[發(fā)明專利]一種沸騰床加氫反應(yīng)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110353632.2
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN103102930A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王喜彬;賈麗
• 申請（專利權(quán)）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
• 主分類號: C10G47/00
• 分類號: C10G47/00;C10G47/26;B01J8/22
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種沸騰床加氫反應(yīng)器，特別是提高傳質(zhì)效率的沸騰床加氫反應(yīng)器，屬于石油化工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

渣油加氫處理及裂化是解決重油深加工的最合理、有效的方法。現(xiàn)有的渣油加氫技術(shù)分為固定床加氫、移動床加氫、懸浮床加氫和沸騰床加氫四種類型。固定床加氫處理技術(shù)相對最為成熟，但其對原料選擇性較差的局限性日漸突出；移動床加氫技術(shù)也已成熟，由于催化劑可實(shí)現(xiàn)在線加排，對原料的適應(yīng)性有所增強(qiáng)，仍不能適應(yīng)重質(zhì)和超重質(zhì)原油的加工；懸浮床加氫也是國內(nèi)外各大石油公司和研究機(jī)構(gòu)積極開發(fā)的一種重油加工技術(shù)，但由于工程技術(shù)的難度較大，至今大都處于工業(yè)示范裝置階段，未見工業(yè)應(yīng)用的報道；沸騰床加氫技術(shù)近年來發(fā)展迅速，工藝技術(shù)和過程控制都已比較成熟，是劣質(zhì)重渣油加氫處理的理想技術(shù)。

在渣油沸騰床加氫工藝中，原料與氫氣混合后從反應(yīng)器底部進(jìn)入，在反應(yīng)器中催化劑顆粒借助于液體提升和氣體攪動使其處于沸騰狀態(tài)。其具有如下工藝特點(diǎn)：(1)原料適應(yīng)性強(qiáng)；(2)反應(yīng)器內(nèi)溫度均勻，傳質(zhì)和傳熱效果好；(3)催化劑可在線加排、能夠保證恒定的產(chǎn)品質(zhì)量；(4)床層壓降小、無堵塞、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長；(5)裝置操作靈活。

沸騰床加氫反應(yīng)器內(nèi)液相為連續(xù)相，氣固為分散相，形成了氣-液-固三相共存的反應(yīng)體系，反應(yīng)效率的高低取決于氣-液-固三相的相間傳質(zhì)速度。由于氣相需要溶解到液相中，才能和固相（催化劑）接觸反應(yīng)，所以氣相分布方式對反應(yīng)器的傳質(zhì)效率和氫氣的使用效率有重要影響。目前，沸騰床加氫工藝中，一般的操作流程為：原料油與氫氣在管線中混合，進(jìn)入反應(yīng)器底部的高壓室內(nèi)，高壓室中沒有催化劑，氣、液混合物流經(jīng)過分布盤（反應(yīng)區(qū)與高壓室隔離設(shè)備）進(jìn)入反應(yīng)區(qū)與催化劑接觸反應(yīng)。反應(yīng)后液相的一部分和氣相引出反應(yīng)器。另一部分液相作為循環(huán)油，經(jīng)反應(yīng)器上部的循環(huán)杯回流至反應(yīng)器底部的高壓室內(nèi)，與新鮮進(jìn)料、氫氣簡單混合后進(jìn)入反應(yīng)區(qū)。由于氫氣在反應(yīng)器的上部流出，所以進(jìn)入循環(huán)杯的循環(huán)油處于氫氣溶解較少的狀態(tài)，進(jìn)入高壓室與新鮮進(jìn)料、氫氣只是簡單混合，所以氫氣的溶解不能達(dá)到最佳狀態(tài)，使得加氫反應(yīng)效率降低。

現(xiàn)有的沸騰床加氫反應(yīng)器中，一般需要設(shè)置液相循環(huán)操作，以使得催化劑達(dá)到沸騰狀態(tài)。液相循環(huán)的典型方式是在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置收集液體的循環(huán)杯，循環(huán)杯上端開口，收集液相物料，通過與循環(huán)杯下部相連的循環(huán)管路循環(huán)至反應(yīng)器下部。

US4753721描述了采用原料分布盤的渣油加氫處理過程，新鮮渣油原料和氫氣混合后進(jìn)入沸騰床反應(yīng)器高壓室，高壓室內(nèi)設(shè)置環(huán)狀向下開口的倒U形匯集分布器，新鮮渣油原料和氫氣的混合物料進(jìn)入?yún)R集分布器后，氣體匯集以溢流方式形成較小氣泡與液相混合，主要目的促進(jìn)氣液兩相的混合。該方法雖然可以實(shí)現(xiàn)氣液的初步分布，但是循環(huán)油無法實(shí)現(xiàn)較好的分布，同時也無法實(shí)現(xiàn)循環(huán)油和氫氣的更好混合。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種沸騰床加氫反應(yīng)器，可以進(jìn)一步提高傳質(zhì)效率。本發(fā)明可以提高氫氣的利用效率，促進(jìn)沸騰床加氫反應(yīng)器循環(huán)油中的氫氣溶解度，進(jìn)而提高加氫和裂化反應(yīng)深度。

本發(fā)明一種沸騰床加氫反應(yīng)器，包括反應(yīng)器筒體和反應(yīng)器筒體內(nèi)上部的循環(huán)杯，循環(huán)杯下部設(shè)置連通至反應(yīng)器筒體下部的循環(huán)管路，循環(huán)杯上端的開口設(shè)置蓋板，蓋板上設(shè)置數(shù)量適宜的氣液分配器；循環(huán)杯蓋板上設(shè)置氣相引出管路連通至反應(yīng)器筒體外部；循環(huán)杯蓋板外沿設(shè)置溢流圍堰。

本發(fā)明中循環(huán)杯蓋板上的氣液分配器為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的設(shè)備，如帽罩式氣液分配器。通常用在固定床加氫反應(yīng)器中，主要作用為強(qiáng)化氣液傳質(zhì)。氣液分配器可以是常規(guī)的各種形式，如抽吸型氣液分配器、溢流型氣液分配器、混合型氣液分配器等（混合型同時具有抽吸作用和溢流作用）。優(yōu)選氣液混合效果好的抽吸型氣液分配器，抽吸型氣液分配器包括貫通循環(huán)杯蓋板的中心管和中心管上部的泡帽構(gòu)成。氣液分配器的數(shù)量根據(jù)沸騰床加氫反應(yīng)器循環(huán)杯的上端開口面積確定，一般的設(shè)計原則為：總氣相通量應(yīng)高于循環(huán)氫的流量，總液相通量高于循環(huán)油的流量（均為流速相同的條件下）。

本發(fā)明中循環(huán)杯蓋板外沿設(shè)置溢流圍堰，使得反應(yīng)器內(nèi)的液相能夠通過溢流的形式流入蓋板上，可以在蓋板建立穩(wěn)定的液面，減少反應(yīng)器內(nèi)液相界面波動對氣液分配器的影響。溢流圍堰的高度為氣液分配器泡帽底沿距氣液分配盤面高度的1.0～2.5倍，優(yōu)選為1.0～1.8倍。具體高度根據(jù)泡帽的結(jié)構(gòu)做適當(dāng)調(diào)整（如為溢流型氣液分配器，則溢流圍堰的高度應(yīng)高于溢流型氣液分配器較低的溢流點(diǎn)）。