加氢裂化反应器的分类及构成
加氢反应器
反应器内件结构及作用
6.
催化剂支撑盘
反应器内件结构及作用
7.
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、
加氢反应器的结构特点及各构件的作用
加氢反应器本体结构
加氢反应器是在高温、高压和临氢环境下工作，加氢反应器的筒体，一般采用 铬钼钢作为基体，如2.25Cr-1Mo-0.25V钢锻焊结构筒体，2.25Cr-1Mo钢板焊结构筒 体等。这些材料有较好的抗高温氢腐蚀性，但不能耐高温H2S的腐蚀，必须在反应器 壳体基材上附加不锈钢防腐层。一般情况下，反应器内部均采用堆焊不锈钢作为防 腐层。堆焊层一般为双层，与铬钼钢直接接触的为过渡层，材料为E309L型不锈钢， 在过渡层之上与介质直接接触的为表层，材料为E347型不锈钢。在铬钼钢与E347型 堆焊层之间的E309L型堆焊层是具有较高韧性的过渡层，它可阻止表面裂纹向母材扩 散。E347型堆焊层则是为了能有效的抵抗硫化氢的腐蚀。
加氢反应器的结构特点及各构件的作用
加氢反应器局部详细结构的改进
过去反应器曾有某些脆性损伤常发生在应力集中的高应力区，诸如承受重载荷 的内部支撑圈拐角处和法兰密封槽槽底拐角处以及外部附件连接焊缝部位等。为了 避免或尽可能减少各种损伤的发生，曾对相关局部结构做了改进。
加氢反应器本体结构
1.
催化剂支承结构
设计温度选定
器壁局部 过热现象
反应器有效 容积利用率
材料选用
需选用能抗高温氢腐蚀的材料，若有H2S存在时， 还需要考虑设置不锈钢覆盖层以抵抗H2S的腐蚀
加氢裂化工艺流程介绍
加氢裂化工艺流程介绍加氢裂化工艺是炼油（石油加工）领域中的一种常用工艺，主要用于将重质石油馏分转化为较轻质的高附加值产品，如汽油和润滑油等。
以下是对加氢裂化工艺流程的介绍。
加氢裂化工艺是一种在高温高压下进行催化裂化反应的技术。
该工艺可以将重质石油馏分分解成轻质零部件，其中包括液化气、汽油、柴油和润滑油等。
在加氢裂化过程中，石油馏分首先经过预热，使其达到反应温度（通常为500-550摄氏度）。
然后，经过高压氢气的加氢作用，将石油分子中的一些碳链断裂成更短的碳链，从而产生较轻质的产品。
加氢裂化的反应器通常采用催化剂床，催化剂床中放置着由金属氧化物和酸性氧化物组成的催化剂。
加氢裂化反应器中的催化剂具有催化裂化反应的活性，能够促进碳链断裂和氢气的加氢反应。
催化剂床中的催化剂能够在高温高压下，将石油分子中的碳链断裂成较轻质的碳链，并捕获并催化裂化反应中产生的不稳定的分子中间体。
在加氢裂化过程中，石油馏分经过反应器后，会进入分离器进行分离。
分离器用于将产物中的不同组分进行分离和纯化。
在分离器中，液相产物被分离出来，并通过蒸汽冷凝器进行冷却，得到液体产品。
而气相产物则通过气体分离装置进行分离，得到液化气等产品。
加氢裂化工艺的设备通常还包括氢气压缩装置、再生装置和废气处理装置等。
氢气压缩装置用于将氢气压缩到加氢裂化过程所需的高压，并输送至反应器中。
再生装置用于再生催化剂，以维持催化剂的活性。
废气处理装置用于处理加氢裂化过程中产生的废气，以达到环保要求。
加氢裂化工艺是一种重要的炼油工艺，可将重质石油馏分转化为较轻质的高附加值产品。
这种工艺通过在高温高压下进行催化裂化反应，将石油分子的碳链断裂成较轻质的碳链。
这种工艺在提高石油利用率、改善燃料质量和减少环境污染方面具有重要意义。
加氢裂化
加氢裂化装置加氢裂化的工业装置有多种类型按反应器的作用又分为一段法和两段法。
两段法包括两级反应器，第一级作为加氢精制段，除掉原料油中的氮、硫化物。
第二级是加氢裂化反应段。
一段法的反应器只有一个或数个并联使用。
一段法固定床加氢裂化装置的工艺流程是原料油、循环油及氢气混合后经加热导入反应器。
反应器内装有粒状催化剂，反应产物经高压和低压分离器，把液体产品与气体分开，然后液体产品在分馏塔蒸馏获得产品石油馏分。
一段法裂化深度较低，一般以减压蜡油为原料，生产中间馏分油为主。
二段法裂化深度较深，一般以生产汽油为主。
加氢是指石油馏分在氢气及催化剂作用下发生化学反应的加工过程，加氢过程可分为加氢精制、加氢裂化、临氢降凝、加氢异构化等，下面重点介绍加氢裂化加工过程（一）装置的发展加氢技术最早起源于20世纪20年代德国的煤和煤焦油加氢技术，第二次世界大战以后，随着对轻质油数量及质量的要求增加和提高，重质馏分油的加氢裂化技术得到了迅速发展。
1959年美国谢夫隆公司开发出了Isocrosking加氢裂化技术，其后不久环球油品公司开发出了Lomax加氢裂化技术，联合油公司开发出了Uicraking加氢裂化技术。
加氢裂化技术在世界范围内得到了迅速发展。
早在20世纪50年代，中国就已经对加氢技术进行了研究和开发，早期主要进行页岩油的加氢技术开发，60年代以后，随着大庆、胜利油田的相继发现，石油馏分油的加氢技术得到了迅速发展，1966年中国建成了第一套4000kt/a的加氢裂化装置。
进入20世纪90年代以后，国内开发的中压加氢裂化及中压加氢改质技术也得到了应用和发展。
（二）装置的主要类型加氢装置按加工目的可分为：加氢精制、加氢裂化、渣油加氢处理等类型，这里主要介绍加氢裂化装置。
加氢裂化按操作压力可分为：高压加氢裂化和中压加氢裂化，高压加氢裂化分离器的操作压力一般为16MPa左右，中压加氢裂化分离器的操作压力一般为9．OMPa左右。
UOP新型加氢裂化反应器内构件
加氢裂化装置在炼油厂是前沿技术， 加氢裂化的关键是反应器的催化剂，而要 使催化剂的作用发挥到最佳效果，反应器 的内构件的设计的合理性至关重要，综上 所述，ＵＯＰ 反应器内构件的设计和使用都 有其独到之处，对于加氢裂化的反应深度、 产品收率、产品质量都有不同程度的提高。
图 ４ 国内新型急冷箱
图 ５ 冷氢箱结构示意图
另一点需要强调的是，这种变化也为液体
二、反应器内构件和反应产物流 动情况介绍
粗分配盘下面的气液分配盘的工作提供了
图３
２．１ 反应器内构件
图 １ 入口扩散器
图 ２ 气液混合物在反应器中自上向下的流动情况 －６１－
制 造
中国科技信息 ２００７ 年第 ２０ 期 ＣＨＩＮＡ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｏｃｔ．２００７
良好的支持，因为气液分离器上的超混内 构件需要气液相对均匀，并且压降要小， 液体粗分配器恰好起到了这个作用。
另一点重要的收益是，因为混合室的 高度减少（直径变大了），可以增加催化剂 的装填量，增加反应的处理量和裂化效果， 是一举两得的改变。
２．４ 同国内内构件的对比 同国内内构件相比，Ｕ Ｏ Ｐ 反应器内 构件的主要不同点如下： ａ． 急冷氢混合箱：ＵＯＰ 的混合箱为圆 形，气液混合物从圆盘的中间位置进入，进 入时成一定的角度，这样为气液混合物在 圆盘中流动提供动力，这样可以进行充分 的混合，混合后的产物从混合箱中间的溢 流孔向下流动到粗液体分配盘上；国内混 合箱为方形的，箱内设置的导流溅液板对
参考文献
［１］，王常力，廖道文．集散型控制系统的设
计与应用［Ｍ］．北京：清华大学出版社．
１９９３
［２］，吴永生，方可人．热工测量及仪表．中国
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)。
加氢反应器简介
危险物质管理
对加氢反应器中使用的危 险物质进行严格管理，确 保储存和使用符合相关法 规和标准。
常见故障与排除
反应器压力异常
检查反应器压力表是否正常，确认压 力控制阀是否工作正常，如有问题及 时维修或更换。
催化剂失活
如催化剂失活，需及时更换催化剂， 并检查反应条件是否适宜，如温度、 压力、原料纯度等。
石油工业
石油加工
加氢反应器在石油工业中主要用 于将石油中的硫、氮等杂质去除 ，提高油品质量和清洁度。
燃料油生产
通过加氢反应器，可以生产低硫 、低氮的燃料油，满足环保要求 。
化学工业
合成氨
在合成氨工业中，加氢反应器用于将氮气和氢气合成氨气。
烯烃生产
加氢反应器在烯烃生产中用于将低碳烯烃转化为高碳烯烃。
加氢反应器简介
目录
CONTENTS
• 加氢反应器的基本概念 • 加氢反应器的应用领域 • 加氢反应器的操作原理 • 加氢反应器的设计与优化 • 加氢反应器的安全与维护 • 加氢反应器的未来发展与挑战
01 加氢反应器的基本概念
定义与功能
定义
加氢反应器是一种用于实现氢气与有 机化合物之间加氢反应的设备，广泛 应用于石油化工、煤化工等领域。
03 加氢反应器的操作原理
反应机理
氢气与有机物在催化剂的作用下 发生加成反应，将有机物中的不 饱和键转化为饱和键，生成新的
有机物。
加氢反应是一种还原反应，其中 氢气作为还原剂，将有机物中的
氧化态降低。
加氢反应的机理可以分为分子间 反应和分子内反应，具体取决于
有机物的结构和反应条件。
催化剂的作用
焊接工艺
焊接是加氢反应器制造中的关键环节，应采用高质量的焊接工艺和 材料，确保焊接接头的强度和密封性。
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。
加氢反应器介绍 ppt课件
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。
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三、固定床反应器内部构件
滴流床反应器：气-液-固三相反应
滴流床反应器 内部构件
✓ 气液相流动状态 ✓ 液体的径向分布 ✓ 床层压力降
✓ 反应效果 ✓ 催化剂寿命 ✓ 操作周期
加氢裂化滴流床反应器的内部构件
✓ 入口扩散器
✓ 催化剂支撑盘
✓ 气液分配盘
✓ 冷氢管
✓ 去垢篮
✓ 冷氢箱
✓ 热电偶
✓ 出口收集器
腾
床 反 应
✓ 催化剂不易磨损，在不失 活情况下可长期使用
床 反 应
器
✓ 适用于处理金属、固体杂
器
质含量少的原料油
出料
固定床反应器（气液并流下流式）使用最为广泛
✓ 原料与氢气从反应器底 部进入并通过催化剂床 层，催化剂床层膨胀并 处于沸腾状态
✓ 反应器内温度均匀，压 降较小，运转周期长
✓ 适用于处理重金属、沥 青质及固体杂质含量较 高的渣油原料
知识点思考
1. 加氢裂化过程使用最多的反应器是哪种？该反应器由哪 几部分构成？其反应器壁的结构特征是什么？
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课程：石油炼制运行与操控 知识点：加氢裂化反应器的分类及构成
江苏高校品牌专业——石油化工技术
课程：石油炼制运行与操控 知识点：加氢裂化反应器的分类及构成
江苏高校品牌专业——石油化工技术
一、加氢反应器分类
加氢反应器是加氢装置的关键设备
固 定
按工艺特点分类：固定床反应器氢气）
氢 反
✓ 原料油和氢气流经反应器
应 器
固
中的催化剂床层时，催化
沸
定
剂床层处于静止状态
二、固定床加氢反应器构成
固定床反应器的构成：反应器筒体和内部构件
反应器筒体结构：冷壁和热壁
热电偶管
反应器进料
冷氢管
冷氢管 上端盖
筒体
内保温层
内衬筒
冷 壁 筒
✓ 内壁设有隔热层，高温介 质不与器壁接触，器壁温 度较低
✓ 设计制造简单，价格较低 ✓ 内保温隔热层降低反应器
容积利用率，浪费材料 ✓ 隔热层易损坏，易产生安
全隐患，施工和维修费用 较高，已逐渐被淘汰
反应器进料 热电偶管
热 进料
壁 冷氢管 筒 热电偶管
热电偶管
✓ 反应器内壁没有隔热层， 直接与介质接触，器壁温 度与操作温度一致
✓ 制造难度较大，一次性投 资较高
✓ 反应器容积利用率高，生 产周期短，维护方便
✓ 安全运行周期长，已被普 遍采用
下端盖 出料
催化剂卸料口 出料 下端盖