影响渣油沸腾床加氢裂化方案经济性的因素分析
加氢裂化反应影响因素

加氢裂化反应影响因素1 •反应温度反应温度是装置最重要的工艺参数,必须严格控制。
由于加氢裂化反应的活化能比较高,因此提高反应温度,可使加氢裂化速度加快。
反应产物中低沸点组成的含量增加,而环烷炷含量会下降,异构烷桂与正构烷烧的比例下降。
反应温度过高,加氢的平衡转化率会下降,反应温度过低,则裂化反应速度过慢,为了充分发挥催化剂效能和适当提高反应速度,需保持一定的反应温度,反应温度决定于催化剂性能, 产品性能和原料性质。
原料中氮化物的存在会使催化剂的酸性和活性下降。
为了保持所需反应深度,也必须提高反应温度。
通常在运转初期,催化剂活性较高,反应温度可以适当低一些。
运转后期,由于催化剂表面积碳增加,催化剂活性下降,为了保持一定的裂化深度,则反应温度就要逐步提高一些。
加氢裂化是一个大量放热的反应过程。
反应温度增加则反应速度加快,但是释放岀来的反应热也相应增加,因此, 必须通过在各床层注入冷氢来控制催化剂床层温度,以保护催化剂。
2.反应压力反应压力是影响加氢精制和加氢裂化反应的主要因素之一。
反应压力的实际因素是氢分压。
氢分压提高,可促进加氢精制与裂化反应的进行,所得的产品含硫,含氮化合物减少,更重要的是可减少结焦,保持催化剂活化,提高催化剂的稳定性。
反应器中的氢分压等于油汽加上循环氢的总压与氢气占全部气体分子数的乘积。
本装置补充氢纯度确定为99. 9%o 从经济角度岀发,不采用提高补充氢纯度的办法来提高氢分压。
3.氢油比氢油体积比有两种,其一是反应器入口的氢油比,其二是总冷氢油比。
反应器入口氢油比是每小时通过反应器内氢气(循环氢气+新氢)体积与每小时通过的原料油体积之比。
(单位为Nm3 /m')。
总冷氢油体积比是每小时通入反应器的总冷氢气体积总和与每小时通过的原料油体积之比。
在加氢反应器中只有一部分氢气起反应。
大部分氢气仍以自由状态存在。
采用高氢油比,可提高氢分压,有利于传质和加氢反应的进行,在一定范围内防止油料在催化剂表面结焦。
渣油深度加氢裂化技术应用现状及新进展

2016年第35卷第8期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·2309·化工进展渣油深度加氢裂化技术应用现状及新进展任文坡,李振宇,李雪静,金羽豪(中国石油石油化工研究院,北京 100195)摘要:长远来看,原油重劣质化的发展趋势不可避免,能够实现渣油清洁高效转化的深度加氢裂化技术是应对这一挑战的关键,正逐渐成为炼厂最主要的渣油加工技术手段。
本文介绍了渣油沸腾床加氢裂化和渣油悬浮床加氢裂化技术的应用现状,结合技术特点和技术经济指标进行了对比分析,进一步综述了两种渣油加氢裂化技术的研发新进展。
文中指出渣油沸腾床加氢裂化技术是目前最为成熟的渣油高效转化技术,未来仍将在渣油高效加工利用方面发挥重要作用,其中组合集成工艺以及未转化塔底油的处理工艺是其研发和应用的重点。
渣油悬浮床加氢裂化技术具有高转化率的优势,但在工业化应用方面尚不如沸腾床成熟和普遍,仍需继续开发高活性、高分散的催化剂以及着重解决装置结焦问题,未来发展前景看好。
关键词:渣油;加氢裂化;深度转化;沸腾床;悬浮床中图分类号:TE 624.4+3 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2016)08–2309–08DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2016.08.01Application situation and new progress of residuum deep hydrocrackingtechnologiesREN Wenpo,LI Zhenyu,LI Xuejing,JIN Yuhao(PetroChina Petrochemical Research Institute,Beijing 100195,China)Abstract: In the long run, the crude oil would become heavier and poorer in quality. Hydrocracking technologies are regarded as one of the key techniques in efficient and clean conversion of residuum, and have become a major upgrading process in the refineries. In this paper, the application status of residuum ebullated bed and slurry bed hydrocracking technologies were introduced. The technical characteristics and technical-economic indicator were also compared. And then, the new progress and future trend were reviewed. The ebullated bed technology is the most mature residuum high-efficient conversion technology currently, and will continue to play an important role in residuum utilization. In the future, the research is focused on combined technology and unconverted tail-oil processing technology.Although the slurry bed technology is far from mature compared with ebullated bed technology, it has its advantage of high conversion rate and great potential for future development. The technology development should resolve equipment coking problem and develop high-active and high-dispersible catalyst.Key words:residuum;hydrocracking;deep conversion;ebullated bed;slurry bed当前我国经济发展进入“新常态”,更加注重发展质量、环境保护和资源节约[1]。
加氢裂化反应原理及影响因素

加氢裂化反应原理及影响因素加氢裂化反应原理及影响因素⼀、加氢反应过程加氢裂化装置的精制反应部分,是除去原料油中的硫化物、氮化物、氧化物等⾮烃化合物,为裂化部分提供合格进料,同时使烯烃和稠环芳烃饱和,裂化反应则使⼤分⼦裂解成⼩分⼦,使得产物中氢含量提⾼、硫和氮含量进⼀步降低,轻、中质产品⽣成,从⽽获得优质的重整料、柴油或喷⽓燃料。
本⼯艺使⽤的催化剂既有加氢精制催化剂,⼜有加氢裂化催化剂,因此在该⼯艺中发⽣的化学反应⼏乎包罗了馏分油加氢过程的所有平⾏—顺序反应综合过程。
这些反应有:1)含硫、含氮、含氧化合物等⾮烃类的加氢分解反应;2)烷烃的加氢裂化反应;3)环烷烃的开环反应;4)烷烃和环烷烃的异构化反应;5)烯烃和芳烃的加氢饱和反应;6)烷基芳烃的断链反应;在上述反应之外,还存在着由分解产物进⾏⼆次反应⽣成缩合物的可能性,引起催化剂上的碳沉积量增加。
在多数情况下,缩合反应的中间产物是稠环芳烃。
⼀定温度下,采⽤较⾼的氢分压将会降低这类中间产物的浓度,从⽽减少催化剂上焦炭的⽣成。
温度的升⾼有利于⽣成中间产物,催化剂表⾯积炭增加。
原料油中的稠环分⼦浓度越⾼,焦炭的⽣成也就越多。
以上这些反应进⾏的深度和速度除与原料的化学组成有关外,还与催化剂的性能和反应条件有密切的关系。
⼆、加氢精制的原理1.加氢脱硫(HDS)反应原料油中的硫化物,在加氢精制条件下,可以转化为H2S 和相应的烃类,烃类留在产品中,⽽H2S从反应物中脱除,从⽽脱除掉硫。
主要的反应如下:硫醇加氢反应:RSH + H2 RH + H2S硫醚加氢反应:RSR`+ 2H2 RH + R`H + H2S⼆硫化物加氢反应:RSSR`+ 3H2 RH + R`H + 2H2S 杂环硫化物加氢反应:HC CHHC CH + 4H2 C4H10 + H2S S馏分油中的含硫化合物类型主要包括脂肪族类和⾮脂肪族(噻吩)类硫化物,⾮脂肪族类硫化物⼜可以按照分⼦中并含苯环的多少⽽分为噻吩类、苯并噻吩类、⼆苯并噻吩类等硫化物。
25_提高加氢裂化装置的经济效益分析

1 提高加氢裂化装置的经济效益分析第一部分加氢裂化装置概述 (2)第二部分经济效益分析的重要性 (3)第三部分装置运行成本分析 (5)第四部分原料选取与经济效益 (7)第五部分工艺优化对经济的影响 (10)第六部分设备选型与经济效益 (13)第七部分安全环保因素考虑 (16)第八部分产品市场与经济效益 (17)第九部分技术改造与经济效益提升 (19)第十部分案例分析-成功经验借鉴 (22)第一部分加氢裂化装置概述加氢裂化装置是一种化工生产过程中重要的装置,它能够将重质油品通过催化剂的作用转化为轻质油品。
这种技术的应用对于提高炼油厂的经济效益具有重要意义。
加氢裂化装置的基本流程是将原料油加热至一定温度后,与氢气混合并通过催化剂床层进行反应。
在这个过程中,原料油中的大分子烃类被分解成小分子烃类,同时杂质也被脱除,最终得到的产品可以包括汽油、柴油、液化石油气等。
加氢裂化装置的主要优势在于其高效和灵活的特点。
首先,该装置可以通过调节反应条件来控制产品分布,以满足市场的需求。
其次,由于采用了催化剂,反应速度加快,因此可以大大提高生产效率。
此外,该装置还可以处理各种类型的原油,包括劣质原油和高硫原油,这对于减少对优质原油的依赖和降低生产成本是非常有利的。
为了更好地提高加氢裂化装置的经济效益,需要对其运行情况进行深入分析。
通常情况下,影响装置经济性的因素有很多,例如原料价格、能源消耗、催化剂性能以及设备维护等方面。
通过对这些因素的综合考虑,可以制定出合理的操作策略和优化措施,从而达到提高生产效率和降低成本的目标。
目前,在全球范围内,加氢裂化装置已经成为炼油工业中不可或缺的重要组成部分。
据统计,截至2018 年,全球共有超过600 座加氢裂化装置在运行,其中亚洲地区占比最大,达到了40%以上。
随着石油化工行业的不断发展和技术进步,预计未来几年内,加氢裂化装置的市场需求将进一步增长。
总之,加氢裂化装置作为一种高效的炼油工艺,在提高石油资源利用率和节能减排方面发挥着重要作用。
浅谈加氢裂化装置的能耗分析及节能决策

浅谈加氢裂化装置的能耗分析及节能决策摘要:社会国民经济迅速发展,促使石油化工事业得到有了很长足发展。
加氢裂化加工装置是现代化工企业生产的一类重要基础设备,在进行石油化工产品原料的深加工制造中发挥支撑作用。
中国节能型社会战略的全面建设,加氢裂化生产装置系统的节能、环保、高效更受到关注。
分析总结了工艺流程和布置、操作运行条件变化,直接影响加氢热裂化工艺装置能耗水平的各种因素情况,提出多种能降低系统能耗水平的对策措施,包括合理采用高热分数方案、增设高效节能设备、水轮机、无级循环调节进气量等,以期能为后续同类设备装置的设计改造方案提供一些参考。
关键词:加氢裂化;能耗分析;节能措施引言:加氢裂化装置,通常是采用在高压、高温气氛和少量氢气混合物存在作用下,连续操作下的高比放热式催化气体加氢化工艺,消耗有大量的燃料热和反应动力。
通过多年对国内加氢与裂化工艺装置能耗水平的动态调查分析研究,发现采用加氢及裂化技术装置应用的具体节能管理措施研究,主要应从这三个研究方面开始进行。
一、影响加氢裂化装置能耗的因素分析第一个主要方面,主要从整个装置系统的设计总及工艺能耗计算入手,通过逐步优化反应工艺流程能耗,以及通过减少燃料热损失计算来有效降低综合能耗。
二则是需要从余热循环利用两个方面综合入手,通过对加氢裂化等装置系统余热进行一次升级或者改造,将该系统中排出余热的一部分热能循环进行其二次高效利用。
最后一个综合方面,主要就是从整个设备整体的实际工作进行效率评估入手,这样保证在一个相同周期的工作时间段范围内,相应系统设备自身的运行工作整体效率上可以同时得到有很大范围的大幅度提升[1]。
(一)工艺流程布置根据反应催化剂类型、原料种类和装置目标产品特性的选择不同,加氢裂化工艺装置设计的几种常用工艺装置大致又可归纳分为下述三类,即单级一程工艺;两阶段、两剂串联全循环工艺;两剂串联单程循环或全循环工艺。
资料显示,单程能耗是各种加氢裂化工艺中最低的。
石油化工技术《加氢裂化主要影响因素》

反应速度
第二页,共八页。
酸中心
金属中心 载体
• 二、反响温度
加氢裂化反应: 放热反应
床 层
温度
反应速度
飞
温
反应热
温度是加氢裂化过程须严格控制的操作参数
第三页,共八页。
• 三、空速
空速 = 原料油量 / (时间 ×催化剂)
反映装置的处理能力
表达形式
原料油体积流量 (20 oC,m3/h) 体积空速 (LHSV) =
原料油的体积流量 (m3/h)
(氢气由新氢和循环氢构成) (习惯采用60 oC的原料油体积)
氢油比
氢气含量
氢分压
有 ✓ 有利于提高反应深度 利 ✓ 抑制催化剂结焦速度,延长寿命 方 ✓ 及时移走反应热,反应温度易于控制 面 ✓ 改善液体分布,提高转化率
不 ✓ 缩短反应时间,不利于加氢反应的
利
进行
方 ✓ 增大系统压降,增加动力消耗和操
• 一、反响压力 反应压力
氢分压
操作压力 氢油比 循环氢纯度 原料汽化率
✓ 反应速度 ,转化率 ✓ 催化剂的氢解活性 ,产品质量 ✓ 催化剂的积炭速度 ,催化剂使用周期
中压缓和加氢裂化工艺,投 资较低,正在不断发展
第一页,共八页。
• 二、反响温度 反 应 温 度
反应速度
碱性氮化物
催化剂积炭
酸中心被覆盖
催化剂体积 (m3) 原料油质量流量 (t/h) 质量空速 (LHSV) =
催化剂质量 (t)
单位:h-1
空速
反应深度降低,轻质产品收率减少
空速
反应深度提高,但装置处理能力下降
控制加氢裂化深度,调节产品分布
第四页,共八页。
加氢裂化反应系统操作因素分析

加氢裂化反应系统操作因素分析1.1反应系统1.1.1反应温度反应温度是控制脱S脱N率和生成油转化率的主要手段。
在己选定催化剂和原料油的情况下,温度的影响最为重要,因为在正常的生产条件下,系统压力、新H2纯度变化不会很大,氢油比也是基本恒定的,所以温度也就成为最有效的控制手段。
对于R1001,加氢精制段平均反应温度按照精制油中氮含量要求加以控制调整,要求调整到R1001流出油中有机氮≤1Oppm。
提高反应温度,加快加氢速度,可提高脱S脱N 率,烯烃的饱和程度亦提高,产品安定性好。
为裂化反应创造条件。
催化剂床层温升控制在25-30℃以寻求在提高催化剂的整体利用效率和降低炉子负荷、节省装置能耗上的平衡,达到装置的操作成本最低化。
对于R1002,加氢裂化段平均反应温度按照单程转化率要求加以控制调整,提高反应温度可使裂化反应速度加快,原料的裂化程度加深,生成油中低沸点组分含量增加,气体产率增高。
提高反应温度对产品化学组成有明显影响,正构烷烃含量增加,异构烷烃含量降低,异烷/正烷的比值下降。
催化剂床层温升控制在8-12℃以寻求在产品分布合理、装置温度操作安全方面的平衡。
另外,从减少冷氢用量,从而减少循环氢压缩机负荷、减低装置投资和操作成本考虑,加氢精制反应器出口温度与加氢裂化反应器入口温度之差应尽量减小,从装置操作安全性上考虑,此温度差不得高于20℃。
反应温度的提高会使催化剂表面积炭结焦速度加快,影响其寿命。
所以,温度条件的选择一般受催化剂活性、操作温度限定值、产品分布等诸多因素的影响。
通常在催化剂活性允许的条件下,采用尽可能低的反应温度,为补偿催化剂结垢的影响,反应温度随开工周期的延长将逐步提高。
催化剂床层温度是反应部分最重要的工艺参数。
其它工艺参数对反应的影响,可用调整催化剂床层温度来补偿。
R1001的温度催化剂活性下降时,所有反应器需要较高的温度。
(稳定状态)操作参数的相互关系。
这些数据对均衡情况下温度调整时判断某些参数的变化是十分有用的。
沸腾床渣油加氢技术现状及前景分析

研究 。在 前期研 究 工作 的基础 上 ,从 20 年开 始 04 F IP进行沸 腾 床研发 ,成 立项 目攻关 组 ,制定 了 RP 详细 的项 目计划 ,组织 大量 的人力 物力 进行 该项技 术 的研 发 ,在_ T艺研究 、催 化剂及 丁程 研究 等几 方
而 沸腾床 能达 到较 高 的脱 杂质 率和转 化率 ,能保证
抚顺 石油化 T研 究 院 ( R P 早在 2 纪 6 F IP) 0世 0
年代就从事过渣油沸腾床加氢技术的研发 作,并 r 取得 了令 人相 当满 意 的结 果 。先后 在 中型沸 腾床试
验装 置上 ,使 用无 内外循 环 的反应 器完 成 了运转试 验 ,突破 了设备 复 杂 、 术操 作 的难点 。7 技 0年代 中
此 加 工 更 多 劣 质 重 质 原 油 生 产 清 洁 油 品将 是 今 后 中 国炼 油业 的主要 任 务 。 目前 渣油加 氢是 解决 上述 问题最 合理 有效 的方 法 ,在炼 油工 业 的重要作 用也 日益 明显 ,已成 为必
程 。 I6 93年, 一套 H— i在 美 国查理 湖炼 油厂建 第 Ol 成 ,设 计 能力 3 0万 t ,主要 以生 产低硫 焦 化原料 / a 为 主。95年城 市服 务公 司改 与 L m u 公 司合作 , 17 um s
可 以加 工 同定 床 所 不 能加 工 的原 料 , 如更 为劣 质 的 渣 油 、油砂沥 青 等 。
13 催化 剂在 线置 换 .
沸 腾 床 反 应 器 可 在 不 停 _ 的 情 况 下 随 时 加 入 [ 新鲜 催 化剂 和排 出废催 化剂 ,有 利于维 持较 高 的催
化 剂活 性 。 14 运转周 期长 .
第4 1卷 第 6 期 21 O 2年 6月
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化 原 料 配 置 , 用减 压深 拔 等 手 段 浓缩 沸腾 床 加 采 氢 裂化 原 料 中的 金属 、 残炭 和 沥青 质含 量 , 控制 沸
收稿 日期 :2 1—21 ; 0 00 —0 修改稿收到 日期:2 1—40 。 0 00 —6 作者 简介 : 侯凯 锋( 9 2 ) 男, 0 0年毕业于清华大学 化工 17 一 , 2 0 系, 工学博 士, 高级 工程师 。现从事炼油厂 的前期规划 及工厂 设计工作 。
1 前
言
围见 图 1 ] _。从 图 1 以看 出 , 腾床 加 氢 裂化 工 3 可 沸
在 全社 会 对可 持 续发 展 和绿 色 环保 的 呼声 日
艺 更适 合加 工金 属 含量 在 2 0~ 8 0 ̄ / 围内 0 0 t g范 g
趋 强 烈的 今 天 , 油企 业 所 面 临 的 原 油价 格 持 续 炼
在线 添加 和移 出。其 特殊 的 反应 机理 和 反应 器结
构使渣 油 沸腾 床加 氢 裂化 技 术可 以加 工更 加 劣质 的原料 。渣油加 氢 转化 工 艺对 原料 性 质 的适用 范
一
1 — 5
21 年第 4 卷 第 9 00 1 期
石 油艨制 与记 二
质是难 以转 化 的物 质 , 而胶 质在 高温 、 压条 件下 高 易转 化 。随 着 转 化 率 的提 高 , 质加 氢 饱 和性 提 胶
。
8 0 0
,
钿
2 可行 的[。渣油 沸腾 床加 氢裂 2 ]
化 工艺 在 工 业 中的应 用 已进 入 快速 发 展 期 , 究 研 和分 析 影 响 其技 术 、 经济 效 果 的 各种 因素 具 有 重
要意义 。
蓊o 0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 O O O O O O 0 0 O O
10 0 0
积 聚 引起床 层压 降 增大 以及 催化 剂 中毒 等原 因造 成 装 置频 繁 停 车 换 剂 , 响 炼 油 企 业 长 周 期 、 影 平
稳、 连续 运 行 。而经 过 4 0多年 的开发 和 工业 应 用 实 践 , 合劣 质渣 油 深 度加 工 的沸 腾 床 加 氢 裂化 适 技 术在 工业 应用 中的安 全性 、 靠性 、 效性 大大 可 有 提 高口, 高 了渣 油加 工 深 度和 转 化 率 , 】 提 增加 了轻
上涨、 原油 性 质变 重变 差 、 质油 品需求 量 上升 和 轻 燃 油 及 环 保标 准更 加 严 格 的 压 力也 越 来 越 大 , 经 济 环 保 的 渣 油 加 氢 技 术 因 此 受 到 企 业 的 广 泛 关 注 。渣 油 固定床 加 氢处 理技 术 在处 理劣 质渣 油 时 会 由于 高放 热 反应 引起 催 化剂 床 层 结 焦 、 固体 物
摘要 渣油沸腾 床加 氢裂化是 实现劣 质渣 油深度加 工的工艺技 术 , 有利于提高 炼油厂的轻 质油收率 。分析 了影 响渣油 沸腾 床加氢裂 化经济效 益的主要 因素 , 如原料选 择 、 行周期 、 运 未转 化渣 油收 率和未转化渣油 的利用等 , 为全厂总 加工流程 的优 化提供指导 。 关键词 : 油转 化 沸腾床加氢 裂化 轻质油收率 经济效益 加工总流程 渣
催 化 剂 床 层处 于 运 动状 态 , 不存 在 杂 质堵 塞 床 层
高硫 中 质原 油 的加 工处 理 , 能 够 获 得较 好 的 经 并
济效 ” 。但 需 要 通过 改进 全 厂总 加 工 流程 来 优
问题 , 避免 了床层压降的增大; 反应器内部基本处
于等 温状 态 , 会产 生局部 过热 ; 不 催化剂 可 以随时
磊 油艨制 与记 工
加工工艺
PTOE MP0 ES GA DPTO H M AS ER LU R CS I N ER C E l L N C
2l年 第4卷 第一 o0 l 期
影 响渣油沸腾床加氢裂化方案经济性 的因素分析
侯凯锋 , 阮宇红 , 袁忠 勋
( 中国石化工程建设公司, 北京 10 0 ) 0 1 1
高 , 溶解 沥青 质 的能 力下 降 , 而 会导致 未 转化 其 从
渣 油 有 沥 青 质 沉 淀 和 分 层 的 趋 势 。 沥 青 质 在 高 温 部位 ( 反应 器、 间分 离 器、 高分 罐 、 级 热 常压塔 底 部 、 压 炉 、 压 塔底 部 及 减 压 渣油 换 热 器 等 ) 减 减 的 析 出将 会 引起 装 置 操 作性 能 下 降 。因此 , 化 率 转
腾床 加 氢裂化 装 置规 模 , 降低投 资和 操 作费 用 , 提
升 经 济效 益 。对 某 千 万 吨级 炼 油 厂 , 加 工 中 东 以
中质原 油 为 主 , 作 为 沸腾 床加 氢 裂化 原 料 的减 当 压 渣油 的 切 割 温 度 由 5 0℃深 拔 到 5 0℃后 , 2 8 沸 腾 床加 氢 裂 化 装 置 的规 模 降 低 5 .o , 71 o 则全 厂每 / 吨原 油 增加 利 润 约 3 8元 , 目税 后 内部 收 益率 . 2 项 提高 03 %E。 .8
的 渣 油 馏 分 , 化 率 可 达 到 4% ~ 8%。 因此 , 转 5 5
该技 术 能够 处理 固定床 渣油 加 氢工 艺难 处理 的各 种 重质 原油 的渣 油 、 油砂 沥 青油 、 页岩 油 甚至 溶剂 精制 煤 浆等 原料 , 而扩 宽 了加 工原 料 的范 围 , 从 增 强 了劣 质原 油加 工的适 应性 。
渣油转化率 , %
图 l 渣油加氢转化 工艺对原料性质的适用范围
2 影 响渣 油 沸腾 床加 氢 裂 化方 案经 济 性 的 因素
分 析
随 着 催化 剂 的 改进 以 及投 资和 操 作 费用 的下
降 , 腾 床加 氢 裂 化 技 术 可 用于 金 属 含 量较 高 的 沸
21 原 料选 择 . 渣 油 沸腾 床 反应 器采 用上 流 式 反应 器结 构 ,