[發明專利]一種液相加氫反應器及液相加氫工藝方法

有效

• 申請號: 201710124704.3
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106693841B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 范合松
• 申請（專利權）人: 洛陽凱美勝石化設備有限公司
• 主分類號: B01J8/04
• 分類號: B01J8/04;C10G65/02
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

本發明涉及一種液相加氫反應器及液相加氫工藝方法，該反應器包括廢氣總排出口A、獨立催化劑床層廢氣排出口A1?An、原料油輸入管線B1、氫氣補充管線B2?Bn、多個獨立催化劑床層C1?Cn、反應器筒體D、產品輸出管線E、液相產物輸送管線E1?E(n?1)；n為大于1的整數。本發明將多個獨立催化劑床層串聯設置于反應器內，每個催化劑床層的頂部均設置有廢氣排出口，可避免反應生成的H₂S、NH₃等有害雜質對加氫反應產生負面影響；每個催化劑床層進料口都設有新氫補充口，以保證液體原料充分溶解氫氣。另外，本發明設置獨立的催化劑床層，可針對不同原料油性質進行催化劑的配伍，提高了加氫效率和催化劑使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種液相加氫反應器及工藝方法，具體地說涉及一種加氫生成油循環的液相加氫反應器，及使用該反應器的液相加氫工藝方法。

背景技術

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。在這個工藝過程中，反應器內一般存在汽、液、固三相，氣相為氫氣以及汽化的原料油，液相為未汽化的原料油，固相為催化劑。由于氣相的量遠遠超過液相的量，在反應器內，氣相是連續相，液相以滴流的形式通過催化劑床層，因此，被定義為滴流床反應器，也可以定義為氣相循環滴流床加氫工藝。在三相滴流床反應器內，氫氣需要從氣相傳遞到液相，然后在催化劑表面發生反應，這個過程需要大量氫氣來完成，一般氫油比(體積比)在50－5000：1，大量的過量氫氣需要進行循環使用，因此，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，降低生產成本。

一般含有簡單硫化物的原料在滴流床加氫反應器中加氫脫硫的反應速率除了與有機硫化物的濃度有關系外，還受催化劑的潤濕狀況、反應器系統中的有機氮化物和H₂S濃度等因素的影響。催化劑的潤濕因子是對在加氫反應條件下催化劑表面被液體反應物所浸潤程度的一種度量。催化劑的浸潤程度越高、催化劑的潤濕因子就越高，也就是說催化劑的有效利用率越高。在催化劑等因素確定的條件下，影響催化劑潤濕因子的主要因素是反應器中液體的流速，以及氣體和液體流速的比(氫油比)。一般認為，液體流速增加可增強催化劑潤濕效果，而常規加氫工藝多采用遠遠超過反應所需的大氫油比，從而降低了催化劑的潤濕效果，對潤濕因子有不利的影響。

有機氮化物是加氫催化劑的毒物，對加氫脫氮、加氫脫硫和加氫脫芳反應有明顯的抑制作用。這種抑制作用主要是由于有些氮化物和大多數氮化物的中間反應產物與催化劑的加氫反應活性中心具有非常強的吸附能，從競爭吸附的角度抑制了其他加氫反應的進行。而通過加氫產物循環將大大稀釋原料中的雜質含量，有利于發揮催化劑的性能。

加氫脫硫副產物H₂S對加氫脫硫、脫氮、脫芳反應也有明顯的抑制作用。少量H₂S存在就會大大降低加氫脫硫速率，并且H₂S在催化劑表面的吸附為單層吸附，一旦吸附中心被H₂S占據，反應速率將不再隨H₂S分壓提高而下降。因此，采用有效的手段消除H₂S的影響是解決深度脫硫的關鍵問題。

CN86108622公開了一種重整生成油的加氫精制工藝，氫油體積比為200:1-1000:1；CN93101935.4公開了一種劣質原料油一段加氫裂化工藝方法，氫油體積比1300:1-1500:1；CN94102955.7公開了一種催化裂解汽油加氫精制方法，體積氫油比150:1-500:1。這些專利的特點是具有較高的氫油比，因此必須具有氫氣循環環節和循環氫壓縮機。