हाइड्रोजन रिएक्टर क्या है?

मूल प्रश्न का उत्तरःहाइड्रोजन रिएक्टर क्या है, और हाइड्रोजन सेवा किस प्रकार की अनूठी डिजाइन और सुरक्षा चुनौतियों का सामना करती है?हाइड्रोजन रिएक्टर एक उच्च दबाव वाला पात्र है जिसे उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाओं के लिए बनाया गया है, जिसमें हाइड्रोजन गैस (एच 2) कार्बनिक सब्सट्रेट (अल्केन, एल्डेहाइड, नाइट्रो यौगिक,या सुगंधित पदार्थ) एक ठोस उत्प्रेरक (आमतौर पर निकल) की उपस्थिति में, पैलाडियम, प्लेटिनम, या तांबा-क्रोमाइट) संतृप्त यौगिकों, अमीन्स, अल्कोहल, या अन्य कम उत्पादों का उत्पादन करने के लिए। 0 के हाइड्रोजन दबाव पर काम करना।5-30 एमपीए और 50-400 डिग्री सेल्सियस के तापमान, हाइड्रोजन रिएक्टरों को अद्वितीय चुनौतियों का सामना करना पड़ता हैः कार्बन और कम मिश्र धातु वाले स्टील्स के हाइड्रोजन भ्रूण (एचई) (उच्च तापमान हाइड्रोजन हमले के लिए एपीआई 941 / नेल्सन वक्र सामग्री चयन की आवश्यकता),हाइड्रोजन की अत्यधिक ज्वलनशीलता (हवा में 4-75% विस्फोटक सीमा), 500 डिग्री सेल्सियस पर स्वतः प्रज्वलन), और हाइड्रोजन की कम घुलनशीलता (लगभग 0.8 एमएम 1 एटीएम पर) को दूर करने के लिए उच्च-शेयर गैस-तरल द्रव्यमान हस्तांतरण (केएलए) की आवश्यकता।

1हाइड्रोजन सेवा के लिए मूल डिजाइन और सुरक्षा सिद्धांत

·**हाइड्रोजन भ्रष्टता की रोकथामः**परमाणु हाइड्रोजन 1 एमपीए से अधिक के दबाव पर स्टील ग्रिड में फैल सकता है, जिससे हाइड्रोजन फ्रैगिलिटी होती है जो डक्टिलिटी को कम करती है और क्रैकिंग शुरू करती है।रोकथाम के लिए कम शक्ति वाले स्टील्स का चयन करना आवश्यक है (NACE MR0175 के अनुसार 620 एमपीए से कम शक्ति)उच्च दबाव हाइड्रोजन सेवा के लिए ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स (316L) या निकल मिश्र धातुओं (हैस्टेलॉय बी-2, मोनेल) का उपयोग करना,और रखरखाव के दौरान हाइड्रोजन प्रेरित क्रैकिंग (एचआईसी) के लिए वेल्ड की अल्ट्रासोनिक जांच करना.

·**उच्च तापमान हाइड्रोजन हमला (एचटीएचए):200 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान और हाइड्रोजन के 0.7 एमपीए से अधिक के आंशिक दबाव पर हाइड्रोजन कार्बन स्टील में कार्बाइड के साथ प्रतिक्रिया करता है,मीथेन (CH4) बनाने वाला जो अनाज की सीमाओं पर जमा हो जाता है और दरार का कारण बनता है; नेल्सन वक्र (एपीआई अनुशंसित अभ्यास 941) 1.25Cr-0.5Mo और 2 के साथ प्रत्येक सामग्री ग्रेड के लिए सुरक्षित संचालन लिफाफे को परिभाषित करते हैं।हाइड्रोजन सेवा में 300 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान के लिए आवश्यक 25Cr-1Mo स्टील्स.

·**विस्फोट प्रतिरोधी डिजाइन और क्षेत्र वर्गीकरणः**हाइड्रोजन सेवा क्षेत्रों को ATEX क्षेत्र 1 (जहां सामान्य संचालन के दौरान विस्फोटक वातावरण हो सकता है) के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जिसके लिए विद्युत उपकरण Ex d (ज्वालारोधक) या Ex i (अंतर्निहित सुरक्षा) की आवश्यकता होती है।रिएक्टर प्रणाली में नाइट्रोजन शुद्धिकरण लाइनें शामिल हैं (हाइड्रोजन की शुरूआत से पहले 1% से कम O2), आग के मामले और प्रतिक्रिया से बाहर निकलने के परिदृश्यों के लिए एपीआई 520 के अनुसार टूटने की डिस्क या राहत वाल्व का आकार और स्वचालित इंटरलॉक जो कम दबाव, उच्च तापमान का पता लगाने पर हाइड्रोजन फ़ीड बंद करते हैं,या हलचल का नुकसान.

2हाइड्रोजन रिएक्टर के प्रमुख प्रकार

·**स्लरी-फेज हाइड्रोजन रिएक्टरः**ठीक रसायनों, फार्मास्यूटिकल्स और खाद्य तेलों के तरल चरण हाइड्रोजन के लिए प्रयोग किया जाता है; इसमें गैस स्पार्किंग, रेनी निकेल या पीडी/सी उत्प्रेरक निलंबन के साथ एक हलचल ऑटोक्लेव है,और बाहरी गर्मी हटाने के लिए आंतरिक शीतलन कुंडल0.5-5 एमपीए एच 2 दबाव, 50-200 डिग्री सेल्सियस पर काम करता है, और 300-600 आरपीएम पर रुस्टन टरबाइन के साथ 0.1-0.5 एस ^ -1 के केएलए मूल्यों को प्राप्त करता है।

·**फिक्स्ड-बेड ट्रिपल-फ्लो हाइड्रोजन रिएक्टरः**पेट्रोलियम रिफाइनिंग में हाइड्रोट्रेटिंग और हाइड्रोडेसल्फ्यूराइजेशन (एचडीएस) के लिए इस्तेमाल किया जाता है; तरल और गैस एक पैक किए गए उत्प्रेरक बिस्तर (एलुमिना पर को-मो या नी-मो) के माध्यम से एक साथ नीचे की ओर बहती है;3-20 एमपीए एच2 पर काम करता है, 300-450 डिग्री सेल्सियस, 0.5-5.0 h^-1 के तरल प्रति घंटा अंतरिक्ष गति (LHSV) के साथ, अल्ट्रा-लो-सल्फर डीजल के लिए 5,000 पीपीएम से 10 पीपीएम से कम तक सल्फर को हटाने के लिए।

·**फ्लुइडिज्ड-बेड हाइड्रोजन रिएक्टरः**बड़ी मात्रा में रसायनों के वाष्प-चरण हाइड्रोजन के लिए प्रयोग किया जाता है (बेंजीन से साइक्लोहेक्साइन, सिंथेसिस गैस से मेथनॉल); गैस 0.3-1.0 मीटर/सेकंड की गति से उत्प्रेरक कणों (50-200 माइक्रोमीटर) को तरल करती है,उत्कृष्ट गर्मी हस्तांतरण (U = 400-800 W/(m^2*K)) और तापमान एकरूपता प्राप्त करना; 1-10 एमपीए, 150-400 डिग्री सेल्सियस पर काम करता है, प्रति रिएक्टर 1-20 टन के उत्प्रेरक भंडार के साथ।

हाइड्रोजन रिएक्टर प्रकार तुलना मैट्रिक्स

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: हाइड्रोजन रिएक्टर का मुख्य कार्य क्या है?

A: एक हाइड्रोजन रिएक्टर कैटालिटिक हाइड्रोजनीकरण कर रहा है, ठोस उत्प्रेरक की उपस्थिति में कार्बनिक सब्सट्रेट के साथ हाइड्रोजन गैस की प्रतिक्रिया करके संतृप्त यौगिकों, कम मध्यवर्ती पदार्थों,या सल्फ़ुरीकृत ईंधन के दबाव पर 0.5-30 एमपीए और 50-400 डिग्री सेल्सियस के तापमान के साथ, हाइड्रोजन भ्रष्टता और उच्च तापमान हाइड्रोजन हमले का विरोध करने के लिए चयनित सामग्री के साथ।

प्रश्न: हाइड्रोजन भ्रष्टता क्या है और इसे कैसे रोका जाता है?

A: हाइड्रोजन भ्रष्टता तब होती है जब परमाणु हाइड्रोजन स्टील जाली में फैलता है, डक्टिलिटी को कम करता है और दरार शुरू करता है;रोकथाम में कम शक्ति वाले स्टील्स (उपज 620 एमपीए से कम) का चयन शामिल है, उच्च दबाव सेवा के लिए ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस (316L) या निकल मिश्र धातु का उपयोग करते हुए, और हाइड्रोजन युक्त वातावरण के लिए NACE MR0175 सामग्री आवश्यकताओं को लागू करते हुए।

प्रश्न: नेल्सन वक्र (एपीआई 941) क्या हैं?

उत्तर: नेल्सन वक्र उच्च तापमान हाइड्रोजन सेवा में प्रत्येक स्टील ग्रेड के लिए सुरक्षित संचालन लिफाफे ̊तापमान और हाइड्रोजन आंशिक दबाव ̊ को परिभाषित करते हैं;वक्र के ऊपर काम करने से उच्च तापमान हाइड्रोजन हमला (एचटीएचए) होता है, जहां हाइड्रोजन कार्बाइड के साथ प्रतिक्रिया करता है और मेथेन बनाता है जो अनाज-सीमा दरार और पोत विफलता का कारण बनता है।

प्रश्न: स्लरी हाइड्रोजनीकरण में गैस-तरल द्रव्यमान हस्तांतरण कैसे प्राप्त किया जाता है?

उत्तर: स्लरी रिएक्टरों में, रुशटन डिस्क टर्बाइन हाइड्रोजन गैस को तरल चरण में ठीक बुलबुले के रूप में फैलाती है, जिससे 300-600 आरपीएम पर 0.1-0.5 एस ^ -1 के वॉल्यूमेट्रिक द्रव्यमान हस्तांतरण गुणांक (केएलए) प्राप्त होते हैं;हाइड्रोजन विघटन दर समग्र प्रतिक्रिया दर को नियंत्रित करती है, जिससे रिएक्टर उत्पादकता के लिए इम्पेलर डिजाइन और गैस स्पार्किंग कॉन्फ़िगरेशन महत्वपूर्ण हो जाते हैं।