上海巖征實驗儀器有限公司

巖征儀器- 固定床加氫裝置技術參數(shù)

時間:2025-7-18閱讀:995
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固定床加氫裝置是石油化工、精細化工等領域中用于加氫反應(如加氫脫硫、加氫脫氮、加氫裂化、加氫精制等)的關鍵設備,其技術參數(shù)需根據(jù)具體工藝目標(如處理原料性質、產(chǎn)物要求、反應類型等)進行設計,以下是常見的核心技術參數(shù)分類及說明:

一、反應系統(tǒng)核心參數(shù)

  1. 操作壓力
    • 范圍:根據(jù)反應類型不同,通常為 0.5~20MPa(甚至更高,如高壓加氫裂化可達 15~20MPa,低壓加氫精制約 2~5MPa)。

    • 影響因素:壓力直接影響氫氣溶解度和反應速率,高壓更有利于深度加氫反應(如芳烴飽和)。

  2. 操作溫度
    • 范圍:一般為 200~450℃,具體取決于催化劑活性溫度范圍(如加氫精制常為 300~400℃,加氫裂化需 350~450℃)。

    • 控制方式:通過反應器入口加熱爐、床層間冷氫注入(控制床層溫升,避免催化劑過熱失活)調(diào)節(jié)。

  3. 氫油比(H?/ 油)
    • 定義:氫氣與原料油的體積比(標準狀態(tài)下),是關鍵工藝參數(shù)之一。

    • 范圍:通常為 300~2000 Nm3/m3(如柴油加氫精制約 500~800,汽油加氫約 300~500,加氫裂化需 1000~2000)。

    • 作用:提供充足氫氣參與反應、帶走反應熱、抑制催化劑結焦,比值過低易導致催化劑失活。

  4. 體積空速(LHSV)
    • 定義:單位時間內(nèi)原料油體積與催化劑體積的比值(h?1),反映裝置處理能力和反應深度。

    • 范圍:根據(jù)原料性質和反應要求調(diào)整,如加氫精制為 1~4 h?1,加氫裂化為 0.5~2 h?1。

    • 關系:空速越小,原料與催化劑接觸時間越長,反應越充分,但處理量降低。

二、設備結構參數(shù)

  1. 反應器規(guī)格
    • 材質:主體多采用 鉻鉬鋼(如 15CrMoR、2.25Cr1Mo) 或不銹鋼(含 H?S 等腐蝕介質時,需襯里或耐蝕合金,如 316L)。

    • 尺寸:直徑通常為 0.5~5m,高度(長度)根據(jù)催化劑裝填量和床層設計(單段或多段)確定,一般為 5~20m。

    • 床層結構:單段床或多段床(帶冷氫箱),床層內(nèi)可設催化劑支撐格柵、分配盤(均勻分布原料和氫氣)、集液盤等。

  2. 催化劑參數(shù)
    • 類型:根據(jù)反應需求選擇,如加氫脫硫常用 Co-Mo/Al?O? 催化劑,加氫裂化用 Ni-Mo / 分子篩 催化劑。

    • 裝填量:根據(jù)處理量和空速計算,通常為 幾立方米至數(shù)百立方米(工業(yè)裝置)。

    • 粒度:一般為 Φ2~5mm 的條形或球形,粒度太小易導致床層壓降過大,太大會降低反應效率。

三、物料處理參數(shù)

  1. 原料性質
    • 需明確原料油的密度、硫含量、氮含量、芳烴含量、餾程等(如柴油加氫需處理硫含量 0.5%~2% 的原料,目標降至 50ppm 以下)。

    • 氫氣純度:一般要求 ≥95%(工業(yè)氫中 H?純度通常為 98%~99.9%),雜質(如 CO、CO?)需控制在 ppm 級,避免催化劑中毒。

  2. 產(chǎn)物指標
    • 根據(jù)工藝目標設定,如加氫后產(chǎn)品的硫含量(≤10ppm)、氮含量(≤5ppm)、溴價(反映不飽和烴含量,如≤0.5gBr/100g)、餾程等。

四、輔助系統(tǒng)參數(shù)

  1. 氫氣循環(huán)系統(tǒng)
    • 循環(huán)氫壓縮機:出口壓力需匹配反應器操作壓力,流量根據(jù)氫油比和耗氫量確定,通常為 離心式或往復式壓縮機,功率從幾十 kW 到數(shù)千 kW。

    • 循環(huán)氫純度:通過排放少量廢氫(弛放氣)維持,一般控制在 80%~95%(視工藝而定)。

  2. 加熱 / 冷卻系統(tǒng)
    • 入口加熱爐:熱負荷根據(jù)原料預熱需求設計,出口溫度需滿足反應器入口溫度要求(如將原料從常溫加熱至 200~350℃)。

    • 冷卻系統(tǒng):反應器出口物料需經(jīng)冷卻器(如換熱器、空冷器)冷卻至 40~60℃ 后進入分離器。

  3. 壓降
    • 反應器床層壓降:正常操作時一般 ≤0.3~0.5MPa,壓降過大會增加能耗,需通過催化劑粒度、床層設計控制,長期運行后因催化劑結焦可能升高,需定期再生或更換。

五、安全與控制參數(shù)

  • 安全聯(lián)鎖:超壓(安全閥設定壓力為操作壓力的 1.05~1.1 倍)、超溫(床層溫度超限自動切斷進料或注入急冷氫)、氫氣泄漏檢測等。

  • 自動化控制:通過 DCS 系統(tǒng)實時監(jiān)控溫度、壓力、流量、氫油比等參數(shù),實現(xiàn)閉環(huán)調(diào)節(jié)。

總結

固定床加氫裝置的技術參數(shù)需結合具體工藝(如原料、產(chǎn)物、反應類型)綜合設計,上述參數(shù)為通用范圍,實際應用中需通過工藝計算和實驗驗證優(yōu)化。例如,小型實驗裝置(如實驗室固定床反應器)參數(shù)可能更小型化(壓力≤10MPa,處理量≤1L/h),而工業(yè)裝置則需匹配大規(guī)模生產(chǎn)需求,參數(shù)范圍更寬。


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