反应器及催化剂基本知识

加氢反应器的分类按制造方法分：锻焊、板焊按本体结构分：单层、多层按隔热形式分：冷壁、热壁反应器内构件1、入口扩散器防止高速流体直接冲击液体分配盘，影响分配效果，从而起到预分配的作用。

2、汽液分配盘使进入反应器的物料均匀分散，与催化剂颗粒有效地接触，充分发挥催化剂的作用。

目前国内外所用的分配器按其作用机理大致可分为溢流型和(抽吸)喷射型两类或二者机理兼有的综合型。

注意事项：应保证分配盘上不漏夜,可采用有关填料垫密。

安装后充水100mm高，在5分钟内液位降低小于25mm为合格；控制安装水平度。

对于喷射型，包括制造公差和梁在荷载作用下的挠度在内可按±5mm~±6mm控制，对于溢流型，要求还应稍严；配盘的设计荷载，应包括通过分配盘的压力降△P、盘上的液量及分配盘自重(按最大的操作温度考虑)。

此外，还要考虑到检修的工况，其支承件至少同时要满足常温下承受120kg集中荷载的要求3、积垢篮积垢篮置于催化剂床层的顶部，系由各种规格不锈钢金属丝网与骨架构成的篮框。

它为反应器进入物料提供更多的流通面积，使催化剂床层可聚集更多的锈垢和沉积物而不致引起床层压降过分地增加。

注意：积垢篮在装入反应器内时，其篮内应是空的。

在装填催化剂时一定要注意这一点；积垢篮按三角形排列，安装时用链条将其连在一起，并栓到上面的分配器支承梁上，其栓紧链条要有足够的长度裕量以适应催化剂床层的下沉(按下沉5％考虑)4、冷氢箱用以控制加氢放热反应引起的催化剂床层温升，图示的冷氢箱结构由冷氢管、冷氢盘、再分配盘组成，可使来自上面床层的反应物料和起冷却作用的冷氢充分混合，而又将具有均匀温度的气液混合物再均匀分配到下部的催化剂床层上。

注意：冷氢管内设置的隔档板应使从两个开孔中喷出的氢气量是相当的；为发挥冷氢的作用效果，冷氢盘和冷氢箱部分应用填料填密，以保证不漏液，可按气液分配盘的试漏标准验收冷氢盘和喷射盘的安装水平度，包括制造公差、荷载作用下的挠度等在内，可按±6mm控制。

再分配盘的要求与气液分配盘同。

5、热电偶为监视加氢放热反应引起床层温度升高及床层截面温度分布状况等而对操作温度进行管理。

热电偶的安装有从筒体上径向插入和从反应器顶封头上垂直方向插入。

径向水平插入的有横跨整个截面的和仅插入一定长度的注意：对径向水平插入的热电偶套管要注意由于操作过程催化剂下沉和检修卸出催化剂时可能引起被压弯的问题；顶部垂直插入的热电偶套管，当长度较长时，要适当设置导向结构，以利操作受热时伸长不受阻碍。

6、出口收集器用于支承下部的催化剂床层，以减轻床层的压降和改善反应物料的分配。

注意：出口收集器与下封头的下沿或与其连接的定心环圆周上应设数个缺口，以便停工时排液用。

反应器的腐蚀与防腐高温氢腐蚀氢脆高温硫化氢＋氢腐蚀铬-钼钢的回火脆性损伤连多硫酸应力腐蚀开裂奥氏体不锈钢堆焊层的氢致剥离1、高温氢腐蚀表面脱碳内部脱碳与开裂表面脱碳不产生裂纹，表面脱碳的影响一般很轻，其钢材的强度和硬度局部有所下降而延性提高。

内部脱碳是由于氢扩散侵入到钢中发生反应生成甲烷，即Fe3C+2H2→CH4+ 3Fe 。

甲烷聚集于晶界空穴和夹杂物附近，形成很高的局部应力，使钢材产生龟裂、裂纹或鼓泡，并使钢材强度和韧性显著下降。

由于这种损伤是发生化学反应的结果，所以它具有不可逆的性质，也称永久脆化现象。

其实际的进展是甲烷气泡在晶界形核、成长及气泡串通产生晶间微裂纹，最终这些微裂纹能够连通而形成断裂通道。

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、氢脆所谓氢脆，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。

氢脆是可逆的，也称作一次脆化现象。

氢脆发生的温度从室温~约150℃的范围。

随温度升高，氢脆效应下降，当温度超过71℃~82℃时大概不太容易发生。

所以，实际装置中氢脆损伤往往都是发生在装置开、停工过程的低温阶段。

尽量减少应变幅度，降低热应力和避免应力集中；尽量保持Tp.347堆焊金属或焊接金属有较高的延性。

装置停工时尽量使钢中吸藏的氢释放出去。

尽量避免非计划的紧急停工。

3、高温氢+硫化氢腐蚀加氢装置中高温硫化氢＋氢共存条件下，当温度超过260℃时，对设备和管道的腐蚀要比硫化氢单独存在时对钢材产生的腐蚀还要剧烈和严重。

其腐蚀速度一般随着温度的升高而增加。

影响高温硫化氢＋氢腐蚀的主要因素有：温度、氢、硫化氢浓度和合金成分4、连多硫酸腐蚀连多硫酸(H2SxO6，X=3～6)应力腐蚀开裂也属硫化物应力腐蚀开裂，一般为晶间裂纹。

连多硫酸的形成是由于设备在含有高温硫化氢的气氛下操作时生成了硫化铁，而当设备停止运转或停工检修时，它与出现的水份和进入设备内的空气中的氧发生反应的结果☑3FeS+5O2→Fe2O3·FeO+3SO2☑SO2+H2O→H2SO3☑H2SO3+½O2→H2SO4☑FeS+H2SO3→mH2SxO6+nFe++☑FeS+H2SO4→FeSO4+H2S☑H2SO3+H2S→mH2SxO6+nS防止对策☑在设计上要选用合适的材料。

同时结构设计上应尽量避免有应力集中的结构。

☑制造上要尽量消除或减轻由于冷加工和焊接引起的残余应力，并注意加工成不形成应力集中或应力集中尽可能小的结构。

☑使用上主要是缓和环境条件。

5、回火脆2¼Cr-1Mo钢钢的回火脆性是将钢材长时间地保持在大约343℃～593℃或者从这温度范围缓慢地冷却时，由于冶金的变化，使材料的韧性引起劣化损伤的现象。

它产生的原因是由于钢中有害的杂质元素（如P、Sn、Sb、As）和某些合金元素（如Si、Mn）向原奥氏体晶界偏析，使晶界凝集力下降所至。

回火脆性对于抗拉强度和延伸率来说，几乎没有反映，主要是在进行冲击性能试验时才能观测到很大的变化。

材料一旦发生回火脆性，就使韧脆性转变温度向高温侧迁移。

☑防止产生回火脆性的一些措施。

⏹尽量减少钢中能增加脆性敏感性的化学元素，如控制好Si、Mn含量，尽量降低P、Sn、Sb、As的含量。

满足设计对母材的J-系数与（P+Sn）的要求和对焊缝的(X)系数的要求以及对二者的回火脆化敏感性评定要求。

⏹制造中要选择合适的热处理工艺⏹采用热态型的开停工方案⏹采用合适的开停工升降温速度6、不锈钢堆焊层的氢致剥离☑从宏观上看，剥离的路径是沿着堆焊层和母材的界面扩展的，在不锈钢堆焊层与母材之间呈剥离状态，故称剥离现象，从微观上看，剥离裂纹发生的典型状态有沿着熔合线上所形成的碳化铬析出区和沿着长大的奥氏体晶界扩展的两大类。

☑剥离现象产生的主要原因：☑由于制作反应器本体材料的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；☑由于母材和堆焊层材料的线膨胀系数差别较大，在界面上存在着相当可观的残余应力；☑由于制造中进行焊后热处理，在境界层上可能会形成沿融合层生长的粗大结晶。

防止堆焊层氢致剥离的对策☑降低界面上的氢浓度；☑减轻残余应力；☑设法使堆焊层熔合线附近的组织具有较低的氢脆敏感性；☑严格遵守操作规程,尽量避免非计划的紧急停车；☑在正常停工时应采取能使氢尽可能从器壁内释放出去的停工条件。

催化剂：1、加氢催化剂种类–金属类型•贵金属：Pt、Pd、Ru等•非贵金属：Ni、Co、Mo、W等–使用类型•还原态：Pt、Ni等•硫化态：(Ni)WS2、(Co)MoS2、(Ni)MoS2、RuS2等炼油加氢催化剂多以硫化态催化剂为主氧化态催化剂必须经过硫化转化为硫化态催化剂后才可实际应用于加氢处理过程中。

含硫分子如H2S、CS2、二甲基二硫醚、多硫化物甚至含硫油均可用作硫化剂。

硫化后多数Mo物种由氧化态时的Mo6+转变为Mo4+离子，同时还含有一些高价态的Mo6+离子和少量Mo5+离子。

因此，在硫化态催化剂中，至少含有处于硫化态环境的Mo4+离子和少量的氧化态Mo6+离子两种状态。

Mo也可能以硫氧化物混合态形式存在。

加氢处理催化剂性质与反应性能的关系载体性质与活性关系金属种类、制备方法等与活性关系酸性与活性关系载体种类：Al2O3，Al2O3－SiO2，TiO2，Al2O3分子筛，活性炭等载体特性：①根据反应分子大小提供扩散途径，减少内扩散制约因素，提供最佳孔径，孔容，比表面积②最佳表面性质（OH基，与金属相互作用力)对载体孔径的需求从反应物扩散需求考虑–反应物分子越大需要的载体孔径越大–渣油> 蜡油> 柴油> 煤油> 汽油–烷基芳烃= 烷基环烷烃> 异构烷烃> 正构烷烃催化剂载体的制备方法氧化铝前驱体或氧化铝前驱体与其它如分子筛机械混合加入助挤剂和胶溶剂碾压选择合适的孔板挤条成型烘干、焙烧加氢处理催化剂的活性组分影响制备方法混捏法部分混捏及浸渍 共沉淀法 溶液浸渍法共沉淀方法活性金属盐 载体 水金属浸渍方法配取金属溶液，加入相应的助剂，调整合适的浓度和pH 值取载体或改性后载体，采用孔饱和浸渍方法或过量浸渍方法进行浸渍 烘干、焙烧（温度的控制和升温速度的控制） 有时浸渍过程分多步进行 加氢精制催化剂制备流程-过量浸加氢精制催化剂发展趋势 (1)寻找有效的载体(2)有效的第三组分改善载体的酸性 (3)活性组分类型及制备方法(4)加氢反应动力学模型的研究，指导催化剂的设计等等含Al 溶液含活性金属盐溶液 辅助中和液。