加氫反應(yīng)器是加氫裝置的核心設(shè)備,也是加氫工藝的關(guān)鍵。
加氫反應(yīng)器操作于高溫高壓臨氫環(huán)境下,并且進入反應(yīng)器的物料往往都含有硫和氮等雜質(zhì),和氫反應(yīng)生成具有腐蝕性的硫化氫和氨。另外,加氫反應(yīng)是放熱反應(yīng),會使床層溫度升高,但又不能出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象。
加氫反應(yīng)器的分類
依據(jù)催化加氫過程進料原料油性質(zhì)的不同,相應(yīng)地所采用的工藝流程和催化劑是不相同的,其反應(yīng)的形式也有各異,一般有三種類型:固定床反應(yīng)器、移動床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器。
根據(jù)反應(yīng)器使用狀態(tài)下,高溫介質(zhì)是否與器壁接觸,可以分為冷壁結(jié)構(gòu)及熱壁結(jié)構(gòu)。
冷壁式反應(yīng)器
冷壁式反應(yīng)器是在設(shè)備內(nèi)壁設(shè)置非金屬隔熱層,有些還在隔熱層內(nèi)襯不銹鋼套,使反應(yīng)器的設(shè)計壁溫降至300℃以下,因而就可以選用15CrMoR或碳鋼,內(nèi)壁也不用堆焊不銹鋼,從而大大降低了制造難度。
但由于冷壁式反應(yīng)器的隔熱層占據(jù)內(nèi)殼空間,減少了反應(yīng)器容積的利用率,浪費了材料,而且冷壁式反應(yīng)器內(nèi)的非金屬隔熱層在介質(zhì)的沖刷下,或在溫度的變化中易損壞,操作一段時間后可能就需要修理或更換,且施工和修理費用較高。如果操作時襯里脫落,襯里脫落處附近的反應(yīng)器壁會超過設(shè)計溫度,從外觀看,該處油漆會變色。因此反應(yīng)器的不安全隱患大大增加,嚴(yán)重時甚至造成裝置的被迫停車。
熱壁式反應(yīng)器
熱壁式反應(yīng)器的器壁直接與介質(zhì)接觸,器壁溫度與操作溫度基本一致,所以被稱為熱壁式反應(yīng)器。雖然熱壁反應(yīng)器的制造難度較大,一次性投資較高,但它可以保證長周期安全運行,目前已在國際上普遍采用。
加氫反應(yīng)器的內(nèi)構(gòu)件
加氫過程由于存在有氣、液、固三相的放熱反應(yīng),欲使反應(yīng)進料(氣、液兩相)與催化劑(固相)充分、均勻、有效地接觸,加氫反應(yīng)器設(shè)計有多個催化劑床層,在每個床層的頂部都設(shè)置有分配盤,并在兩個床層之間設(shè)有溫控結(jié)構(gòu)(冷氫箱),以確保加氫裝置的安全平穩(wěn)生產(chǎn)和延長催化劑的使用壽命。
反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有入口擴散器、分配盤、積垢籃、催化劑支撐盤、催化劑卸料管、冷氫管、冷氫箱、出口收集器、熱電偶等反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件。
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