一種用于重整生成油加氫脫烯烴的反應(yīng)器的制作方法

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本發(fā)明屬于石油烴類產(chǎn)品的加氫精制反應(yīng)器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種重整生成油加氫脫烯烴的反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

石腦油餾分經(jīng)過(guò)催化重整后，其生成油中富含芳烴和溶劑油餾分，同時(shí)也含有少量的烯烴。對(duì)于生產(chǎn)化學(xué)級(jí)BTX芳烴的重整裝置，都面臨著如何脫除重整生成油中烯烴的問(wèn)題。因?yàn)橐a(chǎn)出合格的化工原料芳烴產(chǎn)品和溶劑油，除了進(jìn)行抽提將芳烴與非芳烴分離以外，還必須脫除其中的烯烴，否則產(chǎn)品的溴價(jià)和酸洗后顏色不合格。溶劑油的溴指數(shù)和銅片腐蝕試驗(yàn)不合格。同時(shí)生成油中烯烴的存在，會(huì)在抽提溶劑中聚合而污染抽提溶劑。另外，烯烴氧化成有機(jī)酸可造成抽提系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕。此外，在一些高溫設(shè)備中(諸如二甲苯精餾塔的重沸器)，烯烴很容易引起結(jié)垢和結(jié)焦，從而堵塞管道，最終影響分離過(guò)程的順利進(jìn)行。這一問(wèn)題隨著大型連續(xù)重整芳烴裝置的投產(chǎn)運(yùn)行，反應(yīng)深度的提高，烯烴含量的增加而更加突出。在高苛刻度的連續(xù)催化重整裝置中，生成油的烯烴含量達(dá)到4000～5000ppm，抽余油的烯烴含量可能達(dá)到1％以上。

連續(xù)重整裝置中常規(guī)的烯烴脫除方法是采用白土吸附，但當(dāng)烯烴含量超過(guò)4000～5000ppm時(shí)，白土吸附很難達(dá)到指標(biāo)要求(溴價(jià)小于200mgBr/l00g油)，并且白土吸附劑壽命較短導(dǎo)致更換頻繁；而且白土不能再生和重復(fù)使用，廢棄的白土?xí)斐蓢?yán)重的環(huán)境污染。

《煉油技術(shù)與工程》2004年24卷10期第19～21頁(yè)的一篇名為“HDO-18催化重整生成油選擇性加氫催化劑的工業(yè)試驗(yàn)”的文獻(xiàn)中采用的重整生成油加氫反應(yīng)器是傳統(tǒng)的滴流床反應(yīng)器。在反應(yīng)器的入口溫度170℃、高壓分離器壓力1.8MPa、體積空速3.2h^-1、氫油體積比220的操作條件下，對(duì)催化重整生成油的C6餾分進(jìn)行加氫精制，精制產(chǎn)品溴指數(shù)為10～20mg Br/100g，加氫精制芳烴損失(以質(zhì)量計(jì))小于0.5％。該反應(yīng)器的缺點(diǎn)是滴流床反應(yīng)器需要補(bǔ)充大量的氫氣，以維持較高的氫油體積比，富余的氫氣需要通過(guò)循環(huán)氫壓縮機(jī)增壓后與新氫混合后繼續(xù)作為反應(yīng)的氫氣進(jìn)料，增大了設(shè)備投資成本。

中國(guó)專利CN 102911721 A(一種重整生成油液相循環(huán)選擇性加氫脫烯烴的方法)采用的重整生成油選擇性加氫脫烯烴的反應(yīng)器是一種常規(guī)的多級(jí)加氫反應(yīng)器。在管線中進(jìn)行氫氣飽和，形成一種原料/加氫產(chǎn)物/氫的液相混合物，在加氫條件下，液相混合物分段進(jìn)入多級(jí)常規(guī)加氫反應(yīng)器；分段進(jìn)入催化劑床層區(qū)進(jìn)行反應(yīng)，從反應(yīng)器底部出來(lái)的反應(yīng)后產(chǎn)物部分循環(huán)與新鮮原料混合，部分從反應(yīng)系統(tǒng)排出去后續(xù)的分離裝置；所述的循環(huán)液體加氫產(chǎn)物以體積計(jì)循環(huán)量與原料的比值為1：1～5：1；所述的加氫工藝條件為：反應(yīng)溫度80～180℃，壓力1.5～2.0MPa，新鮮進(jìn)料體積空速2.0～4.0h^-1。該方法的缺點(diǎn)是加氫處理反應(yīng)在多級(jí)串聯(lián)反應(yīng)器中進(jìn)行，所述的多級(jí)加氫反應(yīng)器包括至少兩個(gè)彼此串聯(lián)的單級(jí)加氫反應(yīng)器，它們串聯(lián)設(shè)置在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)，增加了設(shè)備制造的難度。

中國(guó)專利CN1045305C(重整生成油烯烴飽和加氫工藝)采用的重整生成油加氫脫烯烴反應(yīng)器是一種磁穩(wěn)定床反應(yīng)器。液態(tài)重整生成油和氫氣與鐵磁性加氫催化劑接觸，其反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度50～220℃，反應(yīng)壓力0.1～3MPa，反應(yīng)空速2～40h^-1，氫油比40～150。該工藝具有溫度低、壓力低、空速高、烯烴轉(zhuǎn)化率高、選擇性好不會(huì)造成芳烴損失、無(wú)環(huán)境污染及對(duì)重整催化劑水氯平衡無(wú)干擾等優(yōu)點(diǎn)。但磁穩(wěn)定床反應(yīng)器采用的催化劑的顆粒度較小，催化劑顆粒很容易被流體帶出。

中國(guó)專利CN103666544A(一種重整生成油加氫處理方法)采用的重整生成油加氫處理反應(yīng)器是下進(jìn)料式的固定床反應(yīng)器。在液相加氫處理?xiàng)l件下，將重整生成油與具有催化加氫作用的催化劑在加氫反應(yīng)器中進(jìn)行接觸，所述加氫處理中使用的氫氣至少部分來(lái)自于所述重整生成油中的溶解氫。該方法將從重整產(chǎn)物分離罐中分離得到的重整生成油直接進(jìn)行液相加氫處理，既充分利用了重整生成油中的溶解氫，又能夠脫除重整生成油中的烯烴，同時(shí)還消除了對(duì)于循環(huán)氫及其循環(huán)設(shè)備的需求。但該方法需要補(bǔ)充額外的氫氣，增設(shè)氫氣與原料的混合裝置，氫氣通過(guò)平均孔徑為納米尺寸的膜管通孔注入重整生成油，采用的膜管通孔容易堵塞。

通過(guò)以上分析可知，重整生成油加氫脫烯烴過(guò)程中采用的反應(yīng)器不同時(shí)，對(duì)應(yīng)的操作條件以及達(dá)到的加氫效果也截然不同。現(xiàn)有技術(shù)的重整生成油加氫反應(yīng)器采用的是傳統(tǒng)的滴流床反應(yīng)器或固定床反應(yīng)器，氫氣和重整生成油的之間的氣液傳質(zhì)效果較差，為了控制催化劑床層的反應(yīng)溫度和避免催化劑積炭失活，通常采用較大的氫油比，在加氫反應(yīng)完成后必然有大量的氫氣富余，這些富余的氫氣經(jīng)循環(huán)氫壓縮機(jī)增壓后與新氫混合后繼續(xù)作為反應(yīng)的氫氣進(jìn)料，增大了設(shè)備投資。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中重整生成油加氫反應(yīng)器存在的設(shè)備投資高以及氣液傳質(zhì)效果差的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種用于重整生成油加氫脫烯烴的反應(yīng)器，該反應(yīng)器的設(shè)備投資小，氫氣和重整生成油之間的氣液傳質(zhì)效果好，額外補(bǔ)充的氫氣量很小。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種用于重整生成油加氫脫烯烴的反應(yīng)器，所述的反應(yīng)器由上至下分成原料分布區(qū)、反應(yīng)區(qū)和產(chǎn)品收集區(qū)；在所述原料分布區(qū)設(shè)置有分布器和壓力控制構(gòu)件，在所述反應(yīng)區(qū)設(shè)置有催化劑床層，在所述產(chǎn)品收集區(qū)設(shè)置有液位控制構(gòu)件。

所述壓力控制構(gòu)件用于控制氫氣的進(jìn)料體積來(lái)控制反應(yīng)器內(nèi)的壓力。

所述的氫氣是以連續(xù)相的方式存在于原料分布區(qū)和反應(yīng)區(qū)。

所述的分布器位于壓力控制構(gòu)件的下方。

所述的催化劑床層中裝填的是加氫脫烯烴催化劑。

所述液位控制構(gòu)件用于控制產(chǎn)品收集區(qū)的液面，使產(chǎn)品收集區(qū)的液位低于加氫脫烯烴催化劑的位置。

反應(yīng)器的操作條件控制為：壓力為0.3～1.0MPa，溫度為40～100℃，重整生成油的進(jìn)料體積空速為5～15h^-1，氫氣的進(jìn)料體積與重整生成油的進(jìn)料體積之比為2～5。

對(duì)重整生成油的化學(xué)氫耗進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，烯烴飽和的化學(xué)氫耗＝1.18×(進(jìn)料與生成油溴價(jià)單位的差值)，單位為Nm³/m³油。

因此，當(dāng)重整生成油的溴指數(shù)從1000mgBr/100g(溴價(jià)1.0gBr/100g)降至30mgBr/100g(溴價(jià)0.03gBr/100g)時(shí)，所需的理論耗氫量為1.14m³/m³油；當(dāng)重整生成油的溴指數(shù)從1700mgBr/100g降至30mgBr/100g時(shí)，所需的理論耗氫量為1.97m³/m³油；當(dāng)重整生成油的溴指數(shù)從3200mgBr/100g降至30mgBr/100g時(shí)，所需的理論耗氫量為3.74m³/m³油。根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，飽和重整生成油的烯烴所需的氫耗量非常低。如果能夠開(kāi)發(fā)一種新型的反應(yīng)器，提高氫氣和重整生成油之間的氣液傳質(zhì)性能，再額外補(bǔ)充少量的氫氣，則可以實(shí)現(xiàn)重整生成油中的烯烴加氫飽和。

上述的加氫脫烯烴催化劑為商購(gòu)自中石化撫順石油化工研究院的牌號(hào)為HDO-18的Pt-Pd/Al₂O₃催化劑。

上述的催化劑在使用前需要還原，還原溫度為150℃，還原時(shí)間為4h。

本發(fā)明的反應(yīng)器由原料分布區(qū)、反應(yīng)區(qū)和產(chǎn)品收集區(qū)構(gòu)成，重整生成油和氫氣經(jīng)過(guò)原料分布區(qū)的分布器進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，加氫后的產(chǎn)品進(jìn)入產(chǎn)品收集區(qū)。當(dāng)氫氣和重整生成油在加氫脫烯烴催化劑的表面反應(yīng)時(shí)，氫氣的連續(xù)相存在方式增大了氣液傳質(zhì)效果。同時(shí)，由于產(chǎn)品收集區(qū)的“液封”作用，未反應(yīng)的氫氣無(wú)法離開(kāi)反應(yīng)器，只能存在于反應(yīng)器的原料分布區(qū)和反應(yīng)區(qū)，省略了氫氣循環(huán)設(shè)備。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：其一，氫氣和重整生成油的之間的氣液傳質(zhì)效果好，加氫脫烯烴產(chǎn)品的溴指數(shù)≤30mgBr/100g，芳烴損失≤0.5％。其二，氫氣只存在于反應(yīng)器的原料分布區(qū)和反應(yīng)區(qū)，未反應(yīng)的氫氣不需要循環(huán)，降低了生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

附圖1為本發(fā)明方法的重整生成油加氫脫烯烴的反應(yīng)器示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)特征，但不局限于實(shí)施例。

在圖1中，反應(yīng)器被分為3個(gè)功能區(qū)，第一個(gè)功能區(qū)是原料分布區(qū)，第二個(gè)功能區(qū)是反應(yīng)區(qū)，第三個(gè)功能區(qū)是產(chǎn)品收集區(qū)。在原料分布區(qū)的上部設(shè)置與原料分布區(qū)相通的壓力控制構(gòu)件1，壓力控制構(gòu)件通過(guò)控制氫氣的進(jìn)料體積來(lái)控制反應(yīng)器內(nèi)的壓力，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)壓力升高時(shí)，減少氫氣的進(jìn)料體積；當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)壓力降低時(shí)，增加氫氣的進(jìn)料體積。在壓力控制構(gòu)件的下方還設(shè)置一個(gè)分布器2，用于分散重整生成油原料。在反應(yīng)區(qū)設(shè)置一個(gè)催化劑床層，用于裝填加氫脫烯烴催化劑。在產(chǎn)品收集區(qū)的底部設(shè)置一個(gè)液位控制構(gòu)件3，液位控制構(gòu)件調(diào)整產(chǎn)品收集區(qū)的液位低于加氫脫烯烴催化劑，當(dāng)產(chǎn)品收集區(qū)的液位下降時(shí)，液位控制構(gòu)件減少反應(yīng)器排液量；當(dāng)產(chǎn)品收集區(qū)的液位升高時(shí)，液位控制構(gòu)件增加反應(yīng)器排液量。

采用該反應(yīng)器進(jìn)行重整生成油加氫脫烯烴反應(yīng)時(shí)，重整生成油和氫氣經(jīng)過(guò)原料分布區(qū)的分布器進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，加氫后的產(chǎn)品進(jìn)入產(chǎn)品收集區(qū)。反應(yīng)器的操作條件控制為：壓力為0.3～1.0MPa，溫度為40～100℃，重整生成油的進(jìn)料體積空速為5～15h^-1，氫氣的進(jìn)料體積與重整生成油的進(jìn)料體積之比為2～5。在反應(yīng)過(guò)程中，氫氣是以連續(xù)相的方式存在于反應(yīng)器的原料分布區(qū)和反應(yīng)區(qū)，同時(shí)由于產(chǎn)品收集區(qū)的“液封”作用，未反應(yīng)的氫氣無(wú)法離開(kāi)反應(yīng)器，只能存在于反應(yīng)器的原料分布區(qū)和反應(yīng)區(qū)，省略了氫氣循環(huán)設(shè)備。

采用本發(fā)明形式的反應(yīng)器進(jìn)行重整生成油加氫脫烯烴的效果見(jiàn)實(shí)施例1～實(shí)施例8。

本發(fā)明的實(shí)施例和對(duì)比例中的重整生成油和加氫產(chǎn)品的溴指數(shù)采用電位滴定法測(cè)定，芳烴損失根據(jù)PONA法的測(cè)試結(jié)果計(jì)算得到。

實(shí)施例1

在圖1所示的反應(yīng)器中進(jìn)行重整生成油加氫脫烯烴。

重整生成油和氫氣經(jīng)過(guò)原料分布區(qū)的分布器進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，加氫后的產(chǎn)品進(jìn)入產(chǎn)品收集區(qū)。反應(yīng)器的操作條件控制為：壓力為0.3MPa，溫度為40℃，重整生成油的進(jìn)料體積空速為5h^-1，氫氣的進(jìn)料體積與重整生成油的進(jìn)料體積之比為2。