一種渣油加工方法及設備技術

本發明專利技術公開了一種串級式沸騰床渣油加氫方法和設備，在一個兩段以上的串級沸騰床反應器內使用微球形加氫脫金屬、脫硫、脫氮催化劑組合進行渣油加氫反應，能有效提高渣油轉化率和產品質量。串級沸騰床反應器有多個具有單獨催化劑添加和排出口的反應段，每段設有帶浮閥結構的進料分布板和由導流構件、擋流構件、氣液隔離板和破沫器構成的三相分離部件，反應器內物料可有效進行三相流態化反應及三相分離，并可進行催化劑在線置換。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】?一神渣油加工方法及設備1、
本專利技術涉及一神渣油加工方法及設備，具體說是一種沸騰床渣油加氫處理方法及設備。2、背明技術現有渣油加氫處理方法按所采用催化劑形態及其運轉操作時在反應器中所處的狀態，一般分為固定床、移動床、沸騰床和懸浮床技術。其中沸騰床技術采用單一的催化劑，其粒度比懸浮床催化劑大而比固定床催化劑小。反應器內催化劑藏量略低于固定床而遠高于懸浮床，空速和反應溫度都較高，在原料適應性、重組分加氫的轉化率和催化劑利用效率等方面都明顯優于固定床和移動床技術，在產品質量和產品后處理方面優于懸浮床技術。現有沸騰床技術以美國的LC-FiningSM和H-oil工藝為代表。這兩種工藝均采用直徑為0.8毫米的Al2O3基Co-Mo或Ni-Mo擠條催化劑，原料油和氫氣從反應器底部進入，自下而上地通過催化劑床層，使床層達到一定的膨脹率。催化劑和油氣在反應器頂部分離，反應器頂部設置一構件將部分液體產品引到反應器底部，用安裝在底部的泵進行循環，使液流達到床層膨脹所需的線速度。這兩神工藝靠在線連續加入和排出催化劑來維持催化劑活性。此外，US.pat.No.RE?25，770中所描述的典型沸騰床工藝也具有上述兩神工藝的共同特征。上述現有渣油沸騰床加氫技術存在的不足是：1、使用單一催化劑，不考慮渣油加氫過程中脫金屬、脫硫、脫氮、脫殘炭等各神不同反應的時間順序(即反應速度)問題，不考慮也不可以進行催化劑各別功能調配，側重追求重組分的轉化率(即重餾分的輕質化)，產品的后加工處理費用高。2、反應器單段結構，催化劑返混嚴重，其連續在線置換催化劑時，反應器-->底部排出的催化劑中有相當部分仍有較高活性，甚至含有剛加入的新鮮催化劑，造成催化劑浪費。3、催化劑粒度偏大，需要進行反應器內外液體循環才能達到氣、液、固三相流態化所需的線速度，既增加能耗，又減少了新鮮原料在反應器內的有效停留時間。4、反應溫度偏高，操作彈性較差。3、
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種對原料的適應性強、重組分加氫轉化率高、產品性質好、操作彈性好、加工方案靈活的沸騰床渣油加氫方法。本專利技術的另一個目的在于提供一種用于上述沸騰床渣油加氫方法的專用設備。本專利技術的沸騰床渣油加氫方法方案如下：采用串級沸騰床反應技術，在一個反應器內分成兩個以上的沸騰床反應段，渣油原料及氫氣在沸騰床渣油加氫反應條件下從下至上連續通過各段沸騰床反應段，各沸騰床反應段使用的催化劑功能從下至上按加氫脫金屬、加氫脫硫、加氫脫氮及轉化順序排列，每個反應段使用其中一至兩神催化劑。所述三類催化劑一般為粒徑在0.05～0.4mm之間的微球，也可以是直徑為0.3～0.6mm的條形催化劑，優選前者。催化劑擔體為氧化鋁，活性組份為鉬、鎳。由于主要催化功能的區別，所述各類催化劑與固定床渣油加氫各類催化劑的性質相近，如具有下列各自特征：加氫脫金屬催化劑孔徑10～200nm的孔占總孔容的50％～95％，最適宜為75％～90％，孔容為一般為0.45～0.90ml/g，最適宜為0.65～0.75ml/g；比表面一般為150～250m2/g，最適宜為170～200m2/g，總酸一般為0～0.35mM/g，最適宜為0.1～0.2mM/g；NiO一般為0～5.0％，最適宜為2.0％～3.0％；MoO3一般為0～15.0％，最適宜為7.0～8.0％。該催化劑的主要功能是脫金屬，同時具有較強的脫硫活性及一定的脫殘炭能力。-->加氫脫硫催化劑孔徑6～10nm的孔占總孔容的45％～90％，最適宜為65～70％；孔容一般為0.2～0.6ml/g，最適宜為0.35～0.45ml/g，比表面一般為200～300m2/g，最適宜為230～270m2/g；總酸一般為0.15～0.65mM/g，最適宜為0.25～0.45mM/g；NiO一般為2.0％～8.0％，最適宜為4.0％～5.0％；MoO3一般為為10.0％～25.0％，最適宜為15.0～20.0％。該催化劑的主要功能是脫硫，同時具有較強的脫金屬活性及一定的脫氮、脫殘炭能力。加氫脫氮及轉化催化劑孔徑4～15nm的孔占總孔容的50％～95％，最適宜為為75％～90％；孔容一般為0.2～0.65ml/g，最適宜為為0.35～0.45ml/g；比表面一般為250～350m2/g，最適宜為280～320m2/g；總酸一般為0.2～0.8mM/g，最適宜為0.4～0.5mM/g；NiO一般為5.0％～15.0％，最適宜為8.0％～10.0％；MoO3一般為15.0～30.0％，最適宜為20.0～25.0％。該催化劑的主要功能是脫氮、裂解轉化和脫殘炭，同時具有一定的脫硫活性和金屬沉積容量。催化劑裝量至少為反應器容積的35％，通常為40％～70％。根據原料具體性質(金屬含量、硫含量、氮含量等)的不同及加工處理的目的(脫雜質的精制目的、生產輕質油品的裂化目的)不同可以靈活調整沸騰床反應段的數量、各段催化劑裝填比例、最適宜的催化劑以及工藝條件等。在使用只有兩個反應段的串級沸騰床反應器時，一般下段只使用加氫脫金屬催化劑，上段使用加氫脫硫和脫氮及轉化催化劑。如果原料油的金屬含量特別高，需要在上段補充脫金屬，可在上段加入部分粒度較大的脫金屬催化劑，這些粒度較大的脫金屬催化劑大部分會居占于上段反應區的下層，實現所需的補充脫金屬效果。如果原料油的硫含量特別高，需要在下段加強脫硫，可在下段加入部分粒度較小的脫硫催化劑，這些粒度較小的脫硫催化劑大部分會居占于下段反應區的上層，實現所需的加氫脫硫效果。當然，上下兩個反應段也可均使用三類催化劑中的任何一類。當使用三個反應段的串級沸騰床反應器時，可以將三神功能的催化劑分別使用，也可以按上述方法使用。反應條件可以采用通常的渣油沸騰床加氫反應條件，并且根據不同的處理目的進行適當調節。上述內容均可以根據本領域的普通知識來確定。-->本專利技術方法使用的串級沸騰床反應器為在一個反應器內分成兩個以上的反應段結構，每段之間設置進料分布板，每段上部設置三相分離部件，每段有各自的催化劑加入、排出口，反應器設有進料口及出料口。反應器殼體底部設置油氣進料口，頂部設置氣體出口和液體出口，殼體側壁對應器內各段反應區的上下部，分別設置催化劑加入口和排出口。在兩個反應段之間設置進料分布板，最好為配置有浮閥的分布板，浮閥閥帽最好尖頂或斜面。每段上部的三相分離部件主要由導流構件和擋流構件構成，其中導流構件為兩頭開口的上窄下寬或上寬下窄的錐筒或錐斗，有上位和下位之分，下位導流構件的上端和上位導流構件的下端同軸相套。擋流構件為尖頂封閉的錐筒構形或截面為側三角形(或側梯形)、外圈緊貼反應內壁的水平環構形。導流構件和擋流構件的具體形狀和位置根據反應物流是沿反應器軸心周圍還是沿內壁四周導入三相分離區而定。下位導流構件向下一面將反應物流導入三相分離區，向上一面與上位導流構件構成氣體逸出區和固體沉降區。上位導流構件還可將所分離出的液體導入上一反應段的進料區或反應器的液體出口。擋流構件位于下位導流構件的下方，兩者之間形成所分離出催化劑的下落通道。擋流構件上面是固體沉降區的底部，下面是反應區的上部。該件可阻擋反應物流進入固體沉降區，保證該區的催化劑沉降不受上竄的氣本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種渣油沸騰床加氫反應方法，渣油與氫氣在沸騰床加氫反應條件下進行反應，其特征在于所述的沸騰床加氫反應為串級式沸騰床加氫反應，在一個反應器內分成兩個以上的沸騰床反應段，渣油原料及氫氣從下至上連續通過各段沸騰床反應段，各沸騰床反應段使用的催化劑功能從下至上按加氫脫金屬、加氫脫硫、加氫脫氮及轉化順序排列，每個反應段使用其中一至兩種催化劑。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1、一神渣油沸騰床加氫反應方法，渣油與氫氣在沸騰床加氫反應條件下進行反應，其特征在于所述的沸騰床加氫反應為串級式沸騰床加氫反應，在一個反應器內分成兩個以上的沸騰床反應段，渣油原料及氫氣從下至上連續通過各段沸騰床反應段，各沸騰床反應段使用的催化劑功能從下至上按加氫脫金屬、加氫脫硫、加氫脫氮及轉化順序排列，每個反應段使用其中一至兩神催化劑。2、按照權利要求1所述的方法，其特征在于所述的催化劑為粒徑在0.05～0.4mm之間的微球。3、按照權利要求1所述的方法，其特征在于所述的沸騰床反應段為兩段或三段。4、按照權利要求1所述方法使用的串級沸騰床反應器，其特征在于在一個反應器內分成兩個以上的反應段，每段之間設置進料分布板，每段上部設置三相分離部件，每段有各自的催化劑加入、排出口，反應器設有進料口及出料口。5、按照權利要求4所述的反應器，其特征在于所述的進料分布板為配置有浮閥的分布板。6、按照權利要求4所述的反應器，其特征在于所述的三相分離部件由導流構件和擋流構件構成，其中導流構件為兩頭開口的上窄下寬或上寬下窄的錐筒或錐斗，有上位和下位之分，下位導流構件的上端和上位導流構件的下端同軸相套；擋流構件為尖頂端封閉的錐筒構形或截面為側三角形或側梯形、外圈緊貼反應內壁的水平環構形；擋流構件位于下位導流構件...

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭派，蔣立敬，胡長祿，韓保平，張劉軍，韓照明，冷冬，
申請(專利權)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，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]