[實用新型]一種加氫反應器

有效

• 申請號: 201220592154.0
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN202876773U
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 朱華興;師敬偉;趙予川;薛浩;張光黎;王月霞
• 申請（專利權）人: 中國石油化工集團公司;中石化洛陽工程有限公司
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02;B01J8/04
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

技術領域

本實用新型涉及一種烴油加氫反應器，特別是一種液相循環液相加氫反應器。

背景技術

降低柴油中的硫含量和芳烴含量能夠減少柴油車尾氣的固體顆粒排放量，減少對大氣污染。我國輕柴油規格標準即將參照歐III標準執行即要求硫小于350μg/g以及歐IV標準執行即要求硫小于50μg/g。為應對新排放標準柴油的生產，一方面需要解決關鍵技術難題，新建加氫裝置進行柴油深度加氫脫硫、提高十六烷值、改善油品質量；另外一方面需要針對企業實際情況進行綜合性方案設計，以減少實施風險和重復投資且取得較好的經濟效益。目前煉化企業柴油質量升級大都面臨柴油加氫能力不足、氫氣資源不夠和加氫深度不合理等諸多問題，在超低硫柴油生產技術不斷改進的情況下，企業越來越傾向于采用改造方案。改造方案通常是從下面幾方面考慮：增加反應器容積(提高催化劑裝填量)；選用活性更好的催化劑；改善反應器中的油氣分布和氫氣凈化；開發新的工藝技術等。

在常規的固定床加氫工藝過程中，為了脫除原料中的硫、氮、氧、金屬等雜質或減小原料油分子的大小，需要進行催化加氫反應。為了控制催化劑床層的反應溫度和避免催化劑積炭失活，通常采用較大的氫油體積比，在加氫反應完成后必然有大量的氫氣富余。這些富余的氫氣通常經循環氫壓縮機增壓后與新氫混合繼續作為反應的氫氣進料。該工藝過程也可以定義為氣相循環加氫工藝。該工藝循環氫壓縮機的投資占整個加氫裝置成本的比例較高，氫氣換熱系統能耗較大，如果能夠將加氫處理過程中的氫氣流量減小并省去氫氣循環系統和循環氫壓縮機，可以為企業節省投資并降低操作費用，為清潔燃料生產降低成本。傳統的固定床加氫反應器內是氣、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。氣液液相是以滴流的形式通過催化劑床層，因此也稱滴流床反應器。

在滴流床反應器中，為了加大傳質力度，氫氣與原料油的體積比一般為50～2000∶1，因此加氫反應器設計的比較大，而實際參加反應的原料油與液時空速有關，空速反映了裝置的處理能力，工業上希望采用較大的空速操作，但空速受到反應速度的制約。空速根據催化劑活性、原料性質、反應深度的不同一般在0.5～10h^-1之間波動。目前工業應用的加氫精制過程在一定反應溫度條件下降低空速會提高烯烴飽和率、加氫脫硫率和加氫脫氮率。在加氫裂化條件下，提高空速對總的轉化率影響不大，但反應產物中的輕組分含量下降較多。

采用過剩氫氣的目的是加強傳質和帶走因加氫反應而產生的大量熱量，循環氫壓縮機作為加氫過程的心臟，投資和操作費用均較高，為了取消循環氫壓縮機

US6213835、US6428686等公開了一種將氫氣溶解在液相物流中的液固兩相加氫反應工藝，原料油與溶劑或稀釋劑混合，然后將反應所需的氫氣溶解在原料油與溶劑或稀釋劑的混合物中，反應器內無氣相氫存在。但其沒有完全解決將在加氫精制反應過程中產生的H₂S、NH₃等有害雜質脫除的問題，導致其不斷在反應器內累積，大大降低了反應效率，也無法有效處理硫、氮含量較高的原料。另外，液相循環加氫工藝的反應系統及控制方法對液相循環加氫的穩定操作具有重要意義。如CN200680018017.3公開的液相加氫反應系統中，通過控制液相進料中混合氫氣的量進一步控制反應器內的壓力和液位，其不足之處在于在控制過程中，補充氫氣量隨液位或壓力的變化而不斷變化，可能出現補充的氫氣量少于反應所需氫氣量的情況，如非正常情況下產生的小分子烴較多時，反應器內液面下降，此時控制系統的調節方式是減少液相原料中的混氫量，如果減少得太多，則氫氣量可能不足以維持正常的加氫反應，對反應的穩定進行帶來不利影響。但以上工藝均將反應器的流出物部分作為循環油循環到反應器入口，如果多個反應器串聯，也是將每個反應器的流出物循環到該反應器的入口，另一部分與氫氣混合形成混合物流進入下一個反應器，這種循環為小循環，其特點是，每個反應器的反應流出物，一部分作為該反應的循環油進入到該反應器入口，另一部分進入到下一個反應器入口，這樣的結果是每個反應器必須配備一臺循環油泵，將該反應器的物流循環到反應器入口，本反應器流出物循環到本反應器入口，該循環油中沒有反應的部分會在循環到反應器中進一步進行第二次反應，這樣對于新鮮原料而言就形成了競爭反應，競爭催化劑的反應活性中心，從而降低反應效率。