再生器反应器讲义讲解

反应器结构及工作原理图解小7：这里给大家介绍一下常用的反应器设备,主要有以下类型：①管式反应器。

由长径比较大的空管或填充管构成，可用于实现气相反应和液相反应。

②釜式反应器。

由长径比较小的圆筒形容器构成，常装有机械搅拌或气流搅拌装置，可用于液相单相反应过程和液液相、气液相、气液固相等多相反应过程。

用于气液相反应过程的称为鼓泡搅拌釜(见鼓泡反应器）；用于气液固相反应过程的称为搅拌釜式浆态反应器。

③有固体颗粒床层的反应器。

气体或（和)液体通过固定的或运动的固体颗粒床层以实现多相反应过程,包括固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器、涓流床反应器等。

④塔式反应器。

用于实现气液相或液液相反应过程的塔式设备,包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等（见彩图）。

一、管式反应器一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。

这种反应器可以很长,如丙烯二聚的反应器管长以公里计。

反应器的结构可以是单管，也可以是多管并联;可以是空管,如管式裂解炉，也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充管，以进行多相催化反应,如列管式固定床反应器。

通常，反应物流处于湍流状态时，空管的长径比大于50；填充段长与粒径之比大于100（气体）或200(液体）,物料的流动可近似地视为平推流。

分类:1、水平管式反应器由无缝钢管与U形管连接而成。

这种结构易于加工制造和检修。

高压反应管道的连接采用标准槽对焊钢法兰，可承受1600-10000kPa压力。

如用透镜面钢法兰，承受压力可达10000—20000kPa。

2、立管式反应器立管式反应器被应用于液相氨化反应、液相加氢反应、液相氧化反应等工艺中。

3、盘管式反应器将管式反应器做成盘管的形式,设备紧凑,节省空间。

但检修和清刷管道比较困难.4、U形管式反应器U形管式反应器的管内设有多孔挡板或搅拌装置,以强化传热与传质过程。

U形管的直径大,物料停留时间增长，可应用于反应速率较慢的反应。

5、多管并联管式反应器多管并联结构的管式反应器一般用于气固相反应，例如气相氯化氢和乙炔在多管并联装有固相催化剂的反应器中反应制氯乙烯，气相氮和氢混合物在多管并联装有固相铁催化剂的反应器中合成氨.性能特点:1、由于反应物的分子在反应器内停留时间相等,所以在反应器内任何一点上的反应物浓度和化学反应速度都不随时间而变化,只随管长变化。

1再生动力学1.1催化剂上的焦炭1）焦炭的化学组成催化剂上的焦炭来源于四个方面：⑴在酸性中心上由催化裂化反应生成的焦炭；⑵由原料中高沸点、高碱性化合物在催化剂表面吸附，经过缩合反应生成的焦炭；⑶因汽提段汽提不完全而残留在催化剂上的重质烃类，是一种富氢焦炭；⑷由于镍、钒等重金属沉积在催化剂表面上造成催化剂中毒，促使脱氢和缩合反应的加剧，而产生的次生焦炭；或者是由于催化剂的活性中心被堵塞和中和，所导致的过度热裂化反应所生成的焦炭。

上述四种来源的焦炭通常被分别称为催化焦、附加焦（也称为原料焦）、剂油比焦（也称为可汽提焦）和污染焦。

实际上，这四种来源的焦炭在催化剂上是无法辩认的。

所谓“焦炭”并不是具有严格的固定组成和结构的物质。

它不是纯碳，一般主要由碳和氢组成，是高度缩合的碳氢化合物，但碳和氢的比例受多种因素的影响，有相当大的变化范围。

影响H/C的因素主要有：催化剂、原料、反应温度、反应时间及汽提条件等。

对一定的催化剂和原料，影响焦炭H/C的主要因素是反应温度和反应时间（或结焦量）。

普遍认为，反应温度越高，焦炭的H/C越小，即焦炭中氢含量越低。

反应时间加长也有同样的影响。

在硅酸铝催化剂上用多种单体烃和轻瓦斯油进行催化裂化反应试验，结果表明所得焦炭的H/C不相同，而在0.4～0.9之间变化。

除碳和氢外，焦炭中还可能含有硫、氮、氧等杂原子，这主要决定于原料的杂原子化合物的含量。

应该指出，焦炭的化学组成，是焦炭的一个重要性质，尤其是C/H，对再生器的操作，特别是对装置的热平衡具有重要意义。

但很遗憾，焦炭的C/H很难测定准确，主要是氢含量很难测准，因为一般用燃烧法测定生成的水量，而水量难以测准，而且在燃烧过程中催化剂结构本身也可能放出一部分水，因而造成实验误差。

在生产装置上，一般还是以测定烟气中CO、CO2和O2的组成，利用焦炭在空气中燃烧时的元素平衡等计算焦炭中的C/H比。

2）焦炭的结构前面谈到焦炭的化学组成是不均匀的，而焦炭的结构与其组成密切相关，可以想象，焦炭的结构也是不均匀的，实际研究结果也证明了这一点，而且结构问题比组成更为复杂。

催化裂化装置反应器和再生器的技术改造摘要：延长石油集团公司某炼油厂使用洛阳石油化工公司生产的催化裂化反应再生装置。

针对目前装置存在的生产和安全问题，对系统装置做了进一步的改造，主要是对反应器和再生器的改造。

通过技改生产能力由原来80万t/a扩大到120万t/a。

关键词：催化裂化装置反应再生改造概述目前催化裂化是石油加工的主要手段之一，它在炼油工业生产中占有重要的地位。

一般原油经常减压蒸馏生产的汽油、煤油、柴油等轻质油品仅有10～40%，如果要得到更多轻质产品，须对重油馏分及渣油进行二次加工，使之生成汽油、柴油、气体等轻质产品。

国内外常用的二次加工手段主要有热裂化、焦化、催化裂化和加氢裂化等。

在我国车用汽油的组成最主要是催化裂化汽油，要提高汽油的产量，就要有良好的催化裂化反应和再生装置。

一、催化裂化反应再生的原理催化裂化反应是在催化剂表面上进行的，分解反应生成的气体、汽油、柴油等分子较小的产物离开催化剂进入产品回收系统，而缩合反应生成的焦炭，则沉积在催化剂的表面上，使其活性降低，为了使反应不断进行，就必需烧去催化剂表面上的沉积炭使之恢复活性，这一过程称之为“再生”，可见催化裂化包括“反应”和“再生”两个过程。

二、反应器的改造1. 反应器改造目的针对提升管、汽提段、沉降器的改造，使催化裂化装置能适应各种原料，例如，蜡油、脱沥青、各种馏分油和渣油的范围；提高目的产物“汽油和柴油”产率而降低副产品“气体和焦炭”的产率。

2.反应器改造的过程2.1提升管底部结构更新，增设了两个粗汽油回炼喷嘴。

这样可使粗汽油进提升管回炼，因粗汽油中芳烃含量高，难以裂化，为使它和新鲜原料在不同反应操作条件下进行反应，达到多产液化石油气的目的。

2.2提升管设两层原料喷嘴，以适应不同原料加工量，并根据市场需要调整产品分布，增加了装置操作的灵活性。

2.3提升管出口粗旋风分离器改为挡板汽提式粗旋风分离器，将反应油气和催化剂快速分离，同时尽可能地汽提掉催化剂上携带的油气，减少了二次反应，增加了轻质油收率。

摘要：研究了轻烃芳构化ZnNi/HZSM-5催化剂的失活类型，认为积炭失活是改性ZSM-5催化剂的最主要失活方式，经烧焦可恢复其催化活性。

通过马弗炉静态烧焦和反应管动态烧焦，考察了再生温度对烧焦过程的影响，推测出再生模式。

在小型连续式100 mL固定床装置上在宏观热效应方面模拟了工业烧焦再生过程，认为烧焦是一个从外向内逐步扩散的过程，在催化剂上会形成热点，在烧焦再生的影响因素（再生气的氧含量、空速，再生最高温度和时间等）中，再生最高温度的影响是最显著的，只有达到575℃才能恢复催化剂活性；而再生气空速和氧含量决定了再生时间。

在所考察的3种再生方案中，确定了最佳的再生方案（低起燃温度，一次烧焦）。

该方案不仅比以往方案省时50％，而且再生后ZnNi/HZSM-5催化性能恢复好，稳定性不变。

关键词：ZnNi/HZSM-5；再生；芳构化；轻烃中图分类号：O643.32文献标识码：ASystematic Studies on the Aromatization of LightHydrocarbon(Ⅱ)——Investigation on Reactivation Methodology forZnNi/HZSM-5 CatalystLi Hongyang，Cheng Zhilin，Gui Jianzhou，Liu Ningning，Wei Li，ZhangXiaotong,Ding Hongsheng，Qi Kexin，Ma Zhongge，Song Lijuan，Sun Zhaolin* (Department of Applied Chemistry, Fushun Petroleum Institute,Liaoning Fushun 113001，China)Abstract：After studying the deactivation type of ZnNi/HZSM-5 catalyst of aromatization of light hydrocarbon, the conclusion was drawn that carbon deposition was the main one of modified ZSM-5 and the catalytic activity could be recovered by charking. The reactivation mode was presumed on the basis of the investigation of the influence of temperature on reactivation process by static charking in muffle furnace and dynamic charking in reactor. Reactivation process simulating industrial charking process at macroscopic calorific effectwas studied in 100 mL miniature continuous fixed-bed reactor. The result shows that charking was a diffusion process forming hot spot in catalyst from outer to inner and maximum reactivation temperature was the most important factor among the influential ones including oxygen content, space velocity, time and maximum temperature. Catalytic activity could be recovered only when temperature was higher than 575℃. Meanwhile, reactivation time was determined by space velocity and oxygen content. The best scheme (low initial burning temperature and single charking) was confirmed from the comparison of the three reactivation ones. According to the third scheme, reactivation time was cut down by one half and catalyst stability was maintained after repeated reactivation with the recovery of ZnNi/HZSM-5 catalytic activity.Key words：ZnNi/HZSM-5;Reactivation;Aromatization; Light hydrocarbon* To whom correspondence should be addressed.(Ed.: T. W.)目前，芳构化已逐渐成为轻烃资源合理利用的一条有效途径，此工艺提高了轻烃的附加值，本实验室在芳构化催化剂研制和工艺开发等方面做了系统研究［1～6］。

探讨安装连续重整装置反应器及再生器内件的具体方法连续重整装置在芳烃联合装置中具有重要作用，该装置的原料包括加氢裂化重石脑油、直馏石脑油，可生产出高辛烷值汽油，副产含氢气体、戊烷、液化气、拔头油等产品。

该装置包括三个单元，分别为催化剂连续再生、连续重整、预处理三个环节。

本文主要分析连续重整装置反应器及再生器内件的具体安装方法，确保该装置应用的合理性与科学性。

标签：连续重整装置；再生器；反应器连续重整装置有4个反应器，布置方式为两两重叠。

催化剂再生器在其中具有重要作用，它可实现连续再生，利用催化剂管线，能够了解再生器与反应器。

第四反应器用过的催化剂受到氮气作用影响后，会输送至再生部分，催化剂会进至再生器，在重力作用影响下而移动，通过烧焦、氯化更新、干燥等环节后，可获取再生效果。

利用氢气可将催化剂（再生后）提升至反应器上部，催化器在加热条件下能够再还原，在重力作用下，催化剂会下移至第四反应器，在第四反应器中，被排除的催化剂可存至再生系统，从而将催化剂循环移动过程完成[1]。

1 连续重整装置分析在使用连续重整装置时，该装置内件易发生异常情况，其中反应器操作异常是最严重的异常现象。

在连续重整装置中，大多为重叠式反应器，包括多个组成部分，例如盖板、扇形筒、催化剂输送管、中心管等。

在装置正常运行时，可利用输送管将催化剂送至反应器中心管，在重力作用影响下，催化剂会向下流动，当达到反应器底部后，催化剂会经引导口，被送至另一反应器。

油气主要经反应器入口进至器壁，并流至催化剂床层，然后达到中心管内，流出于反应器出口，可使整个循环过程完成[2]。

反应器问题的产生受到很多因素的影响，最主要的因素在于催化生焦时存在焦粉累积现象，如果焦粉累积太多，就会缩小扇形区面积，对油气正常流通造成很大影响，易导致油气发生阻塞，出现短路的情况，增加了油气气压差。

在扇形筒中，如果积碳持续增加，则会出现扇形筒膨胀现象，若存在严重膨胀，可能引发扇形筒破裂，损坏内件[3]。