[發(fā)明專利]一種物料流向交替變化的渣油加氫反應(yīng)器、含有該反應(yīng)器的渣油加氫系統(tǒng)及其渣油加氫工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010565539.7
• 申請(qǐng)日: 2020-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN111676058B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張留明;張紅勤;張俊;王紅令;宋現(xiàn)璽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中耐工程科技有限公司
• 主分類號(hào): C10G45/02
• 分類號(hào): C10G45/02
• 代理公司: 鄭州科碩專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41157
• 代理人: 侯立曼

本發(fā)明公開了一種物料流向交替變化的渣油加氫反應(yīng)器、含有該反應(yīng)器的渣油加氫系統(tǒng)及其渣油加氫工藝，該反應(yīng)器內(nèi)部空間具有與反應(yīng)器筒體相同中心軸的圓筒狀?yuàn)A層，所述反應(yīng)器在不改變?cè)蟹磻?yīng)器體積和催化劑填裝量的條件下，被圓筒分割成兩個(gè)截面積相等的夾層，該反應(yīng)器高度為原反應(yīng)器高度的1/N，其中N≥2，渣油物料在相鄰被所述圓筒物理分割開且截面積相等的兩個(gè)催化劑床層中的流向正好相反，當(dāng)催化劑床層壓降大于最大壓降設(shè)計(jì)值的0.3倍時(shí)，通過(guò)外部管線的預(yù)設(shè)開關(guān)和/或閥門，改變?cè)驮虾图託洚a(chǎn)物在所述反應(yīng)器中的流向，實(shí)現(xiàn)渣油原料在反應(yīng)器中的流向反向交替變化，該反應(yīng)器既能通過(guò)改變?cè)狭飨蚍稚㈦s質(zhì)沉積的位置，當(dāng)N≥3時(shí)又能通過(guò)減小反應(yīng)器高度增加新鮮渣油原料與催化劑的接觸截面積、從而緩解反應(yīng)器整個(gè)催化劑床層壓降并延長(zhǎng)其使用周期。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及渣油加氫技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種物料流向交替變化的渣油加氫反應(yīng)器、含有該反應(yīng)器的渣油加氫系統(tǒng)及其渣油加氫工藝。

背景技術(shù)

渣油（常壓渣油、減壓渣油）是原油一次加工（常、減壓蒸餾）后剩余的最重部分。與輕質(zhì)餾分油相比，渣油組成復(fù)雜，平均相對(duì)分子質(zhì)量大，黏度高，密度大，氫碳比低，殘?zhí)恐蹈?，含有大量的金屬、硫、氮及膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等有害元素和非理想組分。

渣油加氫是重質(zhì)油輕質(zhì)化的主要技術(shù)途徑之一。目前渣油加氫已經(jīng)發(fā)展了固定床、移動(dòng)床、沸騰床、懸浮床等加氫反應(yīng)技術(shù)方法。其中固定床加氫技術(shù)以反應(yīng)過(guò)程操作簡(jiǎn)單平穩(wěn)為主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)獲得迅速發(fā)展，成為渣油加氫最成熟的主流技術(shù)，越來(lái)越多的煉油企業(yè)選擇固定床渣油加氫與渣油催化裂化組合工藝實(shí)現(xiàn)了最大量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)汽油、煤油、柴油的目的，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。

但固定床加氫處理難度較大，在反應(yīng)過(guò)程中易生焦。若要達(dá)到所需的反應(yīng)目的，固定床加氫處理裝置通常需要在高溫、高壓和較低體積空速的苛刻條件下操作。在加氫處理過(guò)程中，渣油會(huì)生成較多的積炭和金屬硫化物等固體物，必須有效地控制這些固體物在催化劑床層上沉積的速率和沉積量，否則將導(dǎo)致反應(yīng)器壓力降快速增大或催化劑活性快速下降，直至達(dá)到設(shè)計(jì)極限，裝置被迫停工，大大縮短裝置操作運(yùn)轉(zhuǎn)周期，從而影響工藝的經(jīng)濟(jì)效益。因此，減少停工次數(shù)、延長(zhǎng)操作運(yùn)轉(zhuǎn)周期是提高渣油固定床加氫處理裝置經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。

固定床渣油加氫處理催化劑應(yīng)具備可脫除少量的固體顆粒物又可加氫脫金屬（HDM）、加氫脫硫（HDS）、加氫脫氮（HDN）、加氫脫殘?zhí)浚℉DCCR）及部分加氫轉(zhuǎn)化（HC）等多種功能。顯然，難以開發(fā)集上述功能于一體的單一品種催化劑。目前各家的固定床渣油加氫催化劑的主要品種按功能一般可分為：加氫保護(hù)劑（HG）、加氫脫金屬劑（HDM）、加氫脫硫劑（HDS）及加氫脫氮?jiǎng)℉DN）四大類并單獨(dú)放在不同反應(yīng)器中。

固定床渣油加氫技術(shù)的重點(diǎn)就是在達(dá)到脫硫、轉(zhuǎn)化等主要反應(yīng)目的的前提下解決渣油中瀝青質(zhì)、金屬等能夠脫得下和容得下的問(wèn)題。也就是通過(guò)床層空隙率和催化活性的合理調(diào)整，實(shí)現(xiàn)整個(gè)操作周期內(nèi)固體沉積物在反應(yīng)器各床層的均勻分布，催化劑的活性和穩(wěn)定性達(dá)到最佳平衡。

固定床渣油加氫技術(shù)根據(jù)脫除機(jī)械雜質(zhì)，加氫脫金屬、脫硫、脫氮/脫殘?zhí)糠磻?yīng)機(jī)理和順序，一般采用主功能不同的各種催化劑組合裝填在不同或相同加氫反應(yīng)器里，通常按接觸反應(yīng)物料的先后順序，催化劑活性較低、粒度和孔徑較大的前置，活性較高、粒度和孔徑較小的后置；按催化劑種類分，從前到后，依次按保護(hù)劑、脫金屬劑、脫硫劑、脫氮/脫殘?zhí)縿┑募?jí)配順序裝填。典型的如雪佛龍（CHEVRON）公司渣油加氫系列專利技術(shù)、中國(guó)石化FRIPP 及 RIPP渣油加氫系列專利技術(shù)，均具有上述的共同技術(shù)特點(diǎn)。

目前固定床渣油加氫技術(shù)的反應(yīng)物流按流向分依次進(jìn)行機(jī)械雜質(zhì)脫除、加氫脫金屬、脫硫、脫氮/脫殘?zhí)糠磻?yīng)，渣油中的機(jī)械雜質(zhì)和金屬雜質(zhì)脫除后以固態(tài)物形式沉積在催化劑床層，最先在前置床層沉積，隨著渣油處理量增加，沉 積物增多并飽和，逐漸向后置床層延伸 ；沉積物的飽和一方面使催化劑活性逐漸喪失，另一方面使催化劑床層壓降逐漸增加，其結(jié)果是反應(yīng)轉(zhuǎn)化效果離預(yù)期指標(biāo)越來(lái)越遠(yuǎn)，同時(shí)加氫裝置的生產(chǎn)安全度越來(lái)越低，加氫雜質(zhì)脫除率降低與催化劑床層壓降增加，兩者之一達(dá)到工藝和裝置設(shè)計(jì)極限值，裝置生產(chǎn)周期便結(jié)束。