專利名稱：一種帶有高壓分離器的懸浮床加氫反應(yīng)器及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種懸浮床加氫反應(yīng)器及工藝，特別是重質(zhì)原料加氫裂化的懸浮床加氫反應(yīng)器及工藝。
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(duì)重質(zhì)油加工進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(tuán)，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(jìn)行高溫高壓加氫反應(yīng)時(shí)，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(huì)裂解，另一部分會(huì)縮合成浙青質(zhì)，浙青質(zhì)中的部分會(huì)縮合成焦。當(dāng)膠質(zhì)大量減少，浙青質(zhì)就會(huì)締合成較大的分子，從膠體體系中沉淀出來， 此時(shí)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(jìn)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(yùn)轉(zhuǎn)的問題。C擬609929Y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(diǎn)而產(chǎn)生的結(jié)焦。該技術(shù)采用了降低熱點(diǎn)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(jì)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(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種新型懸浮床加氫反應(yīng)器及工藝，本發(fā)明反應(yīng)器和工藝可以有效解決懸浮床加氫技術(shù)中裝置易生焦堵塞造成的運(yùn)轉(zhuǎn)周期短的問題。本發(fā)明帶有高壓分離器的懸浮床加氫反應(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(gè)煙 狀物流通道，集油器將反應(yīng)器分為上部和下部兩個(gè)區(qū)域，上部區(qū)域?yàn)榉€(wěn)定分離區(qū)，下部區(qū)域?yàn)閼腋〈布託浞磻?yīng)區(qū)。反應(yīng)器上部穩(wěn)定分離區(qū)設(shè)置稀釋油入口，反應(yīng)器上部穩(wěn)定分離區(qū)設(shè)置稀釋油與反應(yīng)后液相物料混合物的排出口，反應(yīng)器頂部設(shè)置氣相物料排出口，反應(yīng)器底部設(shè)置反應(yīng)原料入口。本發(fā)明帶有高壓分離器的懸浮床加氫反應(yīng)器中，煙@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(jìn)行設(shè)計(jì)。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(jìn)而控制液位的高低。本發(fā)明懸浮床加氫工藝方法，使用本發(fā)明上述反應(yīng)器，反應(yīng)物料從反應(yīng)器底部進(jìn)入反應(yīng)器，在反應(yīng)器下部的懸浮床加氫反應(yīng)區(qū)進(jìn)行懸浮床加氫反應(yīng)，然后通過盤式集油器的煙 狀物流通道進(jìn)入反應(yīng)器上部的穩(wěn)定分離區(qū)，在穩(wěn)定分離區(qū)液相與稀釋油混合后排出至低壓儲(chǔ)罐中，氣相從反應(yīng)器頂部排出。本發(fā)明懸浮床加氫工藝方法中，反應(yīng)物料包括重油、氫氣和分散型催化劑，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)明懸浮床加氫工藝方法中，穩(wěn)定分離區(qū)的操作溫度為250 390°C，最好為 280 360°C。稀釋油為催化裂化澄清油，催化裂化重循環(huán)油、催化裂化柴油等中的一種或幾種，稀釋油的芳烴重量含量大于50%，最好大于60%。稀釋油的進(jìn)料量為反應(yīng)原料油重量的5% 50%，優(yōu)選為10% 40%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、采用富含芳烴的稀釋油對(duì)懸浮床加氫后的物料進(jìn)行降溫和穩(wěn)定，使之在穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)入分餾系統(tǒng)，避免了在低溫管路結(jié)焦的可能，可以保證懸浮床加氫裝置長周期運(yùn)轉(zhuǎn)。2、富含芳烴的稀釋油可以循環(huán)使用，而且比較廉價(jià)，不會(huì)增加操作成本。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)器結(jié)構(gòu)示意圖及工藝流程示意圖。序號(hào)1為懸浮床加氫反應(yīng)區(qū)，2為穩(wěn)定分離區(qū)，3為低壓分離及分餾系統(tǒng)，4為分餾出的重餾分，5為排放氣，6為分餾出的輕餾分，7為稀釋油，8為懸浮床加氫反應(yīng)器，9為原料油，10為氫氣。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明中，原料油與氫氣混合后，由下而上進(jìn)入懸浮床加氫反應(yīng)區(qū)，進(jìn)行加氫反應(yīng)。懸浮床加氫后的物料通過煙 狀集油器溢流進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)的高壓穩(wěn)定分離區(qū)。高壓穩(wěn)定分離區(qū)具有穩(wěn)定加氫反應(yīng)后渣油的作用，同時(shí)具有高壓分離器的功能。通過富含芳烴稀釋油的稀釋作用，使加氫裂化后的物料處于穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定后的懸浮床加氫渣油進(jìn)入低壓分離器和分餾系統(tǒng)。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，采用芳烴穩(wěn)定油對(duì)懸浮床加氫后的渣油進(jìn)行降溫和穩(wěn)定，使之在穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)入分餾系統(tǒng)，避免了結(jié)焦的可能，可以保證懸浮床加氫裝置長周期運(yùn)轉(zhuǎn)。本發(fā)明工藝方法具體包括以下內(nèi)容a、采用帶煙囪狀的集油器將懸浮床加氫反應(yīng)器分割成兩個(gè)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)。
b、帶有懸浮床催化劑的原料油與氫氣混合后，由下而上進(jìn)入懸浮床加氫反應(yīng)區(qū)， 進(jìn)行加氫反應(yīng)。C、步驟b產(chǎn)生的懸浮床加氫后渣油以溢流的方式通過煙囪狀集油器進(jìn)入高壓穩(wěn)定分離區(qū)。高壓穩(wěn)定分離區(qū)具有穩(wěn)定加氫反應(yīng)后渣油的作用，同時(shí)具有高壓分離器的功能。 通過富含芳烴穩(wěn)定油的稀釋，使加氫裂化后的渣油在較低溫度條件下也可以處于穩(wěn)定狀態(tài)。d、在高壓分離穩(wěn)定區(qū)，步驟c產(chǎn)生的穩(wěn)定后加氫渣油經(jīng)氣液分離進(jìn)入低壓分離及分餾系統(tǒng)，分離出產(chǎn)品和芳烴穩(wěn)定油，芳烴穩(wěn)定油可以循環(huán)使用。步驟(a)所說的高壓穩(wěn)定分離區(qū)具有液位控制功能，在采用原料油對(duì)加氫后渣油進(jìn)行穩(wěn)定的同時(shí)，可以起到高壓分離器的作用。步驟(b)所說的懸浮床加氫催化劑為本領(lǐng)域通常的均相催化劑，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(jì)總加入量為50 2000 μ g/g，較好為 100 1200μ g/g，最好為200 900 μ g/g。原料油可以是各種劣質(zhì)重油、劣質(zhì)渣油等。為進(jìn)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帶有懸浮床加氫催化劑的原料油9與氫氣5混合后進(jìn)入懸浮床加氫反應(yīng)器8下部的懸浮床加氫反應(yīng)區(qū)1，進(jìn)行懸浮床加氫反應(yīng)。加氫反應(yīng)后的物料向上通過煙 狀集油器， 進(jìn)入高壓穩(wěn)定分離區(qū)2，采用富含芳烴穩(wěn)定油稀釋油7對(duì)懸浮床加氫后的物料進(jìn)行降溫和稀釋，使之處于穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定后的液相與氣相5在高壓穩(wěn)定分離區(qū)進(jìn)行氣液分離，之后液相物料進(jìn)入低壓分離和分餾系統(tǒng)3，分離出輕餾分6、重餾分4和富含芳烴穩(wěn)定稀釋油7。稀釋油7可以循環(huán)使用。為進(jìn)一步說明本發(fā)明的方案和效果，列舉以下實(shí)施例。實(shí)施例本實(shí)施例為渣油加氫處理的一種實(shí)施方案，操作流程示意圖參照附圖1。帶有懸浮床加氫催化劑的原料油9與氫氣5混合后進(jìn)入懸浮床加氫反應(yīng)器8下部的懸浮床加氫反應(yīng)區(qū)1，進(jìn)行懸浮床加氫反應(yīng)。加氫反應(yīng)后的物料向上通過煙 狀集油器， 進(jìn)入高壓穩(wěn)定分離區(qū)2，采用富含芳烴穩(wěn)定稀釋油7對(duì)懸浮床加氫后的物料進(jìn)行降溫和稀釋，使之處于穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定后的液相和與氣相5在高壓穩(wěn)定分離區(qū)進(jìn)行氣液分離，之后液相物料進(jìn)入低壓分離和分餾系統(tǒng)3，分離出輕餾分6、重餾分4和富含芳烴穩(wěn)定稀釋油7。懸浮床加氫試驗(yàn)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(yàn)使用原料性質(zhì)見表1。稀釋油采用催化裂化重循環(huán)油，其性質(zhì)見表2。主要反應(yīng)條件及反應(yīng)結(jié)果見表3。表1原料性質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種帶有高壓分離器的懸浮床加氫反應(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(gè)煙 狀物流通道，集油器將反應(yīng)器分為上部和下部兩個(gè)區(qū)域，上部區(qū)域?yàn)榉€(wěn)定分離區(qū)，下部區(qū)域?yàn)閼腋〈布託浞磻?yīng)區(qū)，反應(yīng)器上部穩(wěn)定分離區(qū)設(shè)置稀釋油入口，反應(yīng)器上部穩(wěn)定分離區(qū)設(shè)置稀釋油與反應(yīng)后液相物料混合物的排出口，反應(yīng)器頂部設(shè)置氣相物料排出口，反應(yīng)器底部設(shè)置反應(yīng)原料入口。
2.按照權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于煙囪狀物流通道包括直筒形通道和頂部的擋板，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2所述的反應(yīng)器，其特征在于煙囪狀物流通道的直筒形通道的高度為 50 3000mm。
4.一種懸浮床加氫工藝方法，其特征在于使用權(quán)利要求1至3任一權(quán)利要求所述的反應(yīng)器，反應(yīng)物料從反應(yīng)器底部進(jìn)入反應(yīng)器，在反應(yīng)器下部的懸浮床加氫反應(yīng)區(qū)進(jìn)行懸浮床加氫反應(yīng)，然后通過盤式集油器的煙 狀物流通道進(jìn)入反應(yīng)器上部的穩(wěn)定分離區(qū)，在穩(wěn)定分離區(qū)液相與稀釋油混合后排出至低壓儲(chǔ)罐中，氣相從反應(yīng)器頂部排出。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于懸浮床加氫工藝方法中，反應(yīng)物料包括重油、氫氣和分散型催化劑。
6.按照權(quán)利要求4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. 01Γ1，反應(yīng)壓力為 6. 0 30. OMPa ；穩(wěn)定分離區(qū)的操作溫度為250 390°C。
7.按照權(quán)利要求4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. OMPa ；穩(wěn)定分離區(qū)的操作溫度為280 360°C。
8.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于稀釋油為催化裂化澄清油，催化裂化重循環(huán)油、催化裂化柴油中的一種或幾種。
9.按照權(quán)利要求4或8所述的方法，其特征在于稀釋油中的芳烴重量含量大于50%。
10.按照權(quán)利要求4或8所述的方法，其特征在于稀釋油的進(jìn)料量為反應(yīng)原料油重量的5% 50%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種帶有高壓分離器的懸浮床加氫反應(yīng)器和工藝方法，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(gè)煙囪狀物流通道，集油器將反應(yīng)器分為上部和下部兩個(gè)區(qū)域，上部區(qū)域?yàn)榉€(wěn)定分離區(qū)，下部區(qū)域?yàn)閼腋〈布託浞磻?yīng)區(qū)，反應(yīng)器上部穩(wěn)定分離區(qū)設(shè)置稀釋油入口，反應(yīng)器上部穩(wěn)定分離區(qū)設(shè)置稀釋油與反應(yīng)后液相物料混合物的排出口，反應(yīng)器頂部設(shè)置氣相物料排出口，反應(yīng)器底部設(shè)置反應(yīng)原料入口。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，采用富含芳烴的稀釋油對(duì)懸浮床加氫后的物料進(jìn)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(yùn)轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)C10G45/16GK102309949SQ20101022202
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)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(qǐng)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