一種烴油兩相加氫方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種烴油兩相加氫方法，本發(fā)明專利技術(shù)通過將混合器設(shè)置在加氫反應(yīng)器頂部，循環(huán)油管設(shè)置在加氫反應(yīng)器內(nèi)部，氫氣與新鮮原料油和循環(huán)油在混合器中混合形成混合物流，混合物流后與催化劑接觸進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)流出物一部分作為循環(huán)油，另一部分進(jìn)行分離。循環(huán)油通過循環(huán)油管在加氫反應(yīng)器中循環(huán)，循環(huán)油管一端與混合器相連，另一端通過循環(huán)油泵與加氫反應(yīng)器出口相連。該方法將混合器及循環(huán)油管設(shè)置在加氫反應(yīng)器里，結(jié)構(gòu)簡單，大大節(jié)約了空間，降低了投資。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及烴油加氫技術(shù)，特別涉及液相加氫技術(shù)。
技術(shù)介紹
目前世界經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，需要生產(chǎn)大量輕質(zhì)清潔燃料，這些都要求對(duì)現(xiàn)有的煉油技術(shù)進(jìn)行完善和改進(jìn)，以最低的成本生產(chǎn)出符合要求的產(chǎn)品。隨著原油資源的日益短缺和重質(zhì)化、劣質(zhì)化發(fā)展，催化裂化和焦化成為生產(chǎn)輕質(zhì)燃料產(chǎn)品的重要手段，但這兩種工藝得到的產(chǎn)品質(zhì)量一般難以達(dá)到嚴(yán)格的質(zhì)量指標(biāo)要求。輕質(zhì)燃料產(chǎn)品質(zhì)量體系中，硫含量是最重要的指標(biāo)，如何降低石油產(chǎn)品中硫含量是當(dāng)前石油化工行業(yè)面對(duì)的最重要問題之一，另外柴油產(chǎn)品的十六烷值一直受到關(guān)注，其規(guī)格要求也越來越嚴(yán)格。目前，以脫硫和改質(zhì)為主要目的加氫工藝在清潔燃料生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用。加氫技術(shù)是改善烴油質(zhì)量常用的技術(shù)之一，隨著全球原油市場供應(yīng)趨于較高硫含量的原油，煉廠需加工含硫較高的劣質(zhì)烴油，將硫、氮、氧和金屬等雜質(zhì)在煉制過程中脫除，通過改變烴油的分子結(jié)構(gòu)改變其品質(zhì)，從而使各種產(chǎn)品滿足規(guī)范要求。烴油加氫過程實(shí)際上參與反應(yīng)的氫氣只有用于化學(xué)氫耗的氫氣，而傳統(tǒng)滴流床反應(yīng)器加氫技術(shù)，需要有大量過剩的氫氣存在，使得反應(yīng)器的體積比較大，并且維持過剩氫氣需要用循環(huán)氫壓縮機(jī)。在傳統(tǒng)的加氫工藝中氫需要從氣相傳遞到液相，然后共同吸附在催化劑的表面，在催化劑活性中心的作用下進(jìn)行反應(yīng)。由于加氫反應(yīng)是一個(gè)強(qiáng)放熱反應(yīng)，為了維持反應(yīng)溫度，利用大量的氫氣和原料油通過催化劑床層帶走反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，而在加氫反應(yīng)過程中實(shí)際需要的氫(化學(xué)氫耗)比較少，沒有參加反應(yīng)的氫氣，循環(huán)到加氫反應(yīng)器繼續(xù)參與反應(yīng)；傳統(tǒng)烴油加氫技術(shù)采用大量過剩氫氣的另一個(gè)主要原因是維持烴油加氫反應(yīng)的氫分壓，維持較高的氫分壓在熱力學(xué)上有利于加氫精制和加氫裂化反應(yīng)，抑制生成焦炭的縮合反應(yīng)。沒有參加反應(yīng)的氫氣通過分離器與液相分離并除去雜質(zhì)后，通過循環(huán)氫壓縮機(jī)將其壓力升高到反應(yīng)所需的壓力送到反應(yīng)器繼續(xù)參加加氫反應(yīng)。循環(huán)氫壓縮機(jī)的作用就是將沒有參與加氫反應(yīng)的氫氣提高壓力使其循環(huán)使用，因此循環(huán)氫氣壓縮機(jī)在現(xiàn)有加氫技術(shù)中成為必不可少的設(shè)備，業(yè)內(nèi)稱其為加氫裝置的心臟。傳統(tǒng)的固定床加氫反應(yīng)器內(nèi)是氣、液、固三相并存，氣相為氫氣和烴類原料的蒸氣，液相為未汽化的烴類原料，固相為催化劑。氣液兩相是以滴流的形式通過催化劑床層，因此也稱滴流床反應(yīng)器。在滴流床反應(yīng)器中，為了加大傳質(zhì)力度，氫氣與原料油的體積比一般為50 2000 1，因此加氫反應(yīng)器設(shè)計(jì)的比較大，而實(shí)際參加反應(yīng)的原料油與液時(shí)空速有關(guān)，空速反映了裝置的處理能力，工業(yè)上希望采用較大的空速操作，但空速受到反應(yīng)速度的制約。空速根據(jù)催化劑活性、原料性質(zhì)、反應(yīng)深度的不同一般在0. 5 IOtT1之間波動(dòng)。目前工業(yè)應(yīng)用的加氫精制過程在一定反應(yīng)溫度條件下降低空速會(huì)提高烯烴飽和率、加氫脫硫率和加氫脫氮率。在加氫裂化條件下，提高空速對(duì)總的轉(zhuǎn)化率影響不大，但反應(yīng)產(chǎn)物中的輕組分含量下降較多。采用過剩氫氣的目的是加強(qiáng)傳質(zhì)和帶走因加氫反應(yīng)而產(chǎn)生的大量熱量，循環(huán)氫壓縮機(jī)作為加氫過程的心臟，投資和操作費(fèi)用均較高，為了取消循環(huán)氫壓縮機(jī)，人們開始考慮利用供氫劑為烴油加氫過程提供氫源，USP4698147即公開了利用供氫劑減小停留時(shí)間，反應(yīng)后供氫劑利用氫氣進(jìn)行再生，再生后循環(huán)使用。為了加強(qiáng)裂化反應(yīng)，USP4857168公開了利用供氫劑和氫氣為重油加氫提供氫源的重油加氫裂化方法，供氫劑主要起抑制生成焦炭的縮合反應(yīng)的作用。上述改進(jìn)仍然需要循環(huán)氫和循環(huán)氫壓縮機(jī)，CN200810141293. X提出了一種兩相加氫方法，取消了循環(huán)氫和循環(huán)氫壓縮機(jī)，將氫氣在溶劑或者稀釋劑的存在下與新鮮原料油和部分循環(huán)油混合形成混合物流，混合物流在分離罐中將氣體分離后，液相進(jìn)入反應(yīng)器與催化劑接觸進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)流出物一部分作為循環(huán)油，另一部分去氣液分離器進(jìn)行分離后得到產(chǎn)品，但裝置投資仍然較高，循環(huán)油高溫高壓，設(shè)備管道投資較大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供，該方法將混合器及循環(huán)油管設(shè)置在加氫反應(yīng)器里，結(jié)構(gòu)簡單，大大節(jié)約了空間，降低了投資。本專利技術(shù)，氫氣與新鮮原料油和循環(huán)油在混合器中混合形成混合物流，混合物流后與催化劑接觸進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)流出物一部分作為循環(huán)油，另一部分進(jìn)行分離。其特征在于混合器設(shè)置在加氫反應(yīng)器頂部，循環(huán)油管設(shè)置在加氫反應(yīng)器內(nèi)部，循環(huán)油通過循環(huán)油管在加氫反應(yīng)器中循環(huán)。循環(huán)油管一端與混合器相連，另一端通過循環(huán)油泵與加氫反應(yīng)器出口相連。循環(huán)油管設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)部，形成的混合物流進(jìn)入反應(yīng)器床層，在反應(yīng)器頂部分離出少量氣體后，液體與催化劑接觸進(jìn)行反應(yīng)，氣體從反應(yīng)器頂部排出，反應(yīng)流出物一部分作為循環(huán)油，由循環(huán)油泵打入循環(huán)油管進(jìn)行循環(huán)，另一部分經(jīng)降壓閥降壓后進(jìn)入低壓分離器進(jìn)行氣液分離得到產(chǎn)品。本專利技術(shù)的，反應(yīng)流出物一部分作為循環(huán)油，由循環(huán)油泵打入循環(huán)油管進(jìn)行循環(huán)。循環(huán)油管設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)，循環(huán)油與氫氣自下而上進(jìn)入混合器。本專利技術(shù)的，反應(yīng)流出物另一部分經(jīng)降壓閥降壓后進(jìn)入低壓分尚器進(jìn)行氣液分尚。本專利技術(shù)所述，至少脫除其硫、氮、氧、金屬雜質(zhì)中一種污染物，并飽和芳烴，改變烴油分子結(jié)構(gòu)。本專利技術(shù)所述反應(yīng)器中催化劑可以是單床層或多床層裝填，反應(yīng)器頂部封頭設(shè)有混合器，使新鮮進(jìn)料、循環(huán)油和氫氣混合溶解，排出部分氣體后，溶氫混合物進(jìn)入催化劑床層與催化劑接觸進(jìn)行反應(yīng)，對(duì)多床層反應(yīng)器來說，床層間也設(shè)有混合器，從第一段催化劑床層出來的流出物進(jìn)入床層混合器使床層間注入的氫氣溶解其中，排出部分氣體后，液體進(jìn)入第二段催化劑床層，與催化劑接觸繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，依此類推，反應(yīng)流出物從反應(yīng)器出口引出，部分反應(yīng)流出物作為循環(huán)油通過循環(huán)油管返回到反應(yīng)器頂部混合器中與新鮮原料混合，另一部分經(jīng)降壓閥降壓后進(jìn)入低壓分離器進(jìn)行氣液分離。本專利技術(shù)所述的新鮮原料油為烴油或者烴油餾分油，如石油餾分、餾分油、柴油、脫浙青油、渣油、潤滑油、煤液化油和頁巖油或者其產(chǎn)品。本專利技術(shù)所述利用混合器使氫氣溶解在混合原料油中為烴油的加氫反應(yīng)提供氫源。本專利技術(shù)所述可用于直餾餾分油、FCC循環(huán)油、焦化瓦斯油CG0，或者其混合煤油和柴油加氫處理，還可用于FCC原料預(yù)處理，用于新建裝置和緩和加氫裂化改造，用于生產(chǎn)ULSD，用于原料預(yù)處理或者產(chǎn)品的后處理。本專利技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)I)催化劑用量少；2)氫損失較小； 3)較低的操作費(fèi)用；4)液體收率較高；5)較大的操作靈活性；6)產(chǎn)品的硫氮含量非常低；7)較低的投資；8)減小了反應(yīng)器體積；9)對(duì)于生產(chǎn)超低硫柴油而言，改造費(fèi)用很低。與傳統(tǒng)滴流床加氫的現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)可脫硫90% 98%，而氫耗僅是滴流床加氫反應(yīng)器的70% 90%，催化劑總用量僅為15% 30%。附圖說明圖I為本專利技術(shù)流程圖。 圖2為本專利技術(shù)另一種實(shí)施方式流程圖。圖中1.新鮮原料，2.混合器，3.反應(yīng)器頂部氣體，4.催化劑床層，5.加氫反應(yīng)器，6.補(bǔ)充氫氣，7.床層間補(bǔ)充氫氣，8.床層間氣體，9.反應(yīng)流出物，10.循環(huán)油泵，11.循環(huán)油，12.循環(huán)油管，13.低壓分離器，14.低壓分離器氣體，15.低壓分離器液體具體實(shí)施例方式圖I所示為本專利技術(shù)第一種實(shí)施方式。圖I中所示反應(yīng)器為兩段催化劑床層。由混合器2、加氫反應(yīng)器5、循環(huán)油泵10、低壓分離器13等設(shè)備組成。新鮮原料油I與氫氣6和循環(huán)油11在混合器2中混合溶解形成混合物流，在反應(yīng)器頂部分離出氣體3后，混合物流從反應(yīng)器頂部進(jìn)入反應(yīng)器第本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種烴油兩相加氫方法，氫氣與新鮮原料油(1)和循環(huán)油(11)在混合器(2)中混合形成混合物流后與催化劑接觸在加氫反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)流出物一部分作為循環(huán)油(11)，另一部分進(jìn)行分離，其特征在于：混合器(2)設(shè)置在反應(yīng)器頂部內(nèi)，循環(huán)油管(12)設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)部，循環(huán)油管(12)一端與混合器(2)相連，另一端通過循環(huán)油泵(10)與反應(yīng)器出口(9)相連。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種烴油兩相加氫方法，氫氣與新鮮原料油(I)和循環(huán)油(11)在混合器(2)中混合形成混合物流后與催化劑接觸在加氫反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)流出物一部分作為循環(huán)油(11)，另一部分進(jìn)行分離，其特征在于混合器(2)設(shè)置在反應(yīng)器頂部內(nèi)，循環(huán)油管(12)設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)部，循環(huán)油管(12) —端與混合器(2)相連，另一端通過循環(huán)油泵(10)與反應(yīng)器出口(9)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種烴油兩相加氫方法，其特征在于反應(yīng)器中催化劑為單床層或多床層裝填。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種烴油兩相加氫方法，其...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱華興，張光黎，劉兵兵，韓旭輝，薛皓，師敬偉，曾茜，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國石油化工股份有限公司，中石化洛陽工程有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：