一种气液料上流加氢反应器的液相产物回流动力增加方法技术

一种气液料上流加氢反应器的液相产物回流动力增加方法，适用于煤加氢直接液化反应器的液相产物回流管路系统的布置，通过增加回流液相产物下行通道的垂直高度、同时增加气液混相的反应器进料的上行通道的垂直高度，增加回流液相产物循环的自流推动力同时降低需求的其它推动力数量；循环泵可降低功耗、降低体积和重量、降低制造难度、降低造价、延长寿命、降低密封油和冲洗油的耗量；自流推动力实现预期自流循环量时，可取消专用驱循环泵或取消正常操作工况泵的做功运转；可构成自回流液相产物循环与鼓泡床相组合的加氢反应器系统提高反应空间液相分率，摆脱泵机械设计温度限制而便于选择更高的反应温度以提高热反应速率及转化率。

【技术实现步骤摘要】
一种气液料上流加氢反应器的液相产物回流动力增加方法
本专利技术涉及一种气液料上流加氢反应器的液相产物回流动力增加方法，适用于煤加氢直接液化反应器的液相产物回流管路系统的布置，通过增加回流液相产物下行通道的垂直高度、同时增加气液混相的反应器进料的上行通道的垂直高度，增加回流液相产物循环的自流推动力同时降低需求的其它推动力数量；循环泵可降低功耗、降低体积和重量、降低制造难度、降低造价、延长寿命、降低密封油和冲洗油的耗量；自流推动力实现预期自流循环量时，可取消专用驱循环泵或取消正常操作工况泵的做功运转；可构成自回流液相产物循环与鼓泡床相组合的加氢反应器系统提高反应空间液相分率，摆脱泵机械设计温度限制而便于选择更高的反应温度以提高热反应速率及转化率。
技术介绍
本专利技术所述的气液料上流式煤加氢直接液化反应器，可以是任意一种合适形式的有液相产物回流的气液料上流式煤加氢直接液化反应器，可以是上流式沸腾床加氢反应器，可以是上流式悬浮床加氢反应器如鼓泡床加氢反应器、强制循环悬浮床加氢反应器、内部设置导流筒的内循环悬浮床加氢反应器。本专利技术所述的有液相产物回流，指的是煤加氢直接液化反应系统中的某一台气液料上流式煤加氢直接液化反应器RK的至少部分液相产物RKLDP，回流至反应器RK中和或回流至反应器RK上游的煤加氢直接液化反应器RJ中，然后随流程物料流动至分离出液相产物RKLDP的分离步骤完成一次回流循环。已知的气液料上流式煤加氢直接液化反应器的液相产物回流方法，有H-OIL氢油工艺、LC-FINING工艺使用的屏蔽循环泵强制循环法、使用氢气进料为动力气体的喷射吸入增压法、使用液体进料为动力液体的喷射吸入增压法，甚至可以是使用气液混相料为动力物料的喷射吸入增压法，其中常用的方法是使用价格昂贵的屏蔽循环泵强制循环法。为了简化上述液相产物回流循环系统，降低投资、降低操作费用、简化操作，或者为了降低循环泵泵壳直径、降低功耗，本专利技术提出有液相产物回流的气液料上流式煤加氢直接液化反应器的抬高布置方法，适用于煤加氢直接液化反应器的液相产物回流管路系统的布置，通过增加回流液相产物下行通道的垂直高度、同时增加气液混相的反应器进料的上行通道的垂直高度，增加液相产物回流循环过程的推动力，可以有效降低液相产物回流循环过程的驱动设备的增压值，其效果在于：①有效降低液相产物回流循环过程的驱动设备的增压值，可以降低循环泵施加给循环液料的扬程，在泵结构一定的前提下，可以降低泵叶轮转速，降低叶轮、泵腔过流腔体表面的磨蚀速度，可延长寿命；②有效降低液相产物回流循环过程的驱动设备的增压值，可以降低循环泵施加给循环液料的扬程，可以降低循环泵的屏蔽电机的功率，在泵叶轮转速一定的前提下，可以减小泵叶轮直径，降低循环泵的液力端和动力端的设备体积和重量，利于降低制造难度、降低造价，利于降低泵体震动，便于布置；此时，甚至于循环泵仅主要用作开工泵、停工泵、管路冲洗泵；③有效降低液相产物回流循环过程的驱动设备的增压值，可以降低循环泵的屏蔽电机的功率消耗，特别是正常运转工况的功耗；循环泵可降低电机功率和做功发热量，降低密封油和冲洗油的耗量；④当上流加氢反应器基础的抬高值所提供的推动力满足预期数量液相产物回流循环系统全部的推动力数值时，可以取消专用驱动设备如价格昂贵的循环泵，对于加工量为200万吨/年原煤的煤加氢直接液化过程使用的2～3台反应器，每台反应器节省1台循环泵的投资约0.35～0.40亿元/台套，总体节省约0.70～1.20亿元，并可节省密封油、冲洗油的消耗导致的巨额成本；⑤本专利技术增加的气液混相的反应器进料的上行通道的垂直高度(根据需要也可以增加导管通道面积)，同时也是一个预混合反应段，利于提高反应器原料的混合均匀度，利于提高反应效率；⑥增加自流推动力的方法，通常采用增加裙座高度的方法进行“气液料上流式煤加氢直接液化反应器的抬高布置”，也可以采用增加基础高度的方法进行“气液料上流式煤加氢直接液化反应器的抬高布置”，或者采用降低混合点标高的方法即使用低位地势、沟槽；由于气液料上流式煤加氢直接液化反应器RK通常较重并使用裙座，因此本专利技术所述的有液相产物回流的气液料上流式煤加氢直接液化反应器的抬高布置，指的是有意图的将气液料上流式煤加氢直接液化反应器RK的底部进料口标高提高；⑦可以叠加使用氢气喷射式文丘里管增加压力的方法或使用油液喷射式文丘里管增加压力的方法或使用混相流体喷射式文丘里管增加压力的方法；⑧可构成反应器的一定量的液相产物自流大循环的加氢反应器系统，可摆脱泵的机械设计限制而选择更苛刻的反应条件，并可提高反应系统的安全性；回流液相产物自流大循环的加氢反应器系统，反应器的结构形式可以考虑内置集液杯的回流液相产物的导出管，最好在反应器的上部、靠近集液杯底部排料口的水平面附近，采用合适的排出管布置方案(底部水平排出、倒吸管插入)将回流液相产物从反应器器壁的侧面导出，从而减少对集液杯下部上升物流流动的影响、减少对导液管管壁的磨蚀，反应器内部结构形式，已经不同于常见的反应器的内部结构形式；⑨反应器可构成由一定量的液相产物自流大循环与器内鼓泡床短路循环相组合的一种新颖的结构简单的加氢反应器系统，将反应器内鼓泡床短路循环所具有的“轻质液料停留时间短、重质液料停留时间长”的选择性反应优点，与热态液相产物大循环“将出口反应热携带分配给反应器入口原料”、“增加反应器截面流速防止固体颗粒沉积”的优点，组合使用；⑩可将下游反应器RK底部开口标高，布置的高于上游反应器RJ底部开口标高一定高度如20～40米，从而实现下游反应器RK的循环泵RKPUMP，将出口液体压入下游反应器RK的压差要求，与将出口液体压入上游反应器RJ的压差要求比较接近一致，从而可以实现1台循环泵同时合理地向2台或多台反应器输送液体产物回流液，可以显著简化流程、降低投资、提高工艺操作灵活性。增加液体产物循环管路的高度差如抬高设备的裙座或基础，是一种常规的工程技术，但是，本专利技术的一种气液料上流加氢反应器的液相产物回流动力增加方法，其技术效果的巨大是惊人的、意想不到的，由于有液相产物回流的气液料上流式煤加氢直接液化反应器系统已经出现约40年，在迄今为止漫长的40年的时间内，没有出现同于本专利技术的报道，因此，本专利技术具有突出的创造性。因此，本专利技术第一目的在于提出一种气液料上流加氢反应器的液相产物回流动力增加方法。本专利技术第二目的在于提出一种气液料上流煤加氢直接液化反应器的液相产物回流动力增加方法。本专利技术第三目的在于提出一种气液料上流加氢反应器的液相产物回流动力增加方法，显著降低循环泵施加给循环液料的扬程。本专利技术第四目的在于提出一种气液料上流加氢反应器的液相产物回流动力增加方法，叠加使用氢气喷射增加压力的方法或使用油液喷射增加压力的方法或使用混相流体喷射增加压力的方法。本专利技术第五目的在于提出一种气液料上流加氢反应器的液相产物回流动力增加方法，构成反应器的一定量的液相产物自流大循环的加氢反应器系统，可摆脱泵的机械设计限制而选择更苛刻的反应条件，并可提高反应系统的安全性。本专利技术第六目的在于提出一种气液料上流加氢反应器的液相产物回流动力增加方法，构成由一定量的液相产物自流大循环与器内鼓泡床短路循环相组合的一种新颖的结构简单的加氢反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气液料上流加氢反应器的液相产物回流动力增加方法，其特征在于包含以下步骤：在加工碳氢原料R1F的第一加氢反应过程R1使用加氢反应器R1X，加氢反应器R1X至少包含一台气液料上流加氢反应器R1K，当加氢反应器R1X数量多于1台且为串联操作关系时，以原料R1F的加工过程正流向为基准，其它反应器位于加氢反应器R1E的上游或下游；①在第一加氢反应过程R1，在存在氢气、液相烃同时可能存在固体颗粒的混相物料条件下，至少含有碳元素和氢元素的原料R1F进入第一加氢反应过程R1进行第一加氢反应R1R得到第一加氢反应产物BASE‑R1P；原料R1F，由液态烃原料R1FL和可能存在的固体颗粒原料R1FS组成；基于第一加氢反应产物BASE‑R1P的含有氢气、液相烃同时可能含有固体颗粒的物料用作第一加氢反应流出物R1P；第一加氢反应过程R1中，存在氢气、液相烃同时可能存在固体颗粒；第一加氢反应R1R，包含至少一部分液态原料R1FL的加氢精制反应，可能包含至少一部分液态原料R1FL的加氢热裂化反应，可能包含至少一部分可能存在的固态物料R1FS的加氢热裂化反应；第一加氢反应过程R1，可能使用催化剂R1C；第一加氢反应产物BASE‑R1P，为含有氢气、液相烃同时可能含有固体颗粒的混相物料；第一加氢反应流出物R1P用于排出第一加氢反应产物BASE‑R1P，为含有氢气、液相烃同时可能含有固体颗粒的混相物料；第一加氢反应流出物R1P，以1路或2路或多路物料的形式出现；②气液料上流加氢反应器R1K，设置顶部集液器LD；气液料上流加氢反应器R1K，包含下段即上流式加氢反应区Q1和上段即分离区Q2；上段即分离区Q2，由顶部集液器LD和反应器R1K壳体上段构成；在上流式加氢反应区Q1得到产物R1KP；在分离区Q2，分离出R1KP中的一部分液相得到液相产物回流液R1KP‑LR和净产物R1KP‑MP；液相产物回流液R1KP‑SLR，回流至反应器R1K中和或回流至反应器R1K上游的加氢反应器R1X中，然后随流程物料流动至分离部分R1KP‑S完成一次回流循环；③气液料上流加氢反应器R1K，集液器LD的上沿标高与煤加氢直接液化反应器R1K底部标高的标高差为RH；液相产物回流液R1KP‑SLR的下行通道WP，向下经过加氢反应器R1K底部进料口N1标高后下行至少RH的0.60倍，然后与含氢气物流H100混合后向上流动进入加氢反应器R1K内或进入加氢反应器R1K的上游的加氢反应器内。...

【技术特征摘要】
1.一种气液料上流加氢反应器的液相产物回流动力增加方法，其特征在于包含以下步骤：在加工碳氢原料R1F的第一加氢反应过程R1使用加氢反应器R1X，加氢反应器R1X至少包含一台气液料上流加氢反应器R1K，当加氢反应器R1X数量多于1台且为串联操作关系时，以原料R1F的加工过程正流向为基准，其它反应器位于加氢反应器R1E的上游或下游；①在第一加氢反应过程R1，在存在氢气、液相烃同时可能存在固体颗粒的混相物料条件下，至少含有碳元素和氢元素的原料R1F进入第一加氢反应过程R1进行第一加氢反应R1R得到第一加氢反应产物BASE-R1P；原料R1F，由液态烃原料R1FL和可能存在的固体颗粒原料R1FS组成；基于第一加氢反应产物BASE-R1P的含有氢气、液相烃同时可能含有固体颗粒的物料用作第一加氢反应流出物R1P；第一加氢反应过程R1中，存在氢气、液相烃同时可能存在固体颗粒；第一加氢反应R1R，包含至少一部分液态原料R1FL的加氢精制反应，可能包含至少一部分液态原料R1FL的加氢热裂化反应，可能包含至少一部分可能存在的固态物料R1FS的加氢热裂化反应；第一加氢反应过程R1，可能使用催化剂R1C；第一加氢反应产物BASE-R1P，为含有氢气、液相烃同时可能含有固体颗粒的混相物料；第一加氢反应流出物R1P用于排出第一加氢反应产物BASE-R1P，为含有氢气、液相烃同时可能含有固体颗粒的混相物料；第一加氢反应流出物R1P，以1路或2路或多路物料的形式出现；②气液料上流加氢反应器R1K，设置顶部集液器LD；气液料上流加氢反应器R1K，包含下段即上流式加氢反应区Q1和上段即分离区Q2；上段即分离区Q2，由顶部集液器LD和反应器R1K壳体上段构成；在上流式加氢反应区Q1得到产物R1KP；在分离区Q2，分离出R1KP中的一部分液相得到液相产物回流液R1KP-LR和净产物R1KP-MP；液相产物回流液R1KP-SLR，回流至反应器R1K中和或回流至反应器R1K上游的加氢反应器R1X中，然后随流程物料流动至分离部分R1KP-S完成一次回流循环；③气液料上流加氢反应器R1K，集液器LD的上沿标高与煤加氢直接液化反应器R1K底部标高的标高差为RH；液相产物回流液R1KP-SLR的下行通道WP，向下经过加氢反应器R1K底部进料口N1标高后下行至少RH的0.60倍，然后与含氢气物流H100混合后向上流动进入加氢反应器R1K内或进入加氢反应器R1K的上游的加氢反应器内。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：③液相产物回流液R1KP-SLR的下行通道WP，向下经过加氢反应器R1K底部进料口N1标高后下行至少20米，然后在混合点KM与含氢气物流H100混合后向上流动进入加氢反应器R1K内或进入加氢反应器R1K的上游的加氢反应器内；采用抬高加氢反应器R1K底部进料口N1相对于加氢反应器R1K所在地面标高的布置方法。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：③液相产物回流液R1KP-SLR的下行通道WP，向下经过加氢反应器R1K底部进料口N1标高后下行至少20米，然后在混合点KM与含氢气物流H100混合后向上流动进入加氢反应器R1K内或进入加氢反应器R1K的上游的加氢反应器内；采用降低混合点KM相对于加氢反应器R1K所在地面标高的布置方法。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于：③液相产物回流液R1KP-SLR的下行通道WP，向下经过加氢反应器R1K底部进料口N1标高后下行15～100米，然后在混合点KM与含氢气物流H100混合后向上流动进入加氢反应器R1K内或进入加氢反应器R1K的上游的加氢反应器内。5.根据权利要求1所述方法，其特征在于：③液相产物回流液R1KP-SLR的下行通道WP，向下经过加氢反应器R1K底部进料口N1标高后下行25～40米，然后在混合点KM与含氢气物流H100混合后向...

【专利技术属性】
技术研发人员：何巨堂，
申请(专利权)人：何巨堂，
类型：发明
国别省市：河南,41