一種流化床加氫系統(tǒng)及加氫方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及加氫領域，更進一步說，涉及一種流化床加氫系統(tǒng)及加氫方法。
【背景技術】
[0002]隨著原油的變重，變劣，重、渣油的深度加工技術已經成為石油資源利用開發(fā)的重點，目前工業(yè)上廣泛采用的渣油加氫工藝主要有固定床和沸騰床兩種。當處理劣質(高硫、高殘?zhí)俊⒏呓饘?渣油時，固定床加氫會遇到高放熱反應引起的催化劑床層結焦、固體物積聚引起的床層壓降增大及催化劑中毒等問題。沸騰床加氫則避免了固定床加氫的問題，可以很好地適應加工劣質渣油，同時能保證裝置的長周期穩(wěn)定運轉。
[0003]懸浮床加氫也是一種重油輕質化重要的化工反應過程，在石油加工、煤化工和化工行業(yè)有著廣泛的應用前景，固定床和沸騰床加氫已得到大量的工業(yè)應用，懸浮床在重油加工中處于工業(yè)試驗階段。
[0004]煤液化反應器是煤直接液化工藝的最為關鍵設備之一，是一個氣、固、液三相漿液態(tài)反應體系，懸浮床在煤液化加工領域已經實現(xiàn)了工業(yè)化的生產，并得到了工業(yè)應用驗證。
[0005]流化床是對沸騰床和懸浮床的一個統(tǒng)稱，指的催化劑在反應體系中存在一種運動狀態(tài)，根據(jù)催化劑在反應器內的存在形式分為沸騰床和懸浮床。
[0006]沸騰床、懸浮床都是流化床技術中的一種形式，目前，沸騰床加氫是比較成熟的商業(yè)化的技術，懸浮床加氫技術處于工業(yè)開發(fā)階段，這些技術都是采用帶有循環(huán)杯的內循環(huán)式反應器來實現(xiàn)沸騰或懸浮，這種形式導致反應器結構復雜，反應器有效空間利用率低，設備投資大，催化劑的利用率不高，不方便維護和檢修。

【發(fā)明內容】

[0007]為解決現(xiàn)有技術中出現(xiàn)的問題，本發(fā)明提供了一種流化床加氫系統(tǒng)及加氫方法。本發(fā)明的工藝流程簡單，操作方便；可以適應各種不同惡劣條件的原料。
[0008]本發(fā)明的目的之一是提供一種流化床加氫系統(tǒng)。
[0009]包括:流化床加氫反應器和中間分離罐；流化床加氫反應器底部設置有原料進口和循環(huán)油進口，流化床加氫反應器頂部出口連接中間分離罐，中間分離罐底部出口管線分成兩支，一支連接流化床加氫反應器底部，另一支與中間分離罐頂部管線合并后送出界外。
[0010]其中，
[0011]所述流化床加氫反應器為上流式流化床反應器。
[0012]流化床加氫反應器的催化劑床層為沸騰床或懸浮床。
[0013]所述中間分離罐底部為錐形。優(yōu)選:中間分離罐底部錐形的錐度為15?60度。液相停留時間為2-8min。
[0014]錐形結構的好處增加液體的流速，防止液體在器壁處的結焦。流體停留時間主要是通過液位來控制，在設計過程中中間分液罐液相段的空間大小決定了液體的停留時間。
[0015]中間分離罐底部連接流化床反應器的管線上設置有循環(huán)油泵。
[0016]流化床加氫反應器可以為單臺或兩臺以上串聯(lián)或并聯(lián)。
[0017]本發(fā)明的目的之二是提供一種流化床加氫方法。
[0018]包括:
[0019]原料油與氫氣從所述流化床反應器底部的反應進料口進入，經加氫反應，反應產物從頂部反應產物出口排出，進入中間分液罐；反應產物在中間分液罐中進行閃蒸；作為重餾分的液相，從中間分液罐底部排出，分成兩路，一路送至流化床加氫反應器的循環(huán)油入口 ；其余液相產品與從中間分液罐頂部排出的輕餾分的氣相合并為最終反應產物。
[0020]所述的原料油為渣油、煤液化油、煤漿或煤焦油中至少一種；
[0021]所述的氫氣來自于制氫裝置、催化重整裝置、乙烯裂解裝置、PSA氫氣回收裝置各自所得氫氣中的至少一種。
[0022]流化床加氫反應條件可采用本領域中通常的加氫反應條件，本發(fā)明中，可優(yōu)選:
[0023]所述的流化床加氫反應器的操作條件壓力為10.0?21.0MPa，溫度350?470°C，原料油液時空速0.1?2.0h—1 ;優(yōu)選壓力為12.0?20.0MPa，溫度360?460°C，原料油液時空速0.4?1.51Γ1 ；
[0024]氫氣/原料油的體積比為100:1?1200:1，優(yōu)選為200:1?1000:1 ；
[0025]循環(huán)油與原料油的重量比為0.5:1?4:1，優(yōu)選為1.5:1?3:1。
[0026]本發(fā)明具體可采用以下技術方案:
[0027]所述中間分液罐底部液相出口線上設置有循環(huán)油泵，經過該循環(huán)油泵與流化床反應器底部的循環(huán)油入口連接。
[0028]所述的流化床反應器為上流式，如反應器為沸騰床，其內裝填的催化劑保持為一定的料位；如反應器為懸浮床，催化劑以納米形式均勻分散在反應產物中，反應后隨反應產物流出反應器。
[0029]所述原料油與氫氣從所述流化床反應器底部的反應進料口進入，經脫硫、脫氮、脫氧、烯烴飽和、芳烴飽和、雜質脫除等的加氫精制或裂化反應，反應產物從頂部反應產物出口排出；
[0030]所述的反應產物從反應器流出后不經換熱、降壓等工序直接進入中間分液罐入口，反應產物在中間分液罐中進行閃蒸，作為重餾分的液相從中間分液罐底部排出，一部分液相與輕餾分的氣相從中間分液罐頂部排出合并作為最終產物；另一部分經升壓，送至流化床反應器的循環(huán)油入口。
[0031]本發(fā)明是借用中間分離罐實現(xiàn)了流化床反應器的液體外循環(huán)。通過液化外循環(huán)來實現(xiàn)沸騰床或懸浮床加氫技術。目前國內外都是采用反應器內循環(huán)達到沸騰床與懸浮床的效果，與常規(guī)的沸騰床和懸浮床反應器內循環(huán)相比，本發(fā)明通過中間分液罐底部的液相一部分作為循環(huán)油返回至流化床反應器的入口，省去了傳統(tǒng)的沸騰床或懸浮床反應器內的循環(huán)杯，增加了流化床反應器的有效空間，提高了催化劑的利用率，增加了催化劑有限裝填量，最大程度實現(xiàn)加氫反應，同時方便了裝置的操作和維護。
[0032]本發(fā)明裝置簡單，運行周期長，維修方便，投資方面的優(yōu)勢明顯。
【附圖說明】
[0033]圖1本發(fā)明的流化床加氫系統(tǒng)示意圖
[0034]附圖標記說明:
[0035]I—原料，2一氫氣，3—反應進料，4一流化床加氫反應器，5—反應廣物，6 —中間分液iii，7一氣相，8 —中間分液出口液相，9一液相廣品，10-最終反應廣物，11 一循環(huán)油泵，12—循環(huán)油。
【具體實施方式】
[0036]下面結合實施例，進一步說明本發(fā)明。
[0037]實施例
[0038]如圖1所示，一種流化床加氫系統(tǒng)。
[0039]包括:流化床加氫反應器4和中間分離罐6 ;流化床加氫反應器4底部設置有原料進口和循環(huán)油進口，流化床加氫反應器4頂部出口連接中間分離罐，中間分離罐6底部出口管線分成兩支，一支連接流化床加氫反應器4底部，另一支與中間分離罐6頂部管線合并后送出界外。
[0040]其中，
[0041]所述流化床加氫反應器4為上流式流化床反應器。
[0042]流化床加氫反應器4的催化劑床層為沸騰床。
[0043]所述中間分離罐底部為錐形，錐度為30度。
[0044]中間分離罐6底部連接流化床反應器的管線上設置有循環(huán)油泵11。
[0045]經過升壓、升溫后的原料I與氫氣2混合成反應進料3，再自下而上進入流化床反應器4，流化床反應器的壓力13.5MPa，溫度380°C，氫油體積比252:1 ;在以上操作條件下，原料在催化劑的作用下進行一系列加氫脫氮、脫氧、脫硫、烯烴與芳烴飽和等加氫精制或裂化反應；反應產物5從流化床反應器4頂部離開后不經換熱、降壓等工序直接進入中間分液罐6。反應產物在該分液罐內進行閃蒸，罐頂閃蒸出的氣相7與液相產品9混合后，作為最終反應產物10進入后續(xù)的換熱、分離單元處理。中間分液罐底部的液相8分出一部分經循環(huán)油泵11升壓作為循環(huán)油12，返回流化床反應器循環(huán)油入口。
【主權項】
1.一種流化床加氫系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括: 流化床加氫反應器和中間分離罐；流化床加氫反應器底部設置有原料進口和循環(huán)油進口，流化床加氫反應器頂部出口連接中間分離罐，中間分離罐底部出口管線分成兩支，一支連接流化床加氫反應器底部，另一支與中間分離罐頂部管線合并后送出界外。2.如權利要求1所述的流化床加氫系統(tǒng)，其特征在于: 所述流化床加氫反應器為上流式流化床反應器。3.如權利要求2所述的流化床加氫系統(tǒng)，其特征在于: 流化床加氫反應器的催化劑床層為沸騰床或懸浮床。4.如權利要求1所述的流化床加氫系統(tǒng)，其特征在于: 所述中間分離罐底部為錐形。5.如權利要求4所述的流化床加氫系統(tǒng)，其特征在于: 所述中間分離罐底部錐形的錐度為15?60度。6.如權利要求1所述的流化床加氫系統(tǒng)，其特征在于: 中間分離罐底部連接流化床反應器的管線上設置有循環(huán)油泵。7.如權利要求1所述的流化床加氫系統(tǒng)，其特征在于: 流化床加氫反應器為單臺或兩臺以上串聯(lián)或并聯(lián)。8.一種采用如權利要求1?7之一所述的流化床加氫系統(tǒng)的加氫方法，其特征在于所述方法包括: 原料油與氫氣從所述流化床反應器底部的反應進料口進入，經加氫反應，反應產物從頂部反應產物出口排出，進入中間分液罐；反應產物在中間分液罐中進行閃蒸；作為重餾分的液相，從中間分液罐底部排出，分成兩路，一路送至流化床加氫反應器的循環(huán)油入口 ；其余液相產品與從中間分液罐頂部排出的輕餾分的氣相合并為最終反應產物。9.如權利要求8所述的加氫方法，其特征在于: 所述的原料油為渣油、煤液化油、煤漿或煤焦油中至少一種； 所述的氫氣來自于制氫裝置、催化重整裝置、乙烯裂解裝置、PSA氫氣回收裝置各自所得氫氣中的至少一種。10.如權利要求8所述的加氫方法，其特征在于: 所述的流化床加氫反應器的操作條件壓力為10.0?21.0MPa，溫度350?470°C，原料油液時空速0.1?2.0h—1 ;優(yōu)選壓力為12.0?20.0MPa，溫度360?460°C，原料油液時空速 0.4 ?1.5h 1 ; 氫氣/原料油的體積比為400:1?1200:1，優(yōu)選為500:1?1000:1 ； 循環(huán)油與原料油的重量比為0.5:1?4:1，優(yōu)選為1.5:1?3:1。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種流化床加氫系統(tǒng)及加氫方法。系統(tǒng)包括：流化床加氫反應器和中間分離罐；流化床加氫反應器底部設置有原料進口和循環(huán)油進口，流化床加氫反應器頂部出口連接中間分離罐，中間分離罐底部出口管線分成兩支，一支連接流化床加氫反應器底部，另一支與中間分離罐頂部管線合并后送出界外。本發(fā)明通過中間分液罐底部的液相一部分作為循環(huán)油返回至流化床反應器的入口，省去了傳統(tǒng)的沸騰床或懸浮床反應器內的循環(huán)杯，增加了流化床反應器的有效空間，提高了催化劑的利用率，增加了催化劑有限裝填量，同時方便了裝置的操作和維護。
【IPC分類】C10G67/02
【公開號】CN104974792
【申請?zhí)枴緾N201410128269
【發(fā)明人】喬愛軍, 范傳宏, 李 浩, 孫麗麗, 吳德飛, 劉凱祥
【申請人】中國石化工程建設有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2014年4月1日