一種流化床加氫系統(tǒng)及加氫方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及加氫領(lǐng)域，更進(jìn)一步說(shuō)，涉及一種流化床加氫系統(tǒng)及加氫方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著原油的變重，變劣，重、渣油的深度加工技術(shù)已經(jīng)成為石油資源利用開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)，目前工業(yè)上廣泛采用的渣油加氫工藝主要有固定床和沸騰床兩種。當(dāng)處理劣質(zhì)(高硫、高殘?zhí)?、高金?渣油時(shí)，固定床加氫會(huì)遇到高放熱反應(yīng)引起的催化劑床層結(jié)焦、固體物積聚引起的床層壓降增大及催化劑中毒等問(wèn)題。沸騰床加氫則避免了固定床加氫的問(wèn)題，可以很好地適應(yīng)加工劣質(zhì)渣油，同時(shí)能保證裝置的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0003]懸浮床加氫也是一種重油輕質(zhì)化重要的化工反應(yīng)過(guò)程，在石油加工、煤化工和化工行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景，固定床和沸騰床加氫已得到大量的工業(yè)應(yīng)用，懸浮床在重油加工中處于工業(yè)試驗(yàn)階段。
[0004]煤液化反應(yīng)器是煤直接液化工藝的最為關(guān)鍵設(shè)備之一，是一個(gè)氣、固、液三相漿液態(tài)反應(yīng)體系，懸浮床在煤液化加工領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化的生產(chǎn)，并得到了工業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證。
[0005]流化床是對(duì)沸騰床和懸浮床的一個(gè)統(tǒng)稱，指的催化劑在反應(yīng)體系中存在一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)催化劑在反應(yīng)器內(nèi)的存在形式分為沸騰床和懸浮床。
[0006]沸騰床、懸浮床都是流化床技術(shù)中的一種形式，目前，沸騰床加氫是比較成熟的商業(yè)化的技術(shù)，懸浮床加氫技術(shù)處于工業(yè)開(kāi)發(fā)階段，這些技術(shù)都是采用帶有循環(huán)杯的內(nèi)循環(huán)式反應(yīng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)沸騰或懸浮，這種形式導(dǎo)致反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，反應(yīng)器有效空間利用率低，設(shè)備投資大，催化劑的利用率不高，不方便維護(hù)和檢修。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種流化床加氫系統(tǒng)及加氫方法。本發(fā)明的工藝流程簡(jiǎn)單，操作方便；可以適應(yīng)各種不同惡劣條件的原料。
[0008]本發(fā)明的目的之一是提供一種流化床加氫系統(tǒng)。
[0009]包括:流化床加氫反應(yīng)器和中間分離罐；流化床加氫反應(yīng)器底部設(shè)置有原料進(jìn)口和循環(huán)油進(jìn)口，流化床加氫反應(yīng)器頂部出口連接中間分離罐，中間分離罐底部出口管線分成兩支，一支連接流化床加氫反應(yīng)器底部，另一支與中間分離罐頂部管線合并后送出界外。
[0010]其中，
[0011]所述流化床加氫反應(yīng)器為上流式流化床反應(yīng)器。
[0012]流化床加氫反應(yīng)器的催化劑床層為沸騰床或懸浮床。
[0013]所述中間分離罐底部為錐形。優(yōu)選:中間分離罐底部錐形的錐度為15?60度。液相停留時(shí)間為2-8min。
[0014]錐形結(jié)構(gòu)的好處增加液體的流速，防止液體在器壁處的結(jié)焦。流體停留時(shí)間主要是通過(guò)液位來(lái)控制，在設(shè)計(jì)過(guò)程中中間分液罐液相段的空間大小決定了液體的停留時(shí)間。
[0015]中間分離罐底部連接流化床反應(yīng)器的管線上設(shè)置有循環(huán)油泵。
[0016]流化床加氫反應(yīng)器可以為單臺(tái)或兩臺(tái)以上串聯(lián)或并聯(lián)。
[0017]本發(fā)明的目的之二是提供一種流化床加氫方法。
[0018]包括:
[0019]原料油與氫氣從所述流化床反應(yīng)器底部的反應(yīng)進(jìn)料口進(jìn)入，經(jīng)加氫反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物從頂部反應(yīng)產(chǎn)物出口排出，進(jìn)入中間分液罐；反應(yīng)產(chǎn)物在中間分液罐中進(jìn)行閃蒸；作為重餾分的液相，從中間分液罐底部排出，分成兩路，一路送至流化床加氫反應(yīng)器的循環(huán)油入口 ；其余液相產(chǎn)品與從中間分液罐頂部排出的輕餾分的氣相合并為最終反應(yīng)產(chǎn)物。
[0020]所述的原料油為渣油、煤液化油、煤漿或煤焦油中至少一種；
[0021]所述的氫氣來(lái)自于制氫裝置、催化重整裝置、乙烯裂解裝置、PSA氫氣回收裝置各自所得氫氣中的至少一種。
[0022]流化床加氫反應(yīng)條件可采用本領(lǐng)域中通常的加氫反應(yīng)條件，本發(fā)明中，可優(yōu)選:
[0023]所述的流化床加氫反應(yīng)器的操作條件壓力為10.0?21.0MPa，溫度350?470°C，原料油液時(shí)空速0.1?2.0h—1 ;優(yōu)選壓力為12.0?20.0MPa，溫度360?460°C，原料油液時(shí)空速0.4?1.51Γ1 ；
[0024]氫氣/原料油的體積比為100:1?1200:1，優(yōu)選為200:1?1000:1 ；
[0025]循環(huán)油與原料油的重量比為0.5:1?4:1，優(yōu)選為1.5:1?3:1。
[0026]本發(fā)明具體可采用以下技術(shù)方案:
[0027]所述中間分液罐底部液相出口線上設(shè)置有循環(huán)油泵，經(jīng)過(guò)該循環(huán)油泵與流化床反應(yīng)器底部的循環(huán)油入口連接。
[0028]所述的流化床反應(yīng)器為上流式，如反應(yīng)器為沸騰床，其內(nèi)裝填的催化劑保持為一定的料位；如反應(yīng)器為懸浮床，催化劑以納米形式均勻分散在反應(yīng)產(chǎn)物中，反應(yīng)后隨反應(yīng)產(chǎn)物流出反應(yīng)器。
[0029]所述原料油與氫氣從所述流化床反應(yīng)器底部的反應(yīng)進(jìn)料口進(jìn)入，經(jīng)脫硫、脫氮、脫氧、烯烴飽和、芳烴飽和、雜質(zhì)脫除等的加氫精制或裂化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物從頂部反應(yīng)產(chǎn)物出口排出；
[0030]所述的反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)器流出后不經(jīng)換熱、降壓等工序直接進(jìn)入中間分液罐入口，反應(yīng)產(chǎn)物在中間分液罐中進(jìn)行閃蒸，作為重餾分的液相從中間分液罐底部排出，一部分液相與輕餾分的氣相從中間分液罐頂部排出合并作為最終產(chǎn)物；另一部分經(jīng)升壓，送至流化床反應(yīng)器的循環(huán)油入口。
[0031]本發(fā)明是借用中間分離罐實(shí)現(xiàn)了流化床反應(yīng)器的液體外循環(huán)。通過(guò)液化外循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)沸騰床或懸浮床加氫技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)外都是采用反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)達(dá)到沸騰床與懸浮床的效果，與常規(guī)的沸騰床和懸浮床反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)相比，本發(fā)明通過(guò)中間分液罐底部的液相一部分作為循環(huán)油返回至流化床反應(yīng)器的入口，省去了傳統(tǒng)的沸騰床或懸浮床反應(yīng)器內(nèi)的循環(huán)杯，增加了流化床反應(yīng)器的有效空間，提高了催化劑的利用率，增加了催化劑有限裝填量，最大程度實(shí)現(xiàn)加氫反應(yīng)，同時(shí)方便了裝置的操作和維護(hù)。
[0032]本發(fā)明裝置簡(jiǎn)單，運(yùn)行周期長(zhǎng)，維修方便，投資方面的優(yōu)勢(shì)明顯。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1本發(fā)明的流化床加氫系統(tǒng)示意圖
[0034]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0035]I—原料，2一氫氣，3—反應(yīng)進(jìn)料，4一流化床加氫反應(yīng)器，5—反應(yīng)廣物，6 —中間分液iii，7一氣相，8 —中間分液出口液相，9一液相廣品，10-最終反應(yīng)廣物，11 一循環(huán)油泵，12—循環(huán)油。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0037]實(shí)施例
[0038]如圖1所示，一種流化床加氫系統(tǒng)。
[0039]包括:流化床加氫反應(yīng)器4和中間分離罐6 ;流化床加氫反應(yīng)器4底部設(shè)置有原料進(jìn)口和循環(huán)油進(jìn)口，流化床加氫反應(yīng)器4頂部出口連接中間分離罐，中間分離罐6底部出口管線分成兩支，一支連接流化床加氫反應(yīng)器4底部，另一支與中間分離罐6頂部管線合并后送出界外。
[0040]其中，
[0041]所述流化床加氫反應(yīng)器4為上流式流化床反應(yīng)器。
[0042]流化床加氫反應(yīng)器4的催化劑床層為沸騰床。
[0043]所述中間分離罐底部為錐形，錐度為30度。
[0044]中間分離罐6底部連接流化床反應(yīng)器的管線上設(shè)置有循環(huán)油泵11。
[0045]經(jīng)過(guò)升壓、升溫后的原料I與氫氣2混合成反應(yīng)進(jìn)料3，再自下而上進(jìn)入流化床反應(yīng)器4，流化床反應(yīng)器的壓力13.5MPa，溫度380°C，氫油體積比252:1 ;在以上操作條件下，原料在催化劑的作用下進(jìn)行一系列加氫脫氮、脫氧、脫硫、烯烴與芳烴飽和等加氫精制或裂化反應(yīng)；反應(yīng)產(chǎn)物5從流化床反應(yīng)器4頂部離開(kāi)后不經(jīng)換熱、降壓等工序直接進(jìn)入中間分液罐6。反應(yīng)產(chǎn)物在該分液罐內(nèi)進(jìn)行閃蒸，罐頂閃蒸出的氣相7與液相產(chǎn)品9混合后，作為最終反應(yīng)產(chǎn)物10進(jìn)入后續(xù)的換熱、分離單元處理。中間分液罐底部的液相8分出一部分經(jīng)循環(huán)油泵11升壓作為循環(huán)油12，返回流化床反應(yīng)器循環(huán)油入口。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種流化床加氫系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括: 流化床加氫反應(yīng)器和中間分離罐；流化床加氫反應(yīng)器底部設(shè)置有原料進(jìn)口和循環(huán)油進(jìn)口，流化床加氫反應(yīng)器頂部出口連接中間分離罐，中間分離罐底部出口管線分成兩支，一支連接流化床加氫反應(yīng)器底部，另一支與中間分離罐頂部管線合并后送出界外。2.如權(quán)利要求1所述的流化床加氫系統(tǒng)，其特征在于: 所述流化床加氫反應(yīng)器為上流式流化床反應(yīng)器。3.如權(quán)利要求2所述的流化床加氫系統(tǒng)，其特征在于: 流化床加氫反應(yīng)器的催化劑床層為沸騰床或懸浮床。4.如權(quán)利要求1所述的流化床加氫系統(tǒng)，其特征在于: 所述中間分離罐底部為錐形。5.如權(quán)利要求4所述的流化床加氫系統(tǒng)，其特征在于: 所述中間分離罐底部錐形的錐度為15?60度。6.如權(quán)利要求1所述的流化床加氫系統(tǒng)，其特征在于: 中間分離罐底部連接流化床反應(yīng)器的管線上設(shè)置有循環(huán)油泵。7.如權(quán)利要求1所述的流化床加氫系統(tǒng)，其特征在于: 流化床加氫反應(yīng)器為單臺(tái)或兩臺(tái)以上串聯(lián)或并聯(lián)。8.一種采用如權(quán)利要求1?7之一所述的流化床加氫系統(tǒng)的加氫方法，其特征在于所述方法包括: 原料油與氫氣從所述流化床反應(yīng)器底部的反應(yīng)進(jìn)料口進(jìn)入，經(jīng)加氫反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物從頂部反應(yīng)產(chǎn)物出口排出，進(jìn)入中間分液罐；反應(yīng)產(chǎn)物在中間分液罐中進(jìn)行閃蒸；作為重餾分的液相，從中間分液罐底部排出，分成兩路，一路送至流化床加氫反應(yīng)器的循環(huán)油入口 ；其余液相產(chǎn)品與從中間分液罐頂部排出的輕餾分的氣相合并為最終反應(yīng)產(chǎn)物。9.如權(quán)利要求8所述的加氫方法，其特征在于: 所述的原料油為渣油、煤液化油、煤漿或煤焦油中至少一種； 所述的氫氣來(lái)自于制氫裝置、催化重整裝置、乙烯裂解裝置、PSA氫氣回收裝置各自所得氫氣中的至少一種。10.如權(quán)利要求8所述的加氫方法，其特征在于: 所述的流化床加氫反應(yīng)器的操作條件壓力為10.0?21.0MPa，溫度350?470°C，原料油液時(shí)空速0.1?2.0h—1 ;優(yōu)選壓力為12.0?20.0MPa，溫度360?460°C，原料油液時(shí)空速 0.4 ?1.5h 1 ; 氫氣/原料油的體積比為400:1?1200:1，優(yōu)選為500:1?1000:1 ； 循環(huán)油與原料油的重量比為0.5:1?4:1，優(yōu)選為1.5:1?3:1。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種流化床加氫系統(tǒng)及加氫方法。系統(tǒng)包括：流化床加氫反應(yīng)器和中間分離罐；流化床加氫反應(yīng)器底部設(shè)置有原料進(jìn)口和循環(huán)油進(jìn)口，流化床加氫反應(yīng)器頂部出口連接中間分離罐，中間分離罐底部出口管線分成兩支，一支連接流化床加氫反應(yīng)器底部，另一支與中間分離罐頂部管線合并后送出界外。本發(fā)明通過(guò)中間分液罐底部的液相一部分作為循環(huán)油返回至流化床反應(yīng)器的入口，省去了傳統(tǒng)的沸騰床或懸浮床反應(yīng)器內(nèi)的循環(huán)杯，增加了流化床反應(yīng)器的有效空間，提高了催化劑的利用率，增加了催化劑有限裝填量，同時(shí)方便了裝置的操作和維護(hù)。
【IPC分類】C10G67/02
【公開(kāi)號(hào)】CN104974792
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410128269
【發(fā)明人】喬愛(ài)軍, 范傳宏, 李 浩, 孫麗麗, 吳德飛, 劉凱祥
【申請(qǐng)人】中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司, 中石化煉化工程（集團(tuán)）股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2014年4月1日