[發明專利]一種液相加氫反應器及加氫反應方法和反應系統

有效

• 申請號: 201710974167.1
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN109679689B
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 金平;楊秀娜;阮宗琳;王昊辰
• 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大連石油化工研究院
• 主分類號: C10G65/02
• 分類號: C10G65/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種液相加氫反應器及加氫反應方法和反應系統，本發明的液相加氫反應器包括串聯下流式固定床反應器和上流式管式反應器。所述的液相加氫反應器，包括一個固定床反應器和至少一個管式反應器，其中固定床反應器為上流式或下流式，管式反應器為上流式。本發明采用上述的液相加氫反應器進行加氫反應，能夠有效提高加氫反應速率和反應效率，提高氫氣利用率，降低氫耗及能耗，減小反應器總體積≥30%的同時實現深度加氫。

技術領域

本發明屬于石油化工領域，具體為一種液相加氫反應器及加氫方法和反應系統。

背景技術

餾分油液相加氫技術是一種新型加氫技術，與常規的滴流床氣\液\固三相加氫過程相比，具有工藝流程簡單、節省投資、降低生產成本、反應效率高等優點。

常規滴流床加氫反應過程中主要是以氫氣進行傳質，即氫氣是從氣相擴散并溶解到油中的速度是整個加氫反應的速率控制步驟。而液相加氫工藝則消除了氫氣擴散傳質的影響，使加氫反應在動力學控制區進行，即氫氣溶解于原料油中來滿足加氫反應所需氫氣，在反應器中為純液相反應，可消除氫氣從氣相到液相的傳質影響，通過液體循環來溶解反應所需的氫氣量，滿足加氫反應的需要。在液相加氫技術中，不需設置氫氣循環系統，改為增加液相循環油系統和溶氫系統，保證反應過程為氫氣始終與油為單一相。

現有技術中的液相加氫反應器一般為常規的液相加氫反應器，原料油氫氣和先經過靜態混合器混合后進入加氫反應器發生加氫反應。在滴流床加氫反應器使用方面，反應器高徑比的選擇上無嚴格要求，主要從流體分配、制造成本、運輸等因素上考慮，反應器直徑和高度不可過大或過小，其選擇范圍較寬；而對于液相加氫反應器來講，除了沿用滴流床加氫反應器高徑比選擇之外，其管式液相加氫反應器的高徑比則遠遠超出該范圍，因此液相加氫反應器高徑比可以根據工藝要求選擇適宜的高徑比。在現有技術中高徑比的液相加氫反應器來說，一般2.5～12，此反應器若采用常規氣液混合器與常規液相加氫反應器發生加氫反應時存在以下問題：（1）氫氣在原料油中溶解分散后的狀態不穩定，在加氫反應過程中由于反應器高徑比大，氣液運動路徑長，氫氣容易向上擴散而逸出至反應器頂部，一方面降低了加氫反應效率，達不到理想的加氫效果，另一方面浪費了大量的氫氣；（2）加氫反應過程中，不斷生成副產物H₂S和NH₃等物質，這些物質將抑制加氫反應反應的進行，尤其是抑制深度加氫脫硫或脫氮反應，而常規液相加氫反應器的物料是由上而下的下流式操作，因此H₂S和NH₃等物質是向上擴散的，不能及時移走，因而對于實現深度加氫具有不利影響。為此，液相加氫反應器及加氫反應方法需要進一步改進，即開發適應液相加氫反應的新型反應器和反應方法，以提高加氫反應效率、提高氫氣的利用率、提高加氫反應深度。

CN201644076U提出了一種液相加氫反應器，反應器包括反應器筒體和催化劑床層，反應器出口和反應器入口，特征在于：催化劑床層之間設置混合器，混合器油進料和氫氣入口，混合器還設置有溶氫混合物出口和氣體出口，混合器溶氫混合物出口浸在下一催化劑床層液體中，該混合物可有效的增加氣液接觸面積，使氫氣溶解在混合油中，從而提高加氫效率。該加氫反應器是通過在床層間設置氫油混合器增加氣液接觸面積，目的是提高加氫效率，但是由于加氫反應過程中氫氣在油中的分散狀態不穩定，氫氣容易向上擴散而逸出，也降低了氫氣的利用率，另外設備較為復雜，與提高的加氫效率相比不是一種較為經濟的方法。