一種用于重油加氫裂化的噴射型內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域，具體設(shè)及一種用于重油加氨裂化的噴射型內(nèi)環(huán)流反應(yīng) 器，特別適用于劣質(zhì)油的加氨裂化。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來隨著世界原油需求的持續(xù)走高和原油重質(zhì)化日趨明顯，未來煉油生產(chǎn)過程 中對重質(zhì)原油加工的比例會越來越大，對渣油輕質(zhì)化生產(chǎn)輕質(zhì)燃料油的工藝技術(shù)提出了更 高的要求，目前常見的渣油加氨裂化手段有固定床渣油加氨裂化、沸騰床渣油加氨裂化和 漿態(tài)床(懸浮床)加氨裂化。
[0003] 現(xiàn)有工藝中工業(yè)應(yīng)用最廣，加工能力最大的是固定床渣油加氨技術(shù)，其工藝特點 有:工藝成熟，易操作，裝置投資相對較低;產(chǎn)品氨含量顯著增加，未轉(zhuǎn)化渣油可作為渣油催 化裂化的進(jìn)料、焦化原料和調(diào)制低硫燃料油;反應(yīng)溫度較低，渣油轉(zhuǎn)化率為20%-50% ;缺點 包括:操作周期受原料雜質(zhì)含量影響較大，一般用于加工儀和饑含量小于20化g/g的渣油原 料，床層容易發(fā)生堵塞和結(jié)焦，床層溫度控制困難，床層壓降大。
[0004] 由于固定床反應(yīng)器存在的諸多問題，新一代的渣油加氨裝置一直都是研究的熱 點。20世紀(jì)70年代，沸騰床加氨裂化技術(shù)實現(xiàn)工業(yè)化。它的優(yōu)點是:可處理高殘?zhí)恐?、高金?的減壓渣油;反應(yīng)器溫度均勻可控，適用于高放熱反應(yīng)的加氨過程;系統(tǒng)壓降小，壓降保持 恒定;可隨時卸載和補(bǔ)充催化劑，保持催化劑性能。
[0005] 目前工業(yè)上使用的是H-OiUT-Star和LC-FiningS種沸騰床反應(yīng)器，其共同特點， 都是采用循環(huán)累來進(jìn)行液體的強(qiáng)制內(nèi)部循環(huán)，達(dá)到固體懸浮和=相混合的要求，因此，沸騰 床反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，包括下部的多重氣液分布器，上部的氣液分離器、循環(huán)室、外 置和內(nèi)置的液體循環(huán)累等。其中，循環(huán)累由于需要滿足高溫高壓、耐腐蝕等特點，故障率高， 造價昂貴。
[0006] 工業(yè)加氨反應(yīng)器處于高溫高壓與復(fù)雜多相流環(huán)境，其開發(fā)要點與基本要求應(yīng)該 是：（1)內(nèi)部構(gòu)件盡可能簡單W避免結(jié)瘤和流動不楊，提高反應(yīng)器內(nèi)有效使用空間；（2)采用 適當(dāng)?shù)念w粒粒徑與床層結(jié)構(gòu)滿足固體懸浮與混合要求，避免顆粒沉積或形成局部流動死 區(qū)；（3)氣含率適中，保持足夠臨氨氛圍，避免液相高溫二次裂解，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0007][000引公開號為CN104560137A的專利申請公開了一種內(nèi)環(huán)流式沸騰床反應(yīng)器，在反應(yīng)器 中設(shè)置=相分離區(qū)、沸騰區(qū)、環(huán)流區(qū)，取消循環(huán)累和料面監(jiān)控儀，操作簡單，但是進(jìn)料物流需 經(jīng)氣液分布器后方進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，入口物流動能較小，底部為平底模式，存在流動死區(qū)的問 題。
[0009]公開號為CN1362477A的專利申請公開了一種采用沸騰床加工劣質(zhì)油的工藝，使用 流體分布盤或篩板將沸騰床反應(yīng)器分成不同的反應(yīng)區(qū)，并控制各個反應(yīng)區(qū)的催化劑膨脹比 和催化劑置換速度W達(dá)到催化劑充分發(fā)揮活性的目的，但由于反應(yīng)區(qū)對固體分離的限制， 反應(yīng)器空間難W得到充分應(yīng)用。
[0010]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種用于渣油加氨的噴射型內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器， 可W有效解決現(xiàn)有工藝中容易出現(xiàn)的反應(yīng)器內(nèi)溫度不均，反應(yīng)速度慢，催化劑失活快的問 題。
[0012] 沸騰床原理:滿足固體懸浮、液相混合、氣液傳質(zhì)=方面要求，加氨裂化是個慢速 強(qiáng)放熱反應(yīng)，催化劑分布不均勻會導(dǎo)致反應(yīng)不均勻，混合不好易導(dǎo)致產(chǎn)生局部熱點，在催化 劑上生成焦炭使其失活。除了靠液相強(qiáng)制內(nèi)部循環(huán)措施之外，還可W靠內(nèi)部安裝導(dǎo)流筒進(jìn) 行氣升式內(nèi)部自動循環(huán)，從而也能達(dá)到固體懸浮于均勻混合的要求。而后者結(jié)構(gòu)更為簡單， 屬于靜設(shè)備，且不需要外部提供動力。
[0013] 本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：
[0014] -種用于重油加氨裂化的噴射型內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器，包括殼體、導(dǎo)流筒、錐形底和至少 一個噴嘴，所述錐形底位于殼體的底部，噴嘴置于錐形底底部，導(dǎo)流筒安裝在殼體內(nèi)部且兩 端開口，所述殼體的頂部設(shè)有物料出口。
[0015] 在本發(fā)明的噴射型內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)，氣相和液相通過噴嘴高速噴射進(jìn)入反應(yīng)器， 且氣相進(jìn)料大部分直接進(jìn)入到導(dǎo)流筒內(nèi)，并在導(dǎo)流筒和降液管（即由導(dǎo)流筒和殼體之間的 環(huán)形區(qū)域)之間形成較大的密度差，該密度差會推動液相在導(dǎo)流筒和降液管之間的內(nèi)循環(huán) 流動，目的是促進(jìn)反應(yīng)器內(nèi)物料的混合，使反應(yīng)充分進(jìn)行并且保證反應(yīng)器內(nèi)的溫度均勻。
[0016] 本發(fā)明的噴射型內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)，導(dǎo)流筒所處在環(huán)流區(qū)，環(huán)流區(qū)上部為沸騰區(qū)，氣 相和液相進(jìn)料通過導(dǎo)流筒后，一部分氣相和液相會攜帶催化劑顆粒進(jìn)入沸騰區(qū)，由于氣相 和液相表觀速度的降低(相對導(dǎo)流筒內(nèi)的表觀速度），對催化劑固體的攜帶能力會減弱，大 多數(shù)催化劑固體重新返回環(huán)流區(qū)，在循環(huán)液體的推動下經(jīng)降液管返回底部參與循環(huán);沸騰 區(qū)上部為=相分離區(qū)，氣液混合物料從頂部物料出口離開，進(jìn)入后序分離流程。
[0017] 作為進(jìn)一步的優(yōu)選效果，導(dǎo)流筒可W實現(xiàn)工業(yè)上循環(huán)累的功能，進(jìn)而使反應(yīng)器大 大簡化，提高反應(yīng)器內(nèi)的有效使用空間。
[0018] 作為進(jìn)一步的優(yōu)選效果，所采用的錐形底連接噴嘴，在噴嘴、錐形底和導(dǎo)流筒的共 同作用下，反應(yīng)器可W達(dá)到如下目標(biāo):固體顆粒懸浮，底部無沉積，流動無死區(qū)。
[0019] 作為進(jìn)一步的優(yōu)選效果，在大反應(yīng)器直徑下，可增設(shè)多個噴嘴W保證噴射動能，避 免固體沉積。
[0020] 作為改進(jìn)的，所述錐形底的錐角為50°-70°。
[0021 ]作為改進(jìn)的，所述錐形底高度為所述殼體高度的8%-10%。
[0022] 作為改進(jìn)的，所述導(dǎo)流筒與殼體同軸布置，且導(dǎo)流筒位于所述噴嘴的正上方。
[0023] 本發(fā)明中的導(dǎo)流筒位于殼體的中屯、，同時噴嘴位于錐形底的底尖部，使得導(dǎo)流筒 的底部正對噴嘴的出口，控制噴嘴噴出的氣相進(jìn)料大部分直接進(jìn)入到導(dǎo)流筒內(nèi)。
[0024] 進(jìn)一步改進(jìn)的，所述殼體高度與所述殼體直徑比為8-20。
[0025] 進(jìn)一步改進(jìn)的，所述導(dǎo)流筒的高度與殼體高度之比為0.5-0.8。
[00%]進(jìn)一步改進(jìn)的，所述導(dǎo)流筒的直徑與殼體直徑之比為0.5-0.7。
[0027]本發(fā)明的直徑表示為內(nèi)徑，也可W理解為導(dǎo)流筒的內(nèi)徑與殼體內(nèi)徑之間的比值。 [00%]作為改進(jìn)的，所述導(dǎo)流筒與噴嘴之間的距離與所述殼體直徑之比為0.45-0.6。
[0029] 作為改進(jìn)的，所述導(dǎo)流筒的上方設(shè)有攔截固體的分流帽，可用于阻擋高度氣流攜 帶的催化劑，并使催化劑回到降液管中參與內(nèi)循環(huán)流動。
[0030] 作為改進(jìn)的，所述分流帽的中部開孔，利于氣體通過，避免形成氣墊。
[0031] 進(jìn)一步改進(jìn)的，開孔到殼體縱向軸線的最大距離小于導(dǎo)流筒到殼體的縱向軸線距 離，在避免形成氣墊情況下，保證足夠的密度差。
[0032] 作為改進(jìn)的，所述噴嘴包括氣相進(jìn)口和液相進(jìn)口，氣相進(jìn)口和液相進(jìn)口為同屯、管 結(jié)構(gòu)，液相為中屯、管進(jìn)料，氣相為環(huán)隙進(jìn)料，氣相進(jìn)口和液相進(jìn)口面積之比為0.3-3。
[0033] 本發(fā)明的噴射型內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器中，使用催化劑粒徑為1~1500皿，反應(yīng)器內(nèi)催化劑 藏量為有效反應(yīng)體積的0.5 % -40 %，可滿足沸騰床加氨和懸浮床加氨要求;所實施加氨反 應(yīng)的工藝條件包括:反應(yīng)溫度320-480°C，反應(yīng)壓力8-21MPa，液時體積空速0.1-化-1，氨油比 500-2000O
[0034] 本發(fā)明中，在環(huán)流區(qū)和所述沸騰區(qū)內(nèi)都有較多的催化劑固體和氣體存在，為氣液 固=相共存狀態(tài)，在簡化設(shè)備的情況下，保證了反應(yīng)器的使用效率，保證臨氨氛圍的存在， 避免液相在高溫下的二次裂解，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
【附圖說明】
[0035] 圖1為噴射型內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖；
[0036] 圖2為噴嘴俯視圖；
[0037] 圖3為固含量軸向分布圖（含導(dǎo)流筒）；
[0038] 圖4為固含量軸向分布圖（不含導(dǎo)流筒）；
[0039] 圖5為現(xiàn)有的帶外循環(huán)累的沸騰床反應(yīng)器。
[0040] 附圖標(biāo)記說明
[0041 ]圖1:1.物料出口，2.分流帽，3.殼體，4.噴嘴，5 .氣相進(jìn)料管，6.液相進(jìn)料管，7.錐 形底，8.導(dǎo)流筒；
[0042] 圖2:9.氣相進(jìn)口，10.液相進(jìn)口；
[0043] 圖5:11.物料進(jìn)口，12.催化劑卸料口，13.分布板，14.循環(huán)杯，15.催化劑進(jìn)口，16. 氣液分離器，17.循環(huán)累。
【具體實施方式】
[0044] 參見附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作詳細(xì)說明，應(yīng)該指出的是，此處所描述的具 體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，不用于限制本發(fā)明。
[0045] 在本噴射環(huán)流反應(yīng)器中，殼體的尺寸沒有特別的規(guī)定，可W根據(jù)實際生產(chǎn)需要而 定。
[0046] 如圖I所示，本實施例中的噴射環(huán)流反應(yīng)器包括殼體3，錐形底7和導(dǎo)流筒8;導(dǎo)流筒 8置于殼體3內(nèi)部，錐形底7置于殼體3底部，噴嘴4在錐形底7底部;分流帽2位于沸騰區(qū)；在殼 體頂部為物料出口 1。
[0047] 導(dǎo)流筒8的兩端開口安裝在殼體3內(nèi)部，導(dǎo)流筒8底部位于噴嘴4的正上方，根據(jù)操 作要求可W調(diào)節(jié)導(dǎo)流筒8底部到噴嘴4出口的距離，導(dǎo)流筒8的尺寸根據(jù)殼體3的尺寸而定， 導(dǎo)流筒8的高度與殼體3高度之比為0.5-0.8，導(dǎo)流筒8直徑與殼體3直徑之比為0.5-0.7。
[0048] 如圖2所示，噴嘴4可W有一個或者多個，根據(jù)具體操作狀況而定，安裝在錐形底7 底部，氣液進(jìn)口為同屯、結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為液相進(jìn)口 10。液相從液相進(jìn)口 10進(jìn)入反應(yīng)器，氣相從氣 相進(jìn)口 9進(jìn)入反應(yīng)器，液相進(jìn)口 10和氣相進(jìn)口 9面積之比為0.3-3。
[0049] 錐形底7的錐角角度為50°-70°，錐形底7開口與殼體3相連，錐形底7可W避免底部 沉積，有效的減少反應(yīng)器的流動死區(qū)。同時導(dǎo)流筒8的底部可位于錐形底7空間內(nèi)，但是不能 和錐形底7壁面貼合。
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