專利名稱：一種懸浮床加氫工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種懸浮床加氫工藝方法，特別是簡化工藝流程、提高運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的懸浮床加氫工藝方法。
背景技術(shù)：
由于石油資源的日益短缺及重質(zhì)化趨勢日益嚴(yán)重，最大量獲得輕質(zhì)油品成為煉油工作者的重要任務(wù)，所以人們也越來越多地對重質(zhì)油加工進行研究。渣油懸浮床加氫工藝是渣油輕質(zhì)化的理想方法之一。其工藝過程一般為分散型催化劑與原料油均勻混合得到混合原料，然后混合原料與大量氫氣一同進入空筒式反應(yīng)器 (反應(yīng)器內(nèi)也可帶有簡單內(nèi)構(gòu)件，如熱偶管和分布盤等)，在臨氫條件下進行催化加氫和裂解反應(yīng)。盡管世界各國都在努力研究重油、渣油的懸浮床加氫工藝，但是目前仍僅僅做到工業(yè)示范裝置，還無法大規(guī)模工業(yè)化。限制懸浮床加氫工藝應(yīng)用的主要原因是在高溫裂解的條件下，結(jié)焦問題比較嚴(yán)重。特別是在反應(yīng)器出口至高分的管線中，經(jīng)常被石油焦堵塞。大量研究表明，進行懸浮床加氫的減壓渣油是一種膠體體系。在減壓渣油中浙青質(zhì)作為分散相，周圍富集了大量的膠質(zhì)，形成大小不一的膠團，均一穩(wěn)定地分散在飽和份和芳香份中。當(dāng)這種膠體體系進行高溫高壓加氫反應(yīng)時，飽和份基本裂解為較輕的餾分，很少發(fā)生縮合反應(yīng)，芳香份和膠質(zhì)中的一部分會裂解，另一部分會縮合成浙青質(zhì)，浙青質(zhì)中的部分會縮合成焦。當(dāng)膠質(zhì)大量減少，浙青質(zhì)就會締合成較大的分子，從膠體體系中沉淀出來， 此時減壓渣油在反應(yīng)體系中由于條件適宜，不發(fā)生明顯的沉積和結(jié)焦現(xiàn)象，但物料流出反應(yīng)器后由于條件的變化，使得物料的體系發(fā)生了變化，進而引起了明顯的生焦現(xiàn)象，造成了裝置無法長周期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的問題。CN2609929Y公開了一種均熱式渣油懸浮床加氫反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置換熱內(nèi)構(gòu)件，可以保持反應(yīng)器內(nèi)溫度均勻，減少因局部熱點而產(chǎn)生的結(jié)焦。該技術(shù)采用了降低熱點的方法，雖然可以減少反應(yīng)器內(nèi)部的結(jié)焦發(fā)生，但是設(shè)計復(fù)雜，也不適用于解決加氫后渣油在反應(yīng)器出口處的結(jié)焦問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種懸浮床加氫工藝方法，本發(fā)明方法可以明顯提高懸浮床加氫裝置的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。本發(fā)明懸浮床加氫工藝方法包括如下內(nèi)容設(shè)置懸浮床加氫反應(yīng)器，懸浮床加氫反應(yīng)器包括反應(yīng)器筒體，反應(yīng)器筒體中上部設(shè)置盤式集油器，盤式集油器上設(shè)置至少一個煙囪狀物流通道，集油器將反應(yīng)器分為上部和下部兩個區(qū)域，上部區(qū)域為穩(wěn)定分離區(qū)，下部區(qū)域為懸浮床加氫反應(yīng)區(qū)。全部或部分原料油進入反應(yīng)器上部的穩(wěn)定分離區(qū)，與從反應(yīng)器下部懸浮床加氫反應(yīng)區(qū)通過集油器煙 狀物流通道進入穩(wěn)定分離區(qū)的物料混合，混合物料在穩(wěn)定分離區(qū)進行氣液分離，氣液分離后的氣相從反應(yīng)器頂部排出，氣液分離后的液相從穩(wěn)定分離區(qū)排出反應(yīng)器，排出反應(yīng)器的液相分餾出輕餾分后的重餾分與氫氣混合進入反應(yīng)
3器的加氫反應(yīng)區(qū)。本發(fā)明方法中，懸浮床加氫反應(yīng)器中，集油器的煙囪狀物流通道包括直筒形通道和頂部的擋板構(gòu)成，擋板與直筒形通道之間設(shè)置適宜間隙，以供物料流過，煙 狀物流通道的數(shù)量根據(jù)反應(yīng)器的規(guī)模進行設(shè)計。直筒形通道根據(jù)裝置規(guī)模設(shè)置適宜的高度，如50 3000mm，使盤式集油器上形成適宜厚度的液位，根據(jù)設(shè)置的液位指示裝置控制排液量進而控制液位的高低。本發(fā)明方法中，從穩(wěn)定分離區(qū)排出的液相分餾出餾分油(如柴油、減壓餾分油) 后，進一步采用旋流分離、過濾等方法脫除固體雜質(zhì)，然后補充分散型催化劑，與氫氣混合加熱至所需的反應(yīng)溫度，然后進入懸浮床加氫反應(yīng)器進行反應(yīng)。本發(fā)明方法中，懸浮床反應(yīng)區(qū)的操作條件采用本領(lǐng)域常規(guī)條件，如反應(yīng)溫度為 400 480°C，最好為430 460°C，氫油體積比為200 1 1500 1，最好為350 1 1200 1，體積空速0.5 5. OtT1，最好為1.0 3. OtT1，反應(yīng)壓力為6.0 30. OMPa，最好為 12. 0 20. OMPa0本發(fā)明方法中，穩(wěn)定分離區(qū)的操作溫度為250 390°C，最好為280 360°C。進入穩(wěn)定分離區(qū)的原料油可以占加工原料油的10% 100%。原料油可以是各種劣質(zhì)重油、 劣質(zhì)渣油等。本發(fā)明方法中，從反應(yīng)器穩(wěn)定分離區(qū)排出的氣相經(jīng)過分離烴類后主要為氫氣，可以循環(huán)回加氫反應(yīng)器。本發(fā)明方法中，懸浮床加氫催化劑為本領(lǐng)域通常的分散型催化劑，如元素周期表第VIB、VIIB和第VIII族一種或多種金屬的化合物，其中較好的為含有Mo、Ni、Co、W、Cr和 Fe等金屬元素中一種或幾種的物質(zhì)。催化劑以金屬計總加入量為50 2000 μ g/g，較好為 100 1200 μ g/g,最好為 200 900 μ g/g。本發(fā)明的優(yōu)點是1、采用原料油對懸浮床加氫后的物料進行降溫和穩(wěn)定，使之在穩(wěn)定狀態(tài)下進入分餾系統(tǒng)，有效地避免了結(jié)焦，可以保證懸浮床加氫裝置長周期運轉(zhuǎn)。2、采用原料油作為穩(wěn)定油，對加氫后物料的穩(wěn)定效果強于其他種類穩(wěn)定油的穩(wěn)定效果，同時原料油可以就地取材，無須另外進行采購。3、將懸浮床加氫反應(yīng)器與高壓分離器集成為一體，簡化了工藝流程，可以降低設(shè)備的加工成本，節(jié)省投資。


圖1為本發(fā)明一種新型懸浮床加氫反應(yīng)器及工藝示意圖。序號1為懸浮床加氫反應(yīng)區(qū)，2為高壓穩(wěn)定分離區(qū)，3為低壓分離及分餾系統(tǒng)，4為結(jié)焦物過濾系統(tǒng)，5為循環(huán)氫，6為分餾出的輕餾分，7為原料油，8為懸浮床加氫反應(yīng)器。
具體實施例方式本發(fā)明懸浮床加氫技術(shù)采用一種新型懸浮床加氫反應(yīng)器，使用集油器將懸浮床加氫反應(yīng)器分割成兩個區(qū)域，上部為高壓穩(wěn)定分離區(qū)，下部為懸浮床加氫反應(yīng)區(qū)。原料油的全部或部分進入反應(yīng)器上部，對加氫反應(yīng)后的物料進行稀釋，上部高壓穩(wěn)定分離區(qū)具有穩(wěn)定加氫反應(yīng)后物料的作用，同時具有高壓分離器的功能，使加氫裂化后的物料處于穩(wěn)定狀態(tài)。 穩(wěn)定后的懸浮床加氫反應(yīng)后物料進入低壓分離器和分餾系統(tǒng)，分餾出輕餾分(柴油、減壓餾分油等)后的重餾分經(jīng)過濾脫除固體結(jié)焦物后與循環(huán)氫混合，由懸浮床加氫反應(yīng)區(qū)的底部進入反應(yīng)器，進行加氫反應(yīng)。高壓穩(wěn)定分離區(qū)具有液位控制功能，在采用原料油對加氫后渣油進行穩(wěn)定的同時，可以起到高壓分離器的作用。本發(fā)明將懸浮床加氫反應(yīng)器與高壓分離器集成為一體，采用原料油對懸浮床加氫后的物料進行降溫和穩(wěn)定，使之在穩(wěn)定狀態(tài)下進入分餾系統(tǒng)，有效地避免了結(jié)焦，可以保證懸浮床加氫裝置長周期運轉(zhuǎn)。為進一步闡述本發(fā)明的具體特征，將結(jié)合附圖加以說明。結(jié)合附圖1，本發(fā)明的一種工藝過程為原料油7進入懸浮床加氫反應(yīng)器上部的高壓穩(wěn)定分離區(qū)2，對懸浮床加氫后的物料進行降溫和稀釋，使之在低溫條件下也可以處于穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定后的渣油與循環(huán)氫5在高壓穩(wěn)定分離區(qū)進行氣液分離，之后進入低壓分離和分餾系統(tǒng)3，分餾出輕餾分6，重餾分經(jīng)過濾脫除固體結(jié)焦物后與循環(huán)氫混合，由懸浮床加氫反應(yīng)區(qū)1的底部進入，進行懸浮床加氫反應(yīng)。為進一步說明本發(fā)明的方案和效果，列舉以下實施例。實施例本實施例為渣油加氫處理的一種實施方案，操作流程示意圖參照附圖1。原料油7進入懸浮床加氫反應(yīng)器上部的高壓穩(wěn)定分離區(qū)2，對懸浮床加氫后的物料進行降溫和稀釋，使之處于穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定后的物料在高壓穩(wěn)定分離區(qū)進行氣液分離， 之后進入低壓分離和分餾系統(tǒng)3，分餾出輕餾分6，重餾分經(jīng)過濾脫除固體結(jié)焦物后與循環(huán)氫、懸浮床加氫催化劑混合，由懸浮床加氫反應(yīng)區(qū)1的底部進入，進行懸浮床加氫反應(yīng)。懸浮床加氫試驗所用催化劑為水溶性分散型催化劑，即磷鉬酸鎳雜多酸鹽水溶液，催化劑組成為Mo 8. 0wt%,Ni 0. 5wt%,P 0.23wt%。試驗使用原料性質(zhì)見表1。主要反應(yīng)條件及反應(yīng)結(jié)果見表2。表1原料性質(zhì)
項目數(shù)據(jù)密度(20"C )，kg. m 3995. 7殘?zhí)恐?，Wt %16. 7金屬元素Ni，μ g ·40. 4V，μ g ·123. 6四組分分析，Wt %飽和烴12. 9
權(quán)利要求
1.一種懸浮床加氫工藝方法，設(shè)置懸浮床加氫反應(yīng)器，懸浮床加氫反應(yīng)器包括反應(yīng)器筒體，其特征在于反應(yīng)器筒體中上部設(shè)置盤式集油器，盤式集油器上設(shè)置至少一個煙囪狀物流通道，集油器將反應(yīng)器分為上部和下部兩個區(qū)域，上部區(qū)域為穩(wěn)定分離區(qū)，下部區(qū)域為懸浮床加氫反應(yīng)區(qū)；全部或部分原料油進入反應(yīng)器上部的穩(wěn)定分離區(qū)，與從反應(yīng)器下部懸浮床加氫反應(yīng)區(qū)通過集油器煙 狀物流通道進入穩(wěn)定分離區(qū)的物料混合，混合物料在穩(wěn)定分離區(qū)進行氣液分離，氣液分離后的氣相從反應(yīng)器頂部排出，氣液分離后的液相從穩(wěn)定分離區(qū)排出反應(yīng)器，排出反應(yīng)器的液相分餾出輕餾分后的重餾分與氫氣混合進入反應(yīng)器的加氫反應(yīng)區(qū)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于懸浮床加氫反應(yīng)器中，集油器的煙囪狀物流通道包括直筒形通道和頂部的擋板構(gòu)成，擋板與直筒形通道之間設(shè)置適宜間隙，以供物料流過。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于從穩(wěn)定分離區(qū)排出的液相分餾出餾分油后，進一步采用旋流分離或過濾方法脫除固體雜質(zhì)，然后補充分散型催化劑，與氫氣混合加熱至所需的反應(yīng)溫度，然后進入懸浮床加氫反應(yīng)器進行反應(yīng)。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于懸浮床反應(yīng)區(qū)的操作條件為反應(yīng)溫度為400 480°C，氫油體積比為200 1 1500 1，體積空速0. 5 5. OtT1，反應(yīng)壓力為 6. 0 30. OMPa0
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于懸浮床反應(yīng)區(qū)的操作條件為反應(yīng)溫度為 430 460°C，氫油體積比為350 1 1200 1，體積空速為1. 0 3. Oh—1，反應(yīng)壓力為 12. 0 20. OMPa0
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于穩(wěn)定分離區(qū)的操作溫度為250 390°C。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于穩(wěn)定分離區(qū)的操作溫度為280 360°C。
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于進入穩(wěn)定分離區(qū)的原料油占加工原料油重量的10% 100%。
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于加氫反應(yīng)在懸浮床催化劑存在下進行，懸浮床加氫催化劑為含有Mo、Ni、Co、W、Cr和Fe金屬元素中一種或幾種的物質(zhì)。
10.按照權(quán)利要求1或8所述的方法，其特征在于懸浮床催化劑以金屬計總加入量為 50 2000μ g/g。
全文摘要
本發(fā)明提供一種懸浮床加氫工藝方法，使用的懸浮床加氫反應(yīng)器中上部設(shè)置盤式集油器，集油器將反應(yīng)器分為上部區(qū)域的穩(wěn)定分離區(qū)，和下部的懸浮床加氫反應(yīng)區(qū)；全部或部分原料油進入反應(yīng)器上部的穩(wěn)定分離區(qū)，與從反應(yīng)器下部懸浮床加氫反應(yīng)區(qū)通過集油器煙囪狀物流通道進入穩(wěn)定分離區(qū)的物料混合并進行氣液分離，氣液分離后的氣相從反應(yīng)器頂部排出，氣液分離后的液相從穩(wěn)定分離區(qū)排出反應(yīng)器，排出反應(yīng)器的液相分餾出輕餾分后的重餾分與氫氣混合進入反應(yīng)器的加氫反應(yīng)區(qū)。本發(fā)明方法將懸浮床加氫反應(yīng)器與高壓分離器集成為一體，采用原料油對懸浮床加氫后的渣油進行降溫和穩(wěn)定，有效地避免了結(jié)焦，可以保證懸浮床加氫裝置長周期運轉(zhuǎn)。
文檔編號C10G67/02GK102311796SQ20101022201
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者劉建宇, 孫萬付, 王喜彬, 胡長祿 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院