[發明專利]一種強化加氫傳質的漿態床液體進料方法和裝置

有效

• 申請號: 201910598180.0
• 申請日: 2019-07-04
• 公開（公告）號: CN110339786B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 楊強;許蕭;楊健;劉凱祥;宋智博;徐松;萬錦章;張小寧
• 申請（專利權）人: 華東理工大學;濟安永藍（北京）工程技術開發有限公司
• 主分類號: B01J8/22
• 分類號: B01J8/22;C10G45/16
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 顧蘭芳

一種強化加氫傳質的漿態床液體進料方法和裝置，液體進入反應器后，首先進入一系列并聯的渦流構件，進料渦流構件的液體出口形成旋轉噴射形態，旋轉噴射形態的液體具有一定的動能耗散率，將氣體分布盤設置在旋轉噴射區域，利用旋轉噴射動能耗散將氣泡破碎和均布。該方法針對傳統鼓泡無法進一步提升傳質，利用液體進料渦流速度破碎氣泡，降低反應器內氣泡尺寸，增加了氣液接觸面積，強化了各相之間的傳質；提高了溫度均布性，促進渣油加氫轉化率，提高氫氣利用率，降低氫油比，抑制結焦，延長渣油加氫連續運轉周期。

技術領域

本發明涉及一種強化加氫傳質的漿態床液體進料方法和裝置，具體地說，利用液體進料剪切作用提高氫氣傳質效率，進而提高加氫轉化率的方法和裝置，適用于石油煉制漿態床加氫過程。

背景技術

目前原油重質化、高酸化、高硫化趨勢加劇，隨著環保法規的日益嚴格和石油輕質化的需求提升，渣油加氫是處理高含鹽、高金屬渣油的一種經濟有效方法，其中漿態床渣油加氫存在催化劑分散性高、反應器簡單等特征，可以加工世界上幾乎所有渣油。

但是漿態床反應器存在氣液分布不均勻導致局部結焦、氣液傳質較低導致轉化率低的問題，嚴重阻礙了漿態床加氫技術的應用步伐。

氣體分布器通過降低氣泡尺寸，可以實現氣體進料在床層中均勻分布和提高漿態床含氣率率，進而強化漿態床的傳質速率，提升液體的單程轉換率，已經成為共識。目前漿態床氣體分布器主要以泡罩和鼓泡盤為主，如專利CN109317058A，設計了一種新型漿態床反應器氣體分布的噴嘴，專利CN104209069A，開發了漿態床反應器氣體分布結構，這些氣體分布構件主要利用氣體穿過開孔空隙進而降低所發生氣泡的直徑，并將氣泡分散在反應器橫截面，由于渣油易結焦特性，氣體分布構件的開孔尺寸不宜過低。氣體通過孔道所形成的氣泡尺寸較大，沒有進一步降低氣泡尺寸的改進余地。

發明內容

鑒于以上漿態床傳質難題及相關理論，本發明提供了一種利用液體進料剪切作用提高氫氣傳質效率，進而提高加氫轉化率的方法和裝置。漿態床液體進料具有一定的流體速度，液體進入反應器后，通過定向調節在反應器內部的速度梯度，進而形成剪切作用，有助于氣泡濃度均布和氣泡直徑控制。湍動能是通過渦的串級能量被傳遞至小渦，發生能量耗散，能量轉化為氣泡破碎所需的能量。

本發明的具體技術方案是：

一種強化加氫傳質的漿態床液體進料方法，液體進入反應器后，首先進入一系列并聯的渦流構件，進料渦流構件的液體出口形成旋轉噴射形態，旋轉噴射形態的液體具有一定的動能耗散率，將氣體分布盤設置在旋轉噴射區域，利用旋轉噴射動能耗散將氣泡破碎和均布。

渣油從漿態床底部入口進入反應器內部，然后進入在反應器截面等間隔分布的渦流構件；

每個渦流構件導流口處的液體速度為3.5-13m/s，單個渦流構件的液體流量為0.6～2.6方每小時；

進入渦流構件的渣油從釋放口旋轉噴射，釋放口平均速度為5-10m/s，噴出形態為實心傘狀；

經氣體分布盤形成的氣泡經過旋轉噴射區域，產生10～10000微米直徑的微細氣泡群，尺寸分布呈現準正態分布；

微細氣泡群隨著液相的流動上升，并在反應器橫截面上實現再次分布；

在一種實施方式中，絕大部分渦流構件的安裝高度相同，另外保留1～15個渦流構件的低位安裝，實現反應器停工徹底退料；

在一種實施方式中，渦流構件的旋轉噴射區域高于氣體分布盤，或不低于氣體分布盤300mm；

本發明還提出一種強化加氫傳質的漿態床液體進料裝置，所述裝置從下往上依次設置有液體進料腔5、渦流構件4、渦流構件支撐部件3、氣體分布盤1和反應器腔體7；

渦流構件安裝有隔板，隔板將反應器分為液體進料腔和反應器腔體，隔板位于氣體分布盤的下方；