汽油加氢反应器的结构目前加氢反应器主体的结构主要采用段焊式、板焊式和多层包扎式。其中板焊式结构最为简单，运用最为广泛。汽油加氢反应器基本结构有筒体、封头、接管、法兰和弯管（见图1）。除此之外，还应设有物料进出口、人孔、热电偶口、开孔补强、裙座、支撑圈以及安全装置等。在生产过程中，将原材料经加工，采用相应的焊接结构（见图二），根据毕业设计任务书要求设计工作温度℃：180/400/470，工作压力Mpa：12.7/0.2/0.2，使用年限20年，筒体直径1500mm的汽油加氢反应器。69811

这种大型塔式反应装置，如果不采用特殊的措施，高达的塔式反应器易倾倒。在一般的塔式反应器底部，通常安防支撑球来防止倾倒现象的出现。由于国五汽油反应过程需要更高的反应温度，且对催化效率有了更高的要求。因此需采用一种新型的支撑球。在球体上开孔和开槽、 增设凸点和提高综合性能的研究。这种改进除可以增加催化效率、促进处安置传热，还可以减少床层气阻，增加产率，减少堆重实现节能减排。[4]

大型塔式反应器中的支撑装置是必不可少的。填料支撑组件采用栅栏支撑，栅梁是大型塔器支撑梁的新进展。它是由2—3块平行立板与若干块筋板组焊成的云梯式的栅格梁。采用栅栏支撑的好处是不会产生气体涡流。此外，栅栏的强度、刚度大，挠度小，适用于大型塔式反应器。[5]

筒体封头的选择：压力容器常用封头有半球形、碟形、椭圆形、锥形、平板形等形封头。这些类型封头在汽油加氢反应器上亦可使用。半球形封头一般用于内压非常高或者直径非常大的压力容器；蝶形封头：蝶形封头可类比于半球形封头，他们的差异在于蝶形封头带折边，承受应力较小。椭圆形封头是压力容器设计制造中最常用的封头，其承受应力的能力介于半球形封头和蝶形封头之间，且制造简单，成本较低。锥形封头一般用于物料排出端，土木施工现场的设备上常见锥形封头。

支座的选择：我所设计的为汽油加氢反应器，它是一种立式压力容器，立式容器常用：耳式支座、支承式支座、腿式支座和裙式支座四中支座。耳式支座结构简单、质量较轻，但对筒体会产生比较大的局部应力，汽油加氢反应器为大型设备，筒体自重较大不适合用耳式支座。支承式支座主要用于高度不高的压力容器，在这里也不适用。腿式支座也适用于尺寸较小的容器。因此综合汽油加氢反应器的特点，裙式支座是最为适宜的。裙式支座适用于高大的压力容器，尤其是塔设备，一般均采用裙式支座。论文网

采用催化剂孔结构，可以更高效的完成反应，增大产量。催化剂孔的结构的影响对正丁烷氧化为顺丁烯二杆酸酐在床反应器已由数值模拟研究验证。[6]

 加氢反应器结构简图

中国石油天然气股份有限公司大庆炼化分公司在2016年对汽油加氢反应器进行改造以生产国五标准汽油调和组分。根据生产要求，在工艺上进行调整，装置连续运行7 个月后，加氢脱硫反应器催化剂的活性正在大幅度降低，所以，根据装置计划运行周期考虑，进行了国五升级改造，新增一台加氢后处理反应器，以保证装置长周期平稳运行。[7]

2汽油加氢反应器的选材

Q345R是压力容器制造中常常选用的钢材，其冲击韧性较好，适用于耐压容器。但汽油加氢反应是在高温高压下在特定的压力容器内进行的反应。Q345R在高温高压下易发生氢脆现象，使容器失效发生危险。故在此设计中不采用普通的Q345R压力容器用钢。

铬钼钢对于高温高压汽油加氢反应装置来说是一个较好的选择。除碳钢外，它也是压力容器常选用的材料, 在加氢反应器的发展历程中，有着较长的使用历史。由于汽油加氢这一化学反应需要在高温高压下进行，在高温高压下，合金中的碳元素很容易与氢元素反应生成甲烷，造成产品纯度下降。故铬钼钢出众的高温强度和抗氢腐蚀性能是加氢反应器设计广泛运用其为母材的原因。但，在较高的温度下，铬钼钢也会发生蠕变变形，另外，随着装置的大型化，装置的整体质量也需要减轻。实行国五标准后，生产过程中的反应温度进一步提高。反应温度升高造成工况改变，加氢反应器对材料的抗氢腐蚀能力与蠕变极限等性能有了更高的要求。因此，使用传统的铬钼钢作为汽油加氢反应器的母材便不是最好的选择。生产工艺先进的国家在上世纪八十年代开始改良铬钼钢的性能以应对更高要求的压力容器制造选材。主要方法是在铬钼钢中加入钒，钒的加入不仅可以使铬钼钢的蠕变极限与抗氢腐蚀能力提高，且可以减轻母材重量，提高韧性，使汽油加氢反应器向大型化发展又向前迈出了一步。使用的加钒钢板强度高、壁厚，且筒节直径相对较小，曲率大，因此卷制筒体较为困难，但近几年国内对生产设备进行了大规模的改进和升级，筒节采用温卷温校技术，已经能够达到技术要求。[8]