一種重油加氫漿態(tài)床反應(yīng)器及重油加氫方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種漿態(tài)床反應(yīng)器及其應(yīng)用方法，更具體地說，涉及一種適用于重油 加氫過程的漿態(tài)床環(huán)流反應(yīng)器和一種重油加氫方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 加氫是一種重要的劣質(zhì)原料處理的技術(shù)路線，通過加氫，重質(zhì)油品中的金屬、膠 質(zhì)、殘?zhí)?、硫、氮等雜質(zhì)均可以被有效脫除。目前加氫處理過程中最常用的是下流式固定床 反應(yīng)器，即滴流床反應(yīng)器，但是重質(zhì)油品（如渣油、煤液化油）由于雜質(zhì)含量高，容易造成加 氫催化劑中毒或者催化劑孔道堵塞而快速失活，并且雜質(zhì)可能堵塞床層使壓降快速升高導(dǎo) 致反應(yīng)器工況變差，甚至無法正常操作。而采用氣液并流向上運(yùn)動的反應(yīng)器是進(jìn)行重質(zhì)油 品加氫較佳的選擇。此類反應(yīng)器包括上流式反應(yīng)器、沸騰床反應(yīng)器和漿態(tài)床反應(yīng)器。在氣 液兩相并流向上流動的過程中，油品做為連續(xù)相，而氫氣做為分散相，既可以加工雜質(zhì)含量 高的重質(zhì)油品，又克服了固定床催化劑床層容易堵塞的問題。
[0003] US4753721公開了 一種沸騰床渣油加氫反應(yīng)器。氣液并流向上通過催化劑床層，使 得床層產(chǎn)生了顯著的膨脹。大部分液相在反應(yīng)器頂部被循環(huán)泵重新由反應(yīng)器底部注入反應(yīng) 器，實(shí)現(xiàn)循環(huán)流動。部分液相和富氫氣體通過排料口流出反應(yīng)器。由于催化劑床層膨脹顯 著，因而不容易發(fā)生床層堵塞的問題。
[0004] CN1349554A公開了一種加氫處理重質(zhì)原料用帶層狀催化劑床層的上流式反應(yīng)器 系統(tǒng)，上流式反應(yīng)器含有至少兩個(gè)不同加氫活性的催化劑層，以選擇性脫除通過整個(gè)床層 的污染物以防止堵塞和提高催化劑壽命。將含重質(zhì)原料和氫氣的流體送入固定床反應(yīng)器的 底部，流體首先與下部水平催化劑床層中的催化劑接觸，然后再與上部水平催化劑床層中 的催化劑接觸，以及從固定床反應(yīng)器的頂部取出加氫后的產(chǎn)品。用于脫除油品中的大部分 金屬與固體顆粒雜質(zhì)和部分硫、氮，以延長主反應(yīng)器中加氫催化劑的使用壽命。由于氣相被 分散成氣泡與液相連續(xù)相并流向上運(yùn)動，使得催化劑床層產(chǎn)生了膨脹，可以避免床層堵塞。
[0005] CN2538416Y公開了一種適用于重油漿態(tài)床加氫裂化的內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器。該反應(yīng)器有 兩個(gè)導(dǎo)流筒，上導(dǎo)流筒的內(nèi)徑和高度都大于下導(dǎo)流筒。反應(yīng)器內(nèi)溫度分布均勻，氣含率高， 有利于反應(yīng)過程的進(jìn)行，無焦炭沉積，運(yùn)轉(zhuǎn)周期長。
[0006] 對比上流式反應(yīng)器和沸騰床反應(yīng)器，漿態(tài)床反應(yīng)器由于催化劑顆粒直徑很?。ㄒ?般為幾十微米或者更小)，消除了催化劑內(nèi)擴(kuò)散的影響，具有很高的反應(yīng)比表面和活性，因 此可以大大減少催化劑的用量。
[0007] CN101081357A公開了一種漿態(tài)床環(huán)流反應(yīng)器，包括上升管和至少一根下降管，上 升管和下降管兩端分別通過管線相連，所述的上升管上部為管徑擴(kuò)大的沉降區(qū)，沉降區(qū)的 頂部設(shè)有排氣口，每根下降管內(nèi)被過濾介質(zhì)分成濾液區(qū)和漿液區(qū)兩部分，其中濾液區(qū)下端 與液體出料口連通，漿液區(qū)的兩端與上升管的兩端相連通。該漿態(tài)床環(huán)流反應(yīng)器應(yīng)用于氣 液固三相反應(yīng)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)漿液中氣體、液體與固體顆粒的連續(xù)分離。由于重質(zhì)餾分油比 較粘稠，雜質(zhì)含量高，容易堵塞，這種漿態(tài)床環(huán)流反應(yīng)器不適用于重油加氫過程。需要開發(fā) 一種適用于重質(zhì)餾分油如渣油加氫的漿態(tài)床反應(yīng)器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提供一種用于重油加氫的 漿態(tài)床反應(yīng)器。
[0009] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之二是提供一種重油加氫方法。
[0010] 一種重油加氫漿態(tài)床反應(yīng)器，包括上升管4、上升管頂部的擴(kuò)大段1和下降管8,所 述的擴(kuò)大段1和下降管8的上部連通，所述的上升管4下部與下降管8底部連通，所述的擴(kuò) 大段1內(nèi)設(shè)置漿相分離器，漿相分離器為內(nèi)筒3和外筒2的套筒結(jié)構(gòu)，所述的漿相分離器 上部設(shè)置除沫器11，所述的擴(kuò)大段頂部設(shè)置氣體出口 10,所述的擴(kuò)大段側(cè)壁設(shè)置物料出口 13,所述的上升管4底部設(shè)置流體分布器7,所述上升管4底部設(shè)置原料進(jìn)口 9。
[0011] 所述的流體分布器的垂直高度低于上升管下部與下降管的連接處。
[0012] 本發(fā)明供的重油加氫方法，采用上述的重油加氫漿態(tài)床反應(yīng)器，含有加氫裂化催 化劑顆粒的重油和氫氣由底部經(jīng)原料進(jìn)口進(jìn)入漿態(tài)床反應(yīng)器的上升管，進(jìn)行加氫裂化反 應(yīng)，反應(yīng)物流向上流動進(jìn)入擴(kuò)大段，在擴(kuò)大段內(nèi)漿液和氣體分離，分離出的氣體經(jīng)擴(kuò)大段頂 部的氣體出口排出反應(yīng)器，分離出的漿液經(jīng)擴(kuò)大段側(cè)壁的物料出口排出反應(yīng)器，其余漿液 沿漿相分離器內(nèi)筒與外筒之間的環(huán)隙向下流動，進(jìn)入下降管，在下降管的底部重新進(jìn)入上 升管繼續(xù)反應(yīng)。
[0013] 本發(fā)明提供的重油加氫方法的反應(yīng)操作條件為：反應(yīng)壓力8-30MPa，反應(yīng)溫度為 350-500。。。
[0014] 本發(fā)明提供的重油加氫漿態(tài)床反應(yīng)器及重油加氫方法的有益效果為：
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)中公開的適用于重油加氫的反應(yīng)器相比，本發(fā)明提供的漿態(tài)床環(huán)流反 應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，反應(yīng)器頂部的氣漿分離器可以強(qiáng)化氣體和漿液的分離，又可以強(qiáng)化加氫反 應(yīng)得到的輕質(zhì)油品與未反應(yīng)的重質(zhì)油品的分離，得到的輕質(zhì)油品中固體顆粒含量低，便于 后續(xù)工藝設(shè)備對漿液的加工。反應(yīng)器頂部的除沫器可以充分的除去氣相中夾帶的漿相，有 利于維持反應(yīng)器內(nèi)的液位，也便于后續(xù)設(shè)備對于氣相的處理。反應(yīng)物流在反應(yīng)器內(nèi)形成的 主體環(huán)流可以沖刷反應(yīng)器內(nèi)壁，有效抑制固體顆粒的沉積和附著。未反應(yīng)的重質(zhì)油品在反 應(yīng)器上升管底部與新鮮反應(yīng)物混合，提高了油品的相溶度，提高了重質(zhì)油品的加氫轉(zhuǎn)化率， 并且抑制了油品中結(jié)焦前驅(qū)體團(tuán)聚成結(jié)焦顆粒的可能性。在下降管中流動的漿相夾帶了部 分氣泡，氣泡可以有效抑制漿相中結(jié)焦前驅(qū)體團(tuán)聚成結(jié)焦顆粒。采用本發(fā)明提供的漿態(tài)床 重質(zhì)油品加氫反應(yīng)器可以有效延長反應(yīng)器的操作周期，抑制結(jié)焦顆粒的生成，必要的時(shí)候 可以通過反應(yīng)器底部的排料口排出部分漿液以及沉積在反應(yīng)器底部的固體顆粒，以延長反 應(yīng)器的操作周期。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明提供給的重油加氫漿態(tài)床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 其中：卜擴(kuò)大段；2-外筒；3-內(nèi)筒；4-上升管；5-氣泡；6- ;7_流體分布器；8 -下 降管；9_原料入口； 10-氣體出口； 11-除沫器；12-上升管氣液主相界面；13-物料出口。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下詳細(xì)說明本發(fā)明提供的重油加氫漿態(tài)床反應(yīng)器及重油加氫方法的具體實(shí)施 方式，說明書中提到的頂部是指由下至上容器高度的90%_100%的位置；上部是指由下至上 容器高度的70%-100%位置，中上部是指由下至上容器高度的50%-100%位置，所述的下部是 指由下至上容器高度的0-30%位置；所述的底部是指由下至上容器高度的0-10%位置。
[0019] 本發(fā)明提供的用于重油加氫的漿態(tài)床反應(yīng)器是這樣具體實(shí)施的：
[0020] 本發(fā)明提供的重油加氫漿態(tài)床反應(yīng)器，包括上升管4、上升管頂部的擴(kuò)大段1和下 降管8,所述的擴(kuò)大段1和下降管8的上部連通，所述的上升管4下部與下降管8底部連通， 所述的擴(kuò)大段1內(nèi)設(shè)置漿相分離器，漿相分離器為內(nèi)筒3和外筒2的套筒結(jié)構(gòu)，所述的漿相 分離器上部設(shè)置除沫器11，所述的擴(kuò)大段頂部設(shè)置氣體出口 10,所述的擴(kuò)大段側(cè)壁設(shè)置物 料出口 13,所述的上升管4底部設(shè)置流體分布器7,所述上升管4底部設(shè)置原料進(jìn)口 9。
[0021] 優(yōu)選地，所述的擴(kuò)大段與上升管的直徑比為1. 1?4。
[0022] 優(yōu)選地，所述的流體分布器4的開孔方向朝下。
[0023] 優(yōu)選地，所述的除沫器11的水平位置高于上升管1內(nèi)的氣液主相界面。
[0024] 優(yōu)選地，所述的上升管1直徑與下降管8直徑比為0. 5?20 :1，更優(yōu)選1?10 :1。
[0025] 優(yōu)選地，所述的漿相分離器的內(nèi)筒與外筒的直徑比為0. 01?0. 9 :1，優(yōu)選0. 1? 0? 7 :1。
[0026] 優(yōu)選地，所述的漿相分離器的外筒與擴(kuò)大段的直徑比為：0. 4?0. 9 :1。
[0027] 優(yōu)選地，所述的上升管的底部設(shè)置漿液排出口 6。在使用過程中用于排出失活的催 化劑和過重的漿液。
[0028] 本發(fā)明提供的漿態(tài)床反應(yīng)器中，所述的上升管頂部為管徑擴(kuò)大的擴(kuò)大段，所述的 擴(kuò)大段底部經(jīng)錐形管與上升管頂部相接。所述的擴(kuò)大段與下降管上部經(jīng)連通，上升管下部 與下降管底部連通，所述的擴(kuò)大段與下降管的連通位置優(yōu)選在擴(kuò)大段中氣液主相界面以下 0. 5-1. 5m處；所述的上升管下部與下降管連通的位置為流體分布器以上0. 5-1. 5m處。本 發(fā)明提供的漿態(tài)床反應(yīng)器在使用過程中，所述的上升管為反應(yīng)區(qū)，所述的擴(kuò)大段和下降管 為分離區(qū)，其中所述的下降管的數(shù)量為至少一個(gè)，可以是一個(gè)或多個(gè)。
[0029] 本發(fā)明提供的重油加氫漿態(tài)床反應(yīng)器中，漿態(tài)床反應(yīng)器的上升管底部的流體分布 器開孔方向優(yōu)選朝向反應(yīng)器上升管的底部，使上升管底部受到較強(qiáng)的流體流動沖刷，避免 了結(jié)焦顆粒的沉積和附著。擴(kuò)大段上部設(shè)置除沫器，以除去氣相中夾帶的漿相，有利于維持 反應(yīng)器內(nèi)的液位，便于后續(xù)設(shè)備對于氣相的處理。
[0030] 本發(fā)明提供的重油加氫漿態(tài)床反應(yīng)器，可用于渣油、煤液化油等雜質(zhì)含量高的重 油原料進(jìn)行加氫裂化或加氫處理。可以提高加氫反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，抑制重油反應(yīng)物中的生成 結(jié)焦顆粒，有效延長反應(yīng)器的操作周期。
[0031] 一種重油加氫方法，采用重油加氫漿態(tài)床反應(yīng)器，含有加氫裂化催化劑顆粒的重 油和氫氣由底部原料進(jìn)口進(jìn)入漿態(tài)床反應(yīng)器的上升管，進(jìn)行加氫裂化反應(yīng)，反應(yīng)物流向上 流動進(jìn)入擴(kuò)大段，在擴(kuò)大段內(nèi)漿液和氣體分離，分離出的氣體經(jīng)擴(kuò)大段頂部的氣體出口排 出反應(yīng)器，分離出的漿液經(jīng)擴(kuò)大段側(cè)壁的物料出口引出反應(yīng)器，漿液沿漿相分離器內(nèi)筒與 外筒之間的環(huán)隙向下流動，進(jìn)入下降管，加氫裂化催化劑和未反應(yīng)原料由下降管底部返回 上升管底部繼續(xù)反應(yīng)。
[0032] 其中，所述的重油加氫漿態(tài)床反應(yīng)器，包括上升管4、上升管頂部的擴(kuò)大段1和下 降管8,所述的擴(kuò)大段1和下降管8的上部連通，所述的上升管4下部與下降管8底部連通， 所述的擴(kuò)大段1內(nèi)設(shè)置漿相分離器，漿相分離器為內(nèi)筒3和外筒2的套筒結(jié)構(gòu)，所述的漿相 分離器上部設(shè)置除沫器11，所述的擴(kuò)大段頂部設(shè)置氣體出口 10,所述的擴(kuò)大段側(cè)壁設(shè)置物 料出口 13,所述的上升管4底部設(shè)置流體分布器7,所述上升管4底部設(shè)置原料進(jìn)口 9。
[0033] 本發(fā)明提供