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多种反应器工艺放大平台手册

发布日期:2026-07-22 17:09:01     供稿部门:    浏览:

一、平台简介

多种反应器工艺放大平台隶属于榆林中科洁净能源创新研究院,是为响应反应过程中试放大的实际需求,在榆林市政府与榆林创新院的大力支持与规划下建成的专业工艺放大子平台,为专注于化工工艺放大试验的实验室。

平台核心目标是通过系列放大试验研究,确认催化剂在工业运行工况下的真实状态,探索反应器与催化剂的高效适配耦合机制,获取精准的宏观反应动力学数据,为项目的工业化过程放大与后续工艺包编制提供关键核心依据。

目前平台已建成立升级固定床加氢反应装置A、立升级固定床加氢反应装置B、高压单管反应装置、百吨级多层固定床装置四套核心设施,可充分支撑能源化工、精细化工领域多个项目的放大试验运行。后续平台还将根据需求持续规划建设浆态床、流化床等多种形式的反应装置。平台将适配加氢、氧化、异构化、羰基化、费托合成、胺化、脱水、热解等多种反应体系,建成后将全面适配加氢、氧化、异构化、羰基化、费托合成、胺化、脱水、热解等多种反应体系,涵盖从能源化工到精细化工的多领域应用场景,形成从吨级到百吨级的多尺度工艺放大能力。

针对现有装置暂无法直接匹配但有放大试验需求的项目,平台支持在原有装置基础上进行定制化改造,例如更换反应器选型、调整流量计类型、扩容单泵打量等。同时平台还可对外开放专属试验场地、专业运行人员、公辅配套、仓储空间,充分支持项目方携带自有装置入驻开展放大试验。

除完成正常工艺放大试验外,平台还可协助完成技术成果鉴定,热分析评估报告等等。

二、现有装置及参数

(一)立升级固定床加氢反应装置A

该装置建成于2023年,包含气相进料、液相进料、预热、反应、气液分离、尾气处理、气相循环等单元。分别有氢气、氮气、空气三路进气,有两路液相进料,反应器设计为绝热反应器。主要面向于低、中压胺化项目,目前已支撑的项目有:异丙醇和氨反应制异丙基胺项目,完成500小时工艺验证;乙醇胺化制乙胺项目,完成放大试验工艺验证;BDO脱水-胺化制四氢吡咯项目,完成放大试验工艺验证;丙烯腈合成多功能有机碱化合物加氢段,完成500小时工艺验证;乙醇脱氢胺化制乙腈项目,完成500小时工艺验证;以及其它项目。

装置参数:

1.两台反应器有效容积:4L,内径50mm,高2341mm/15L,内径120mm,高1970mm;

2.反应器设计压力:8Mpa;

3.操作压力:7MPa;

4.反应器设计温度:430℃,材质316L;

5.操作温度(最高):410℃;

6.液氨进料量范围:1-10NL/h;

7.原料进料量范围:1-10NL/h;

8.补充氢流量范围:300-1200NL/h;

1.循环氢流量范围:3000-6000NL/h;

2.反应器保温方式:绝热控制;

3.设有原料预热系统;

4.设有循环氢系统;

5.设有液氨循环回收系统;

6.配套冷水机、氮气、空气、氢气、放空系统。

(二)立升级固定床加氢反应装置B

该装置建成于2023年,包含气相进料、液相进料、预热、反应、气液分离、尾气处理、气相循环等单元。分别有氢气、氮气两路进气,一路液相进料。反应器设计有两台,一台列管式反应器为等温反应器,管外介质为导热油,一台填充固定床反应器为绝热反应器,两台反应器只能单独使用。主要面向于中低压气液固加氢反应体系,目前已支撑的项目有:煤基燃料加氢项目,已进行放大试验三次,产出合格油品;特种煤油加氢项目,产出合格油品;异辛烯醛加氢制异辛醛项目,完成500小时工艺验证;以及其它项目。

装置参数:

1.填充固定床反应器:有效容积30L,内径120mm,高2920mm;

2.列管反应器:列管27根,单管内径22mm,长3m,管外介质为导热油;

3.反应器设计压力:6Mpa;

4.反应器设计温度:350℃,材质316L;

5.操作温度(最高):330℃/300℃(列管),控制精度±1℃;

6.操作压力:5MPa(最高),控制精度±0.05Mpa;

7.液体原料进料量范围:40-200L/h;

8.补充氢流量范围:300-2000NL/h,控制精度±0.25%F.S.;

9.循环氢流量范围:3000-20000NL/h,控制精度±0.25%F.S.;

10.反应器保温方式:等温;

1.设有原料预热系统;

2.设有循环氢系统,含有碱洗、吸附等循环氢净化措施;

3.设有防雾沫夹带措施;

4.配套冷水机、氮气、氢气、放空系统。

(三)高压单管反应装置

该装置建成于2024年,包含新氢增压、气体进料、液体进料、预热反应、产品吸收单元、气液分离、循环氢、熔盐等单元。分别有氢气、氮气、空气、补充气四路进气,有两路液相进料,主要面向于中高压单管加氢反应。目前已支撑的项目有:1,3-丁二醇缩合反应项目,完成500小时工艺验证;异辛醛氧化项目,完成工艺放大验证;以及其它项目。

装置参数:

1.反应器设计压力:20MPa,操作用压力不大于18MPa;

2.反应器设计温度:550℃,操作温度不高于500℃,材质S321;

3.反应器规格:内径28mm,有效高度3000mm,2台可以切换串联/并联操作,带夹套,夹套内介质为熔盐,夹套外有电加热;

4.液体1计量泵流量范围:1-5L/h;

5.液体2计量泵流量范围:1-6L/h;

6.喷淋泵流量范围:2-20L/h;

7.新氢系统流量:20Nm³/h;

8.新氢压缩机:入口1MPa,出口20MPa,流量20Nm³/h;

9.循环压缩机:压比大于1.2,出口最大压力20MPa,一开一备;

1.循环氢气流量范围:4-40Nm³/h(高压)、2-20Nm³/h(低压);

2.补充气流量范围:0.2-2Nm³/h高压)、0.1-1Nm³/h(低压);

3.配套冷水机、氮气、氢气、放空系统。

(四)百吨级多层固定床装置

该装置建成于2024年,为通用型装置,本装置包含液相进料、气相进料、固定床反应、气液分离、公用工程五个单元。五个单元集中在一个框架中。有4台固定床反应器,可串联操作,也可单独操作。目前已支撑的试验有:羟基丁醛加氢项目,完成放大工艺验证;脱硫催化剂还原项目,完成240kg含氯催化剂还原;乙醇偶联制高碳醇项目,完成1000小时工艺验证;对硝基苯乙腈加氢制对氨基苯乙腈项目以及其它项目。

装置参数:

1.反应器最高操作温度:600℃(常压),材质S321;

2.反应器最高操作压力:8MPag(300℃);

3.单个反应器催化剂装填量:20L;

4.液体原料进料范围:0-15L/h(单台);

5.氨气进料范围:0-5kg/h(单台);

6.新氢流量范围:0-10NM3/h;

7.循环氢流量范围:单个0-10NM3/h,总管应满足0-40NM3/h;

8.温度控制精度:±2℃;

9.压力控制精度:±5%F.S.;

10.气体流量控制精度:±1%F.S.;

11.液体控制精度:±5%F.S.;

12.尾气流量范围:0-5Nm³/h,流量计耐压≥1.0MPa;

13.流量:气体流量控制精度为±1%F.S.;

14.液位:液位度控制精度为±2mm;

15.配套冷水机、氮气、氢气、放空系统。

(五)其它装置

除上述固定装置外,平台还可对外开放专属试验场地、专业运行人员、全链路公辅配套资源、专属仓储空间,充分支持项目方携带自有装置入驻开展放大试验。平台可全程协助项目组完成装置安装、公辅对接、操作人员培训、装置调试、日常运行维护等全流程工作,大幅降低项目方自行开展中试放大的门槛与成本。

已入驻项目示例:低温氨分解项目,完成500小时工艺验证;乙醇与苯制乙苯联产乙烯项目,完成放大试验工艺验证;二氧化碳加氢制甲烷项目,完成放大试验工艺验证;以及其它项目。

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