專利名稱：一種烴油兩相加氫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及烴油加氫技術(shù)，特別涉及液相加氫技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前世界經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，需要生產(chǎn)大量輕質(zhì)清潔燃料，這些都要求對(duì)現(xiàn)有的煉油技術(shù)進(jìn)行完善和改進(jìn)，以最低的成本生產(chǎn)出符合要求的產(chǎn)品。隨著原油資源的日益短缺和重質(zhì)化、劣質(zhì)化發(fā)展，催化裂化和焦化成為生產(chǎn)輕質(zhì)燃料產(chǎn)品的重要手段，但這兩種工藝得到的產(chǎn)品質(zhì)量一般難以達(dá)到嚴(yán)格的質(zhì)量指標(biāo)要求。輕質(zhì)燃料產(chǎn)品質(zhì)量體系中，硫含量是最重要的指標(biāo)，如何降低石油產(chǎn)品中硫含量是當(dāng)前石油化工行業(yè)面對(duì)的最重要問(wèn)題之一，另外柴油產(chǎn)品的十六烷值一直受到關(guān)注，其規(guī)格要求也越來(lái)越嚴(yán)格。目前，以脫硫和改質(zhì)為主要目的加氫工藝在清潔燃料生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用。加氫技術(shù)是改善烴油質(zhì)量常用的技術(shù)之一，隨著全球原油市場(chǎng)供應(yīng)趨于較高硫含量的原油，煉廠需加工含硫較高的劣質(zhì)烴油，將硫、氮、氧和金屬等雜質(zhì)在煉制過(guò)程中脫除，通過(guò)改變烴油的分子結(jié)構(gòu)改變其品質(zhì)，從而使各種產(chǎn)品滿足規(guī)范要求。烴油加氫過(guò)程實(shí)際上參與反應(yīng)的氫氣只有用于化學(xué)氫耗的氫氣，而傳統(tǒng)滴流床反應(yīng)器加氫技術(shù)，需要有大量過(guò)剩的氫氣存在，使得反應(yīng)器的體積比較大，并且維持過(guò)剩氫氣需要用循環(huán)氫壓縮機(jī)。在傳統(tǒng)的加氫工藝中氫需要從氣相傳遞到液相，然后共同吸附在催化劑的表面，在催化劑活性中心的作用下進(jìn)行反應(yīng)。由于加氫反應(yīng)是一個(gè)強(qiáng)放熱反應(yīng)，為了維持反應(yīng)溫度，利用大量的氫氣和原料油通過(guò)催化劑床層帶走反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，而在加氫反應(yīng)過(guò)程中實(shí)際需要的氫(化學(xué)氫耗)比較少，沒(méi)有參加反應(yīng)的氫氣，循環(huán)到加氫反應(yīng)器繼續(xù)參與反應(yīng)；傳統(tǒng)烴油加氫技術(shù)采用大量過(guò)剩氫氣的另一個(gè)主要原因是維持烴油加氫反應(yīng)的氫分壓，維持較高的氫分壓在熱力學(xué)上有利于加氫精制和加氫裂化反應(yīng)，抑制生成焦炭的縮合反應(yīng)。沒(méi)有參加反應(yīng)的氫氣通過(guò)分離器與液相分離并除去雜質(zhì)后，通過(guò)循環(huán)氫壓縮機(jī)將其壓力升高到反應(yīng)所需的壓力送到反應(yīng)器繼續(xù)參加加氫反應(yīng)。循環(huán)氫壓縮機(jī)的作用就是將沒(méi)有參與加氫反應(yīng)的氫氣提高壓力使其循環(huán)使用，因此循環(huán)氫氣壓縮機(jī)在現(xiàn)有加氫技術(shù)中成為必不可少的設(shè)備，業(yè)內(nèi)稱其為加氫裝置的心臟。傳統(tǒng)的固定床加氫反應(yīng)器內(nèi)是氣、液、固三相并存，氣相為氫氣和烴類原料的蒸氣，液相為未汽化的烴類原料，固相為催化劑。氣液兩相是以滴流的形式通過(guò)催化劑床層，因此也稱滴流床反應(yīng)器。在滴流床反應(yīng)器中，為了加大傳質(zhì)力度，氫氣與原料油的體積比一般為50 2000 1，因此加氫反應(yīng)器設(shè)計(jì)的比較大，而實(shí)際參加反應(yīng)的原料油與液時(shí)空速有關(guān)，空速反映了裝置的處理能力，工業(yè)上希望采用較大的空速操作，但空速受到反應(yīng)速度的制約。空速根據(jù)催化劑活性、原料性質(zhì)、反應(yīng)深度的不同一般在0. 5 IOtT1之間波動(dòng)。目前工業(yè)應(yīng)用的加氫精制過(guò)程在一定反應(yīng)溫度條件下降低空速會(huì)提高烯烴飽和率、加氫脫硫率和加氫脫氮率。在加氫裂化條件下，提高空速對(duì)總的轉(zhuǎn)化率影響不大，但反應(yīng)產(chǎn)物中的輕組分含量下降較多。采用過(guò)剩氫氣的目的是加強(qiáng)傳質(zhì)和帶走因加氫反應(yīng)而產(chǎn)生的大量熱量，循環(huán)氫壓縮機(jī)作為加氫過(guò)程的心臟，投資和操作費(fèi)用均較高，為了取消循環(huán)氫壓縮機(jī)，人們開(kāi)始考慮利用供氫劑為烴油加氫過(guò)程提供氫源，USP4698147即公開(kāi)了利用供氫劑減小停留時(shí)間，反應(yīng)后供氫劑利用氫氣進(jìn)行再生，再生后循環(huán)使用。為了加強(qiáng)裂化反應(yīng)，USP4857168公開(kāi)了利用供氫劑和氫氣為重油加氫提供氫源的重油加氫裂化方法，供氫劑主要起抑制生成焦炭的縮合反應(yīng)的作用。上述改進(jìn)仍然需要循環(huán)氫和循環(huán)氫壓縮機(jī)，CN200810141293. X提出了一種兩相加氫方法，取消了循環(huán)氫和循環(huán)氫壓縮機(jī)，將氫氣在溶劑或者稀釋劑的存在下與新鮮原料油和部分循環(huán)油混合形成混合物流，混合物流在分離罐中將氣體分離后，液相進(jìn)入反應(yīng)器與催化劑接觸進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)流出物一部分作為循環(huán)油，另一部分去氣液分離器進(jìn)行分離后得到產(chǎn)品，但裝置投資仍然較高，循環(huán)油高溫高壓，設(shè)備管道投資較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種烴油兩相加氫方法，該方法將混合器及循環(huán)油管設(shè)置在加氫反應(yīng)器里，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大大節(jié)約了空間，降低了投資。本發(fā)明一種烴油兩相加氫方法，氫氣與新鮮原料油和循環(huán)油在混合器中混合形成混合物流，混合物流后與催化劑接觸進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)流出物一部分作為循環(huán)油，另一部分進(jìn)行分離。其特征在于混合器設(shè)置在加氫反應(yīng)器頂部，循環(huán)油管設(shè)置在加氫反應(yīng)器內(nèi)部，循環(huán)油通過(guò)循環(huán)油管在加氫反應(yīng)器中循環(huán)。循環(huán)油管一端與混合器相連，另一端通過(guò)循環(huán)油泵與加氫反應(yīng)器出口相連。循環(huán)油管設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)部，形成的混合物流進(jìn)入反應(yīng)器床層，在反應(yīng)器頂部分離出少量氣體后，液體與催化劑接觸進(jìn)行反應(yīng)，氣體從反應(yīng)器頂部排出，反應(yīng)流出物一部分作為循環(huán)油，由循環(huán)油泵打入循環(huán)油管進(jìn)行循環(huán)，另一部分經(jīng)降壓閥降壓后進(jìn)入低壓分離器進(jìn)行氣液分離得到產(chǎn)品。本發(fā)明的一種烴油兩相加氫方法，反應(yīng)流出物一部分作為循環(huán)油，由循環(huán)油泵打入循環(huán)油管進(jìn)行循環(huán)。循環(huán)油管設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)，循環(huán)油與氫氣自下而上進(jìn)入混合器。本發(fā)明的一種烴油兩相加氫方法，反應(yīng)流出物另一部分經(jīng)降壓閥降壓后進(jìn)入低壓分尚器進(jìn)行氣液分尚。本發(fā)明所述一種烴油兩相加氫方法，至少脫除其硫、氮、氧、金屬雜質(zhì)中一種污染物，并飽和芳烴，改變烴油分子結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述一種烴油兩相加氫方法反應(yīng)器中催化劑可以是單床層或多床層裝填，反應(yīng)器頂部封頭設(shè)有混合器，使新鮮進(jìn)料、循環(huán)油和氫氣混合溶解，排出部分氣體后，溶氫混合物進(jìn)入催化劑床層與催化劑接觸進(jìn)行反應(yīng)，對(duì)多床層反應(yīng)器來(lái)說(shuō)，床層間也設(shè)有混合器，從第一段催化劑床層出來(lái)的流出物進(jìn)入床層混合器使床層間注入的氫氣溶解其中，排出部分氣體后，液體進(jìn)入第二段催化劑床層，與催化劑接觸繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，依此類推，反應(yīng)流出物從反應(yīng)器出口引出，部分反應(yīng)流出物作為循環(huán)油通過(guò)循環(huán)油管返回到反應(yīng)器頂部混合器中與新鮮原料混合，另一部分經(jīng)降壓閥降壓后進(jìn)入低壓分離器進(jìn)行氣液分離。本發(fā)明所述一種烴油兩相加氫方法的新鮮原料油為烴油或者烴油餾分油，如石油餾分、餾分油、柴油、脫浙青油、渣油、潤(rùn)滑油、煤液化油和頁(yè)巖油或者其產(chǎn)品。本發(fā)明所述一種烴油兩相加氫方法利用混合器使氫氣溶解在混合原料油中為烴油的加氫反應(yīng)提供氫源。本發(fā)明所述一種烴油兩相加氫方法可用于直餾餾分油、FCC循環(huán)油、焦化瓦斯油CG0，或者其混合煤油和柴油加氫處理，還可用于FCC原料預(yù)處理，用于新建裝置和緩和加氫裂化改造，用于生產(chǎn)ULSD，用于原料預(yù)處理或者產(chǎn)品的后處理。本發(fā)明一種烴油兩相加氫方法有以下優(yōu)點(diǎn)I)催化劑用量少；2)氫損失較??； 3)較低的操作費(fèi)用；4)液體收率較高；5)較大的操作靈活性；6)產(chǎn)品的硫氮含量非常低；7)較低的投資；8)減小了反應(yīng)器體積；9)對(duì)于生產(chǎn)超低硫柴油而言，改造費(fèi)用很低。與傳統(tǒng)滴流床加氫的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可脫硫90% 98%，而氫耗僅是滴流床加氫反應(yīng)器的70% 90%，催化劑總用量?jī)H為15% 30%。


圖I為本發(fā)明一種烴油兩相加氫方法流程圖。
圖2為本發(fā)明一種烴油兩相加氫方法另一種實(shí)施方式流程圖。圖中1.新鮮原料，2.混合器，3.反應(yīng)器頂部氣體，4.催化劑床層，5.加氫反應(yīng)器，6.補(bǔ)充氫氣，7.床層間補(bǔ)充氫氣，8.床層間氣體，9.反應(yīng)流出物，10.循環(huán)油泵，11.循環(huán)油，12.循環(huán)油管，13.低壓分離器，14.低壓分離器氣體，15.低壓分離器液體
具體實(shí)施例方式圖I所示為本發(fā)明第一種實(shí)施方式。圖I中所示反應(yīng)器為兩段催化劑床層。由混合器2、加氫反應(yīng)器5、循環(huán)油泵10、低壓分離器13等設(shè)備組成。新鮮原料油I與氫氣6和循環(huán)油11在混合器2中混合溶解形成混合物流，在反應(yīng)器頂部分離出氣體3后，混合物流從反應(yīng)器頂部進(jìn)入反應(yīng)器第一段催化劑床層4與催化劑接觸反應(yīng)，床層間也設(shè)有混合器，從第一段催化劑床層出來(lái)的流出物進(jìn)入床層混合器使床層間注入的氫氣溶解其中，排出部分氣體后，液體進(jìn)入第二段催化劑床層，與催化劑接觸繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，從反應(yīng)器5底部出來(lái)的反應(yīng)流出物9分成兩部分，一部分作為循環(huán)油11由循環(huán)油泵10打入循環(huán)油管12返回到反應(yīng)器頂部混合器中與氫氣和新鮮原料油混合，另一部分經(jīng)降壓閥降壓后進(jìn)入低壓分離器13進(jìn)行氣液分離，低壓分離器分離后得到的氣體14和液體15進(jìn)入分餾部分，分離后得到產(chǎn)品出裝置。圖2所示為本發(fā)明另一種實(shí)施方式，與第一種實(shí)施方式的區(qū)別就在于循環(huán)油管12與催化劑床層間混合器2也相連，從反應(yīng)器5底部出來(lái)的反應(yīng)流出物9分成兩部分，一部分作為循環(huán)油11由循環(huán)油泵10打入循環(huán)油管12同時(shí)返回到反應(yīng)器頂部混合器和催化劑床層間混合器中，與氫氣和新鮮原料油混合，另一部分經(jīng)降壓閥降壓后進(jìn)入低壓分離器13進(jìn)行氣液分離，低壓分離器分離后得到的氣體14和液體15進(jìn)入分餾部分，分離后得到產(chǎn)品出
>J-U 裝直。
權(quán)利要求
1.一種烴油兩相加氫方法，氫氣與新鮮原料油(I)和循環(huán)油(11)在混合器(2)中混合形成混合物流后與催化劑接觸在加氫反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)流出物一部分作為循環(huán)油(11)，另一部分進(jìn)行分離，其特征在于混合器(2)設(shè)置在反應(yīng)器頂部?jī)?nèi)，循環(huán)油管(12)設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)部，循環(huán)油管(12) —端與混合器(2)相連，另一端通過(guò)循環(huán)油泵(10)與反應(yīng)器出口(9)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種烴油兩相加氫方法，其特征在于反應(yīng)器中催化劑為單床層或多床層裝填。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種烴油兩相加氫方法，其特征在于在反應(yīng)器催化劑床層(4)間設(shè)置有混合器(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種烴油兩相加氫方法，其特征在于所述循環(huán)油通過(guò)循環(huán)油管(12)進(jìn)入催化劑床層間混合器(2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種烴油兩相加氫方法，其特征在于所述原料油為烴油或者烴油的餾分油。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種烴油兩相加氫方法，其特征在于所述混合器(2)設(shè)置在反應(yīng)器頂部封頭內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種烴油兩相加氫方法，其特征在于所述混合物流在反應(yīng)器頂部分離出少量氣體后，液體與催化劑接觸進(jìn)行反應(yīng)，氣體從反應(yīng)器頂部排出。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種烴油兩相加氫方法，本發(fā)明通過(guò)將混合器設(shè)置在加氫反應(yīng)器頂部，循環(huán)油管設(shè)置在加氫反應(yīng)器內(nèi)部，氫氣與新鮮原料油和循環(huán)油在混合器中混合形成混合物流，混合物流后與催化劑接觸進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)流出物一部分作為循環(huán)油，另一部分進(jìn)行分離。循環(huán)油通過(guò)循環(huán)油管在加氫反應(yīng)器中循環(huán)，循環(huán)油管一端與混合器相連，另一端通過(guò)循環(huán)油泵與加氫反應(yīng)器出口相連。該方法將混合器及循環(huán)油管設(shè)置在加氫反應(yīng)器里，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大大節(jié)約了空間，降低了投資。
文檔編號(hào)C10G67/02GK102732299SQ20111008994
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者劉兵兵, 師敬偉, 張光黎, 曾茜, 朱華興, 薛皓, 韓旭輝 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中石化洛陽(yáng)工程有限公司