （1）设备净重W0=270t W=K×W0 K-计算系数、吊耳设计计算系数1.2-1.65 取K=1.4 W=1.4×270t=378t （2）吊盖受力模型 按圆板中心受一个局部均布荷载且螺栓不产生弯矩，计算公式见“建筑结构计算手册”中国建筑工业出版社1975版。 （3）局部均布载荷 均布荷载范围取800×160、即耳板形成的范围。成圆形时，当量半
径为r。 r=a+b1/4×0.875=800+160/4×0.875=274.3mm 均布荷载q=W/πr2=378×104/π×274.32=16.0N/mm2 1.3盖板应力计 (1)盖板计算半径为螺栓圆半径R=635mm (2)β=r/R=274.3/635=0.432 (3)б=(6 /h2)×(qr2/16)[4-（1-μ）β2-4（1+μ）Inβ] 式中μ-泊桑比μ=0.3 h盖板厚度取h=160mm б=(6/2002) ×（16×274.32/16）[4-（1-0.3）×0.4322-4（1+0.3）In0.432] =11.286×(3.869+4.365)=92.929N/mm2＜159.375N/mm2 2耳板尺寸 2.1采用单耳板形式尺寸见图2
2.2危险断面应力计标（设备直立状态时） （1）A-A断面、按曲梁计算 M=pl/8 式中p-每个耳板受力p=k1×W 式中k1-双吊耳受力不均匀系数k1=1.1 单吊耳k1=1.0 P=W=378t l-耳板环梁中径 l=(700-188)/2+188=444mm M=378×104×444/8=20979×104N·mm W=b1h12/6=160×2562/6=5747627mm3 б=M/W=120.04N/mm2＜［б］=159.375N/mm2 (2)焊缝处拉应力 б=p/a×b1×k2 式中a耳板长a=800 b1-耳板厚b1=160 k2-焊缝系数k2=0.7 б=378×104/800×160×0.7=42.19N/mm2＜［б］安全3设备起吊时耳板抗弯计标 3.1起吊时耳板根部骤变.见图2 B-B截面 设起吊时起吊力为1/2设备吊装计算应力 μ=(p/2)×l1=378×104×400/2=75600×104 N·mm W=b1a2/6=160×8002/6=1707×104mm3 б=M/W=44.29N/mm2＜［б］ 4设备起吊时设备管口骤变
煤焦油加氢技术简介
10万吨/年煤焦油加氢装置 简要说明 1煤焦油加氢生产技术概述 煤焦油的组成特点是硫、氮、氧含量高，多环芳烃含量较高，碳氢比大，粘度和密度大，机械杂质含量高，易缩合生焦，较难进行加工。 煤焦油加氢生产技术首先将煤焦油全馏分原料采用电脱盐、脱水技术将煤焦油原料脱水至含水量小于0.05%，然后再经过减压蒸馏切割掉含机械杂质的重尾馏分，以除去机械杂质（与油相不同的相，表现为固相的物质），使机械杂质含量小于0.03%，得到净化的煤焦油原料。 净化后的煤焦油原料经换热或加热炉加热到所需的反应温度后进入加氢精制（缓和裂化段）进行脱硫、脱氮、脱氧、烯烃和芳烃饱和、脱胶质和大分子裂化反应等，之后经过进入产品分馏塔，切割分馏出汽油馏分、柴油馏分和未转化油馏分；未转化油馏分经过换热或加热炉加热到反应所需的温度后进入加氢裂化段，进行深度脱硫、脱氮、芳烃饱和大分子加氢裂化反应等，同样进入产品分馏塔，切割分馏出反应产生的汽油馏分、柴油馏分和未转化油馏分。 氢气自制氢装置来，经压缩机压缩后分两路，一路进入加氢精制（缓和裂化）段，一路进入加氢裂化段。经过反应的过剩氢气通过冷高分回收后进入氢气压缩机升压后返回加氢精制（缓和裂化）段和加氢裂化段。 2****技术的先进性 ******是一家按照现代企业制度建立的高新科技企业，主要从事炼油、石油化工、煤化工、环保和节能等技术领域的新技术工程开发、技术咨询、技术服务和工程设计及工程总包。 ****汇集了国内炼油、石油化工和煤化工行业大、中型科研院所、设计院及生产企业的优秀技术人才，致力于新工艺、新设备、新材料的工程开发，转化移植和优化组合
国内外先进技术，将最新科技成果向实际应用转化，为客户提供最优化系统整合、客观完善的技术咨询、完整的解决方案，根据用户的要求进行最优化设计，以提高客户竞争和赢利能力。 公司现在的主要业务为炼油、化工装置设计、技术方案和催化剂产品提供。 炼油、化工装置设计包括的装置有加氢、制氢、延迟焦化、重油催化裂化、重整、二烯烃选择性加氢、汽油醚化、气分、聚丙烯等。 ******煤焦油加氢专有工艺技术是在原石油炼制尾油加氢技术的基础上进一步开发的，与常规加氢技术相比该技术有以下优点： 催化剂的先进性 根据煤焦油中不同组分的加氢反应的速度的快慢不同及易结焦特性，胜帮公司优化设计开发了适合煤焦油加氢的前处理的两类催化剂－保护/脱金属催化剂。两类催化剂的加氢活性不同、颗粒度也不同，很好的适应了煤焦油的特点，使煤焦油加氢装置的运转寿命大大延长。 根据煤焦油的Ｈ／Ｃ小，氢含量低的特点，胜帮公司优化设计开发了适合煤焦油加氢经过前处理后再加氢的催化剂－加氢精制（缓和裂化）催化剂。由于煤焦油氢含量低，加氢过程中会放出大量的热，若催化剂设计不当或装置控制不稳会造成装置飞温，使催化剂和反应器损坏。因此，胜帮公司针对煤焦油的特点开发的加氢精制（缓和裂化）催化剂加氢活性适度、裂化活性适宜，使煤焦油加氢装置的运转寿命大大延长。 根据煤焦油的中有机分子大、氢含量低的特点等特点，胜帮公司优化设计开发了适合煤焦油加氢经过加氢精制（缓和裂化）后再裂化的催化剂－加氢裂化催化剂。由于煤焦油氢含量低，即使经过加氢精制（缓和裂化）段后，其氢含量仍然达不到高压加氢裂化催化剂所能接受的氢含量指标，在这种情况下若采用常规的高压加氢裂化催化剂来裂化大分子，势必会造成裂化催化剂结焦速度加快，影响加氢装置的正常操作。因此，胜帮公司针对煤焦油的特点开发的加氢精制裂化催化剂加氢活性与裂化活性匹配适宜，在裂化过程中还能快速进行小Ｈ／Ｃ分子的加氢，降低加氢裂化过程中的催化剂结焦机率，影响煤焦油加氢装置的运转寿命。 较少工艺污水排放技术 控制减压塔在适当的真空度条件下操作，以常规的电动真空泵来达到真空度要求，避免使用蒸汽喷射泵带来的大量含油污水排放，对人身健康和环境有利，同时降低装置
[精彩]煤焦油加氢工艺说明
[精彩]煤焦油加氢工艺说明 煤焦油加氢的工艺 目录 第一章综 述 ..................................................................... ..................., 1.1 煤焦油加工的现状与前 景 ................................................, 1.1.1 世界能源现状..........................................................., 1.1.2 煤焦油加工的发展现状............................................., 1.1.3 世界煤焦油加工业...................................................., 1.2 煤焦油深加工的发展现状 ................................................, 1.2.1 煤焦油加氢技 术 ......................................................., 1.2.2 几种典型技术对比分析............................................., 1.2.3 几种工艺路线对比...................................................., 1.3 选题的目的和研究内容 ............................................... ,, 1.3.1 选题目的.............................................................. ,,
煤焦油加氢工艺流程说明
工艺流程说明 原料预处理 75~85℃原料煤焦油由缺罐区进料泵P-201A/B送入离心机S-1101进行三相分离。脱除的氨水时入氨水罐，经氨水泵P-1107送出装置。脱除固体颗粒后的煤焦没进入进料缓冲罐V-1101。缓冲罐V-1101液位与流量调节（FIC-1015）串级控制。V-1101中原料油通过装置进料泵P-1101A/B，经过换热器E-1101与减压塔中段循环油换热至147℃，再经过进料过滤器S-101A/B过滤掉固体杂质后，经流量调节（FIC-1017）与精制产物E-1303、E-1301，（E-1301设温度记录调节旁路TRC-3008），（E-1301、E-1303设温度记录调节旁路TRC-3003）。E-1301与E-1303前设过热蒸汽吹扫，（过热蒸汽由流量记录调节FRC-3002控制）换热升温至340℃。再经减压塔进料加热炉F-1101升温至395℃后进入减压塔T-1101。T-1101塔顶气体经空冷器A-1101A~D和水冷器E-1103冷凝冷却至45℃，入回流罐V-1102。减压塔真空由真空泵PK-1101A/B（经压力指示调节PIC-1012）提供。V-1102中液体由减压塔顶油泵P-1102A/B加压。一部分（经流量调节FIC-1010）作为回流，返回减压塔顶。另一部分与热沉降罐V-1103底部污水E-1105A/B、减压塔中段循环油E-1102换热升温至150℃后，送入热沉降罐V-1103沉降脱水后送入加氢精制进料缓冲罐V-1201。（减压塔顶回流罐液位与流量调节FIC-1012串级控制）。塔顶回流罐V-1102水包内污水经减压塔水泵P-1105A/B 加压后与塔顶油混合后进入热沉降罐V-1103。（V-1102水包界位由LDIC-1011控制）。减压塔中段油由减压塔中部集油箱抽出，经减压中段油泵P-1103A/B加压，一部分通过E-1102（设温控旁路TIC-1021）、（E-1102进口和E-1101出口设温控旁路TIC-1011）换热降温至178℃，作为中段循环油打入减压塔第二段填料上方（FIC-1007控制流量）和集油箱下方（FIC-1008控制流量），洗涤煤焦油中的粉渣和胶质；另一部分直接送入加氢精制原料缓冲罐V-1201。（中段油液位与流量调节FIC-1005串级控制）。T-1101塔底重油含有大量的粉渣和胶质，不能送去加氢，由减压塔底重油泵P-1104A/B加压，经E-1104产汽（E-1104液位由LIC-1012控制，蒸汽流量通过压力控制PIC-1016调节）降温后，送至装置外沥青造粒设施造粒。（塔底液位由LICA-1009控制。）P-1104A/B设有返塔旁路，提高T-1101）塔釜的防结垢能力。