[發明專利]沸騰床加氫反應設備及沸騰床加氫方法

有效

• 申請號: 201810107640.0
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108148620B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 王小英
• 申請（專利權）人: 上海竣銘化工工程設計有限公司
• 主分類號: C10G45/06
• 分類號: C10G45/06;C10G45/08;C10G45/14;B01J8/24
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

本發明屬于加氫技術領域，具體涉及一種沸騰床加氫反應設備及沸騰床加氫方法。所述的沸騰床加氫反應設備，包括沸騰床加氫反應器、催化劑加入系統和加劑管路，其中，催化劑加入系統包括催化劑儲罐和連通催化劑儲罐與沸騰床加氫反應器內部空間的催化劑輸送管路，催化劑輸送管路上設置至少兩個閥門，兩個閥門之間的催化劑輸送管路與加劑管路之間采用防硫化氫泄露管路連通，防硫化氫泄露管路上設置至少一個閥門。本發明所述的沸騰床加氫反應設備，解決了催化劑加入系統因特殊工況下頻繁操作造成內漏帶來的安全隱患；進一步提高了反應器的利用率，提升了加氫反應效果，提高了裝置操作的穩定性；所述的沸騰床加氫方法，科學合理、簡單易行。

技術領域

本發明屬于加氫技術領域，具體涉及一種沸騰床加氫反應設備及沸騰床加氫方法。

背景技術

沸騰床加氫反應指原料油(主要為液相)、氫氣(氣相)在催化劑(固相)上進行加氫反應的過程，加氫反應主要發生加氫脫硫、加氫脫氮、加氫脫氧、加氫飽和、加氫裂化等。反應器在氣、液、固三相的沸騰狀態下操作，催化劑在從反應器底部進入的原料油和氫氣的帶動下，處于沸騰狀態，與固定床反應器處于完全不同的流體狀態。沸騰床加氫反應可以處理高金屬、高瀝青質含量的劣質原料油，反應具有壓力降小、溫度均勻、可以在線加排催化劑以保持催化劑活性等特點。

沸騰床加氫反應器一般要設置催化劑在線加排系統，用于催化劑的加入和排出。但催化劑在線加排系統并不是連續使用，一般是反應性能達不到要求時進行催化劑更新，根據原料性質及轉化深度要求，一般一周或更長時間進行催化劑更新一次。催化劑加入系統處于常壓與反應器的高壓(一般反應壓力在15MPa以上)之間，啟用時打開相關各閥門，將固體物料沿輸送管路及相關設備加入反應器中，加入完畢后再將相關閥門關閉。由于催化劑加入系統操作頻繁，加之固體物料對閥門的磨損，使得催化劑加入系統的閥門內漏現象比其它位置的閥門嚴重得多。由于催化劑加入系統與常壓設備(如催化劑備用儲罐等)連接，反應系統內的高含硫化氫氣體容易經過這些內漏的閥門進入常壓設備內或進一步泄露至環境，硫化氫是劇毒物質，因此，對安全生產帶來一定安全隱患。目前沒有適宜的解決方案，只能從閥門的耐用性解決該問題，或及時更換內漏的閥門，增加了裝置運行成本。

目前存在兩種主要類型的沸騰加氫技術，一類是采用油相循環的方式，如USRe25,770中描述的沸騰床工藝，此工藝在實際應用中的不足在于：為保持液固分離效果，反應器內催化劑用量不能太多，反應器利用率低，工業沸騰床反應器利用率一般只有40％左右(利用率一般指催化劑裝填量占反應器容積(不計封頭空間)的百分數，固定床反應器利用率一般在90％以上)；反應器有較大空間使液體物料在沒有催化條件下的停留時間過長，此部位沒有加氫反應，物料在高溫下容易反應結焦。另一類是在反應器內設置三相分離器，在反應器內上部進行氣-液-固分離，如CN?02109404.7介紹的沸騰床反應器，按該方案通過設置內置三相分離器，可以提高催化劑的用量，即提高反應器的利用空間，但在實際使用時，催化劑用量提高用限，如果催化劑用量增加，三相分離器的分離效果快速下降，實際上比第一類沸騰床反應器利用率提高有限；CN?200710012680.9對上述技術進行了進一步改進，在三相分離器下部設置導向結構，利用導向結構，增加三相分離器的操作彈性，確保三相分離器的高效分離，減少催化劑的帶出量，提高催化劑藏量，提高反應器利用率，但在使用時，仍需在三相分離器下部一定區設置催化劑稀相區(如其附圖所示，該區域催化劑量很少，基本不發生加氫反應)，否則三相分離器的分離效果仍不能滿足要求，而稀相區的存在，影響反應器利用率的進一步提升(雖然其說明書中指出反應器殼體內的催化劑裝量可以為反應器容積的40～70％，但一般也只有在50％左右的情況下可以穩定運轉)，也影響加氫反應效果，并且反應器規模放大后，催化劑裝量更難以提高，難以達到實驗裝置的效果。后者雖然理論上不需循環油，但在開工、停工、操作異常時會造成催化劑難以達到穩定的沸騰狀態，操作穩定性不足。因此，如何提高沸騰床加氫反應器的利用效率，提高反應效果，提高裝置的穩定性，是本領域需要解決的技術問題。

發明內容