加氢反应器的基本工作原理
还原—催化加氢反应类型(有机合成课件)
精精细细有有机机合合成技成术技术
烷基还化原反反应应
醛或酮在酸性催化剂存在下，能与一分子醇发生加 成，生成半缩醛（酮）。半缩醛（酮）很不稳定，一般 很难分离出来，它可与另一分子醇继续缩合，脱水形成 缩醛（acetal）或酮。
精精细细有有机机合合成技成术技术
烷基还化原反反应应
醛加氢时生成的醇会与醛缩合成半缩醛及醛缩醇。
此反应的选择性只能达到70%，有大量的副产物饱和醇生成。
精精细细有有机机合合成技成术技术
烷基还化原反反应应
第二节 催化加氢
如果要得到不饱和醇，应选用金属氧化物催化剂，但
是反应时有可能发生氢转移生成饱和醛，因此必须采用较
为缓和的加氢条件。
不饱和双键与羰基同时加氢比较容易实现。可用金属 或金属氧化物催化剂，反应条件可以较为激烈，只要避免 氢解反应即可。
多烯烃的加氢也有类似过程。即每一个双键可吸收一分子氢，直 至饱和。如果选择合适的催化剂和反应条件，就可以对多烯烃进行部 分加氢，保留一部分双键。
精精细细有有机机合合成技成术技术
烷基还化原反反应应
环烯烃与直链烯烃的加氢反应采用相同的催化剂，双 键上有取代基时可减慢加氢反应速度。另外，环烯烃的加 氢有发生开环副反应的可能，因此要得到环状产物则需要 控制反应条件。通常五元环和六元环较稳定。
因此，苯加氢很难形成分步加氢的中间产物，即苯加氢通常只能得 到环己烷。
苯的同系物加氢速度比苯慢，说明含有取代基会对加氢反应产生活 性降低的影响。
精精细细有有机机合合成技成术技术
烷基还化原反反应应
稠环芳烃在加氢时会分步发生反应。如萘加氢时会有多种中间产物。
芳烃加氢时，也有可能发生氢解，产生侧键或芳环断裂。 工业生产中最常用的芳烃加氢是环己烷的生产。生产环己烷的主要工 艺是苯的催化加氢。
No.01-加氢反应器
第一章 加氢反应器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H 2S)环境下，且进入到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。
为确保加氢裂化反应器的安全运行，有必要了解反应器的结构、原理、损伤形式和对策。
一、反应器的分类1、按主体结构分加氢反应器按其主体结构特点可以分为锻焊结构、板焊结构和多层结构。
其断面结构及特征如下表1-1所示。
表1-1 各种结构反应器的特征分类锻焊结构板焊结构多层结构结构断面条件可用于高温高压场合。
其最高温度取决于材料的性能(如抗氢腐蚀等)。
可用于高温高压场合。
其最高温度取决于材料的性能(如抗氢腐蚀等)。
可用于高压，但温度不宜太高。
因为它存在结构上不连续性的特点，会造成较大的热应力和因缺口效应而使疲劳强度下降等。
所以对于大于350℃和温度、压力有急剧波动的场合谨慎选用。
适用范围最大厚度 约450mm 约300mm总厚约600mm。
一般内筒厚20mm，层板厚4～8mm。
选材要求(1)选用满足力学性能和抗环境脆裂(如氢腐蚀)性能的材料。
(2)为防止H 2S腐蚀在内表面堆焊不锈钢堆焊层。
(1)选用满足力学性能和抗环境脆裂(如氢腐蚀)性能的材料。
(2)为防止H 2S腐蚀在内表面堆焊不锈钢堆焊层。
(1)内筒选用抗氢腐蚀和H 2S的材料(如不锈钢)。
(2)层板可以采用高强钢，以利设备轻量化。
焊缝仅有环焊缝，对提高反应器耐周向应力的可靠性有利，而且焊缝少有纵、环焊缝，焊缝多。
焊接工作量大。
有纵、环焊缝，焊缝多。
但焊缝系薄(较薄)板焊接，其质量较易保证。
焊后热处理 必须 必须 一般不进行 射线或超声检测 易 易 难声发射检测 易较易较易本装置反应器R1001、R1002均为锻焊结构反应器。
2、按使用状态的分类型式及其特征反应器按其使用状态下高温介质是否直接与器壁接触可分为热壁结构和冷壁结构。
石油加氢知识点总结
石油加氢知识点总结一、石油加氢的基本原理石油加氢是指将含硫、含氮、含氧和不饱和化合物等物质经水合处理，在一定条件下通过催化剂引入氢气，使其中的不饱和化合物饱和，硫、氮、氧等杂质进行加氢脱除，从而获得高品质的石油产品的一种技术。
石油加氢的基本原理包括以下几个方面：1. 饱和不饱和烃类：石油中存在大量的不饱和烃类化合物，这些化合物在加氢的条件下能够转化为饱和烃类，增加产品的脱硫、脱氮和脱氧能力；2. 脱硫：石油中含有大量的硫化合物，这些化合物在加氢条件下能够被氢气还原成硫化氢并被吸附在催化剂表面，从而实现脱硫；3. 脱氮：石油中还含有一定量的含氮化合物，这些化合物在加氢条件下能被氢气还原成氨和吸附在催化剂表面，实现脱氮；4. 脱氧：石油中还含有一定量的含氧化合物，这些化合物在加氢条件下能被氢气还原成水和二氧化碳，实现脱氧。
二、石油加氢的工艺流程石油加氢工艺主要包括前处理和主处理两个部分，其中前处理是指石油经过脱硫、脱氮、脱氧等处理后的预处理工艺，主处理是指石油在加氢反应器中进行加氢反应的过程。
1. 前处理：前处理主要包括脱硫、脱氮和脱氧三个步骤。
其中脱硫是通过加氢反应将硫化合物还原为硫化氢，脱氮是通过加氢反应将含氮化合物还原为氨，脱氧是通过加氢反应将含氧化合物还原为水和二氧化碳。
2. 主处理：主处理是指石油在加氢反应器中进行加氢反应的过程。
在加氢反应器中，石油与加氢气通过催化剂的作用进行反应，实现脱硫、脱氮、脱氧等目的，得到高品质的石油产品。
三、石油加氢的催化剂石油加氢的催化剂主要包括氧化铝负载的钼、镍或铜催化剂、氧化铝负载的钼-镍催化剂和硅铝酸盐分子筛催化剂等。
这些催化剂在加氢反应过程中起着至关重要的作用，能够促进反应的进行，提高反应的效率和选择性。
1. 硫化钼催化剂：硫化钼催化剂是一种常用的石油加氢催化剂，它具有较高的活性和选择性，能够有效催化石油中的硫化合物和含氮化合物的加氢反应。
2. 硫化镍催化剂：硫化镍催化剂是另一种常用的石油加氢催化剂，它具有良好的热稳定性和机械强度，能够有效催化石油中的硫化合物和含氮化合物的加氢反应。
《加氢反应器简介》PPT课件_OK
Hale Waihona Puke 2021/9/335
国内外加氢反应器内构件技术的发 展
– 新催化剂、新工艺的作用能否得到充分发挥，与 反应器内构件性能好坏有着密不可分的联系。换 言之，内构件作用发挥的好坏同样直接影响到催 化剂寿命、产品质量和装置的运转周期。
– 在清洁燃料油生产过程中，采用一套好的内构件 技术所得到的效果决不亚于换用一种活性更好的 催化剂。
见图9 (a)(b)(c)
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
径向水平插入的有横跨整个
设置导向结构，以利操作受
截面的和仅插入一定长度的。
热时伸长不受阻碍。
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热电偶
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LPEC @ 2004 中国石化集团洛阳石油化工工程公司
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国内外加氢反应器内构件技术的发 展
在新反应器的设计或现有反应器的改造过程中， 通常都遵循两条基本原则：
⑴使反应器内的催化剂容量最大化；
⑵使催化剂的利用率达到最大化。
合理地选择和设计反应器内构件，可使反应物（气体和液体） 得到最大程度的混合并保证主催化剂的有效利用。在加氢反 应器中，如果气体和液体反应物在进入各催化剂床层的最顶 部之前，其物料和温度已达到均匀分布，那么催化剂的利用 率就有可能达到最大化。
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国内外加氢反应器内构件技术的发 展
TOPSOE公司的反应器内构件技术
– Topsoe公司又开发出汽举式（Vapor-Lift）分配盘
分配器间距越小，滴点数越多，预示着液体能很快在催化剂床层表面达到 好的液体分散效果；塔盘水平度必须认真考虑，以保证液体不会只从某 些分配点落下。为确保液体均匀流过所有的分配器，还必须考虑到生焦 和腐蚀物的堵塞问题。
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。
加氢工艺原理与操作
加氢工艺原理与操作加氢工艺是一种将有机物中的双键或多键转化为单键的化学反应工艺。
它通过给予有机物一定的催化剂和适当的氢气条件，将有机物中的双键或多键与氢气发生加成反应，生成较为稳定的饱和化合物。
加氢工艺的原理是基于氢化反应，即将氢气与有机物发生反应，反应中的双键或多键被氢原子加成并生成饱和化合物。
催化剂在此过程中起到了重要的作用，它可以加速氢化反应的进行，降低反应温度和压力，提高反应的选择性和收率。
常用的催化剂包括镍、铂、钯等贵金属催化剂。
加氢工艺的操作主要分为三个步骤：预处理、反应和分离。
首先是预处理步骤，主要目的是将原料进行预处理，以去除一些杂质和不纯物。
这一步骤往往包括脱硫、脱氯、脱氮等过程，以净化原料，并避免对催化剂产生不良影响。
接下来是反应步骤，通过将预处理后的原料与催化剂一起送入反应器中，在一定的温度和压力下进行反应。
这一步骤中，需要注意氢气的供应和催化剂的选择。
通常情况下，反应器会根据需要的反应温度和压力进行设计，以保持反应的效率和安全性。
最后是分离步骤，将反应后的产物进行分离纯化。
这一步骤主要包括分离剂的选择和分离设备的设计。
常用的分离方法包括蒸馏、结晶、萃取等，以得到纯净的产物。
总的来说，加氢工艺通过氢化反应将有机物中的双键或多键转化为饱和化合物，催化剂起到了重要的作用。
在操作过程中，需要进行预处理、反应和分离步骤，以确保反应的顺利进行和产物的纯净性。
加氢工艺在化工领域中广泛应用，例如在炼油、合成氨等工艺中都会使用加氢工艺。
它能够提高产品的质量和收率，减少物料的损耗和环境污染。
同时，加氢工艺也是一种能够催化固体废弃物转化为能源的方法，具有重要的环保和资源利用价值。
悬浮床加氢技术原理
悬浮床加氢技术原理悬浮床加氢技术是一种新型的化学反应技术，其原理是通过将氢气注入悬浮在液体中的催化剂颗粒中，使其与液体中的有机物发生反应，从而实现有机物加氢转化。
这种技术具有反应速度快、反应效率高、催化剂利用率高等优点，因此在石油化工、精细化工等领域得到了广泛应用。
悬浮床加氢技术的核心是悬浮床反应器。
该反应器主要由液体循环系统、气体循环系统和催化剂悬浮床组成。
液体循环系统包括进料管道、出料管道、循环泵和冷却器等设备，其作用是将含有有机物的液体送入反应器，并将产生的产物从反应器中排出。
气体循环系统包括进气管道、出气管道和压缩机等设备，其作用是将氢气送入反应器并将产生的废气排出。
催化剂悬浮床则是通过引入空气或惰性气体来保持催化剂颗粒在液体中悬浮状态，从而保证反应的均匀进行。
悬浮床加氢技术的反应过程主要分为三步。
首先是氢气的吸附和扩散，即氢气通过表面吸附到催化剂颗粒上，并在其表面扩散。
第二步是有机物的吸附和解离，即有机物分子被催化剂表面的活性位点吸附，并在其表面解离成为碳氢键。
第三步是加氢反应，即氢原子与碳原子结合形成新的碳-氢键，同时释放出一定量的能量。
悬浮床加氢技术中催化剂起着至关重要的作用。
常用的催化剂包括铜、镍、钴等金属及其化合物。
这些催化剂具有良好的活性和选择性，在反应中起着至关重要的作用。
同时，催化剂还可以通过调节其物理化学性质来控制反应速率和选择性。
总之，悬浮床加氢技术是一种高效、环保、经济的化学反应技术，在石油化工、精细化工等领域得到广泛应用。
其原理基于氢气与有机物的加氢反应，通过催化剂的作用实现反应的快速进行。
未来，随着科技的不断发展和应用领域的不断拓展，悬浮床加氢技术有望成为一种更加重要的化学反应技术。
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。
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加氢反应器的基本工作原理
加氢反应器是一种常用的化学反应设备，包括工业加氢反应器和实验室加氢反应器。
其基本工作原理如下：
1. 原料进料：加氢反应器的原料通常是有机化合物，例如烯烃、酮、醛等。
原料通过管道进入反应器中。
2. 催化剂：加氢反应器内通常装有催化剂，在反应过程中起到催化作用。
常用的催化剂包括金属（如铂、铑、钯）和合金。
催化剂的选择通常与反应物的性质和反应条件有关。
3. 加氢反应：在反应器内，原料与氢气发生加氢反应。
加氢反应是一种氢气与有机化合物发生原子或分子间水素转移反应的过程。
加氢反应可以使原料分子中的不饱和键被氢气加成饱和键，生成饱和化合物。
4. 温度和压力控制：加氢反应的温度和压力通常是反应条件的重要参数。
适当的温度可以提高反应速率和选择性，而适当的压力可以增加氢气溶解度和反应的进行。
5. 产品分离：在反应结束后，得到的产物需要进行分离。
分离通常通过蒸馏、萃取、吸附等方法来实现。