一种两段重油浆态床加氢设备和方法技术

一种两段重油浆态床加氢设备和方法，包括第一浆态床反应器、与第一浆态床反应器连通的第一分离单元，与第一分离单元出料连通的第二浆态床反应器，和与第二浆态床反应器连通的第二分离单元；所述的第一、第二浆态床反应器包括上升管(4)、上升管顶部的扩大段(1)和下降管(8)，所述的扩大段(1)和下降管(8)的上部连通，所述的上升管(4)下部与下降管(8)底部连通，所述的扩大段(1)内设置浆相分离器，浆相分离器为内筒(3)和外筒(2)的套筒结构，所述的上升管(4)底部设置流体分布器(7)，所述上升管(4)底部设置原料进口(9)，所述的扩大段顶部设置物料出口(10)。本发明专利技术提供的两段重油浆态床加氢的设备和方法便于反应器的长周期运转，提高重油的加氢转化率以及后续设备对浆液的加工。

Apparatus and method for two stage heavy oil slurry bed hydrogenation

\u4e00\u79cd\u4e24\u6bb5\u91cd\u6cb9\u6d46\u6001\u5e8a\u52a0\u6c22\u8bbe\u5907\u548c\u65b9\u6cd5\uff0c\u5305\u62ec\u7b2c\u4e00\u6d46\u6001\u5e8a\u53cd\u5e94\u5668\u3001\u4e0e\u7b2c\u4e00\u6d46\u6001\u5e8a\u53cd\u5e94\u5668\u8fde\u901a\u7684\u7b2c\u4e00\u5206\u79bb\u5355\u5143\uff0c\u4e0e\u7b2c\u4e00\u5206\u79bb\u5355\u5143\u51fa\u6599\u8fde\u901a\u7684\u7b2c\u4e8c\u6d46\u6001\u5e8a\u53cd\u5e94\u5668\uff0c\u548c\u4e0e\u7b2c\u4e8c\u6d46\u6001\u5e8a\u53cd\u5e94\u5668\u8fde\u901a\u7684\u7b2c\u4e8c\u5206\u79bb\u5355\u5143\uff1b\u6240\u8ff0\u7684\u7b2c\u4e00\u3001\u7b2c\u4e8c\u6d46\u6001\u5e8a\u53cd\u5e94\u5668\u5305\u62ec\u4e0a\u5347\u7ba1(4)\u3001\u4e0a\u5347\u7ba1\u9876\u90e8\u7684\u6269\u5927\u6bb5(1)\u548c\u4e0b\u964d\u7ba1(8)\uff0c\u6240\u8ff0\u7684\u6269\u5927\u6bb5(1)\u548c\u4e0b\u964d\u7ba1(8)\u7684\u4e0a\u90e8\u8fde\u901a\uff0c\u6240\u8ff0\u7684\u4e0a\u5347\u7ba1(4)\u4e0b\u90e8\u4e0e\u4e0b\u964d\u7ba1(8)\u5e95\u90e8\u8fde\u901a\uff0c\u6240\u8ff0\u7684\u6269\u5927\u6bb5(1)\u5185\u8bbe\u7f6e\u6d46\u76f8\u5206\u79bb\u5668\uff0c\u6d46\u76f8\u5206\u79bb\u5668\u4e3a\u5185\u7b52(3)\u548c\u5916\u7b52(2)\u7684\u5957\u7b52\u7ed3\u6784\uff0c\u6240\u8ff0\u7684\u4e0a\u5347\u7ba1(4)\u5e95\u90e8\u8bbe\u7f6e\u6d41\u4f53\u5206\u5e03\u5668(7)\uff0c\u6240\u8ff0\u4e0a\u5347\u7ba1(4)\u5e95\u90e8\u8bbe\u7f6e\u539f\u6599\u8fdb\u53e3(9)\uff0c\u6240\u8ff0\u7684\u6269\u5927\u6bb5\u9876\u90e8\u8bbe\u7f6e\u7269\u6599\u51fa\u53e3(10)\u3002 The equipment and the method of the two stage heavy oil slurry bed hydrogenation are convenient for the long period operation of the reactor, the hydrogenation conversion rate of the heavy oil is improved, and the subsequent equipment is used for processing the slurry.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种重油加氢设备和方法，更具体地说，涉及一种采用两段式浆态床反应器的重油加氢设备和方法。
技术介绍
加氢是一种重要的劣质原料处理的技术路线，通过加氢，重质油品中的金属、胶质、残炭、硫、氮等杂质均可以被有效脱除。目前加氢处理过程中最常用的是下流式固定床反应器，即滴流床反应器，但是重质油品如渣油、煤液化油由于杂质含量高，容易造成加氢催化剂中毒或者催化剂孔道堵塞而快速失活，并且杂质可能堵塞床层使压降快速升高导致反应器工况变差，甚至无法正常操作。而采用气液并流向上运动的反应器是进行重质油品加氢较佳的选择。此类反应器包括上流式反应器、沸腾床反应器和浆态床反应器。在气液两相并流向上流动的过程中，油品作为连续相，而氢气做为分散相，既可以加工杂质含量高的重质油品，又克服了固定床催化剂床层容易堵塞的问题。CN1349554A公开了一种加氢处理重质原料用带层状催化剂床层的上流式反应器系统，上流式反应器含有至少两个不同加氢活性的催化剂层，将上流式反应器做为加氢主反应器的保护反应器，用于脱除油品中的大部分金属与固体颗粒杂质和部分硫、氮，以延长主反应器中加氢催化剂的使用寿命。由于气相被分散成气泡与液相连续相并流向上运动，使得催化剂床层产生了膨胀，可以避免床层堵塞。US4753721提供了一种沸腾床渣油加氢反应器。气液并流向上通过催化剂床层，使得床层产生了显著的膨胀。大部分液相在反应器顶部被循环
泵重新由反应器底部注入反应器，实现循环流动。部分液相和富氢气体通过排料口流出反应器。由于催化剂床层膨胀显著，因而不容易发生床层堵塞的问题。技术01233568.1公开了一种适用于重油浆态床加氢裂化的内环流反应器。该反应器有两个导流筒，上导流筒的内径和高度都大于下导流筒。反应器内温度分布均匀，气含率高，有利于反应过程的进行，无焦炭沉积，运转周期长。对比上流式反应器和沸腾床反应器，浆态床反应器由于催化剂颗粒直径很小(一般为几十微米或者更小)，消除了催化剂内扩散的影响，具有很高的反应比表面和活性，因此可以大大减少催化剂的用量，具有良好的技术发展前景。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题之一是提供一种两段重质油品浆态床加氢设备。本专利技术要解决的技术问题之二是提供一种采用上述两段重质油品浆态床加氢设备的重油加氢方法，可以延长设备运转周期。一种两段重油浆态床加氢设备，包括第一重油加氢浆态床反应器、与第一重油加氢浆态床反应器连通的第一分离单元，与第一分离单元出料连通的第二重油加氢浆态床反应器，和与第二重油加氢浆态床反应器连通的第二分离单元；所述的第一、第二重油加氢浆态床反应器包括上升管4、上升管顶部的扩大段1和下降管8，所述的扩大段1和下降管8的上部连通，所述的上升管4下部与下降管8底部连通，所述的扩大段1内设置浆相分离器，浆相分离器为内筒3和外筒2组成的套筒结构，所述的上升管4底部设置原料进口9和流体分布器7，所述的扩大段顶部设置物料出口10。所述第一分离单元和第二分离单元可以为热高压分离罐、热低压分离罐、冷高压分离罐、冷低压分离罐、旋流分离器、闪蒸塔、常压蒸馏塔、减压蒸馏塔、萃取塔等一种或几种分离设备的组合。优选地，所述的第一分离单元为热高压分离罐，第二分离单元为萃取塔。一种两段重油浆态床加氢方法，采用上述的两段重油浆态床加氢设备，包括以下步骤：(1)重油、粉末状加氢裂化催化剂和氢气由原料进口进入第一浆态床反应器中，在加氢裂化反应条件下，重油中易转化组分进行加氢裂化反应；(2)在第一分离单元中，来自第一重油加氢浆态床的反应产物分离为沸点＜430℃的轻馏分和重馏分浆液；(3)在氢气存在的条件下，来自步骤(2)的重馏分浆液在第二浆态床反应器中进行加氢裂化反应，实现重油中难转化组分的转化；(4)在第二分离单元中，来自步骤(3)的反应产物再次分离出沸点＜430℃的轻馏分，其余的重馏分浆液分别循环回第一、第二浆态床反应器，少量重馏分外甩。本专利技术提供的用于重油浆态床加氢设备和方法的有益效果为：本专利技术提供了双浆态床反应器，通过在两个反应器内强化不同反应，实现了重油体系中不同组分、不同结构烃的高效轻质化，重油转化率高，降低未转化尾油外甩量，减少环境污染。浆液在反应器内形成的流体环流可以冲刷反应器内壁，有效抑制固体颗粒的沉积和附着。通过扩大段的特殊结构利用沉降作用实现加氢反应得到的轻质油品与未反应的重质油品的部分分离，由浆态床反应器的物料出口排出的浆液中，轻质油品含量较高且固体颗粒含量低，便于后续工艺设备对浆液的加工。含有较多的未反应重质油品的浆液在反应器上升管底部与新鲜反应物混合，提高了油品的相溶度，提高了重质油品的加氢转化率，并且抑制了油品中结焦前驱体团聚
成结焦颗粒的可能性。在下降管中流动的浆液夹带了气泡，气泡可以有效抑制浆相中结焦前驱体团聚成结焦颗粒。通过分离单元可以分离出影响重油体系稳定性的轻馏分，提高反应器中重油体系稳定性从而提高转化率且降低生焦量。采用本专利技术提供的两段浆态床重质油品加氢设备和方法可以在高转化率的条件下，有效延长反应器的操作周期，抑制结焦颗粒的生成。附图说明图1为两段重油浆态床加氢设备和方法的简图。其中：1-扩大段；2-外筒；3-内筒；4-上升管；5-气泡；6-浆液出口；7-流体分布器；8-下降管；9-原料进口；10-物料出口；12-第一分离单元；13-第二浆态床反应器；14-第二分离单元；15～21-管线。具体实施方式本专利技术提供的两段重油浆态床加氢设备和方法是这样具体实施的。需要说明的是，说明书中提到的容器的“上部”是指由下至上容器高度的50％-100％，容器的“下部”是指由下至上容器高度的0-50％，容器的“顶部”是指由下至上容器高度的90％-100％，容器的“底部”是指由下至上容器高度的0-10％。一种两段重油浆态床加氢设备，包括第一浆态床反应器、与第一浆态床反应器连通的第一分离单元，与第一分离单元出料连通的第二浆态床反应器，和与第二浆态床反应器连通的第二分离单元；所述的第一、第二浆态床反应器包括上升管4、上升管顶部的扩大段1和下降管8，所述的扩大段1和下降管8的上部连通，所述的上升管4下部与下降管8底部连通，所述的扩大段1内设置浆相分离器，浆相分离器为内筒3和外筒2组成的套筒结构，所述的上升管4底部设置原料进口9和流体分布器7，所述的扩大段顶部设置物料出口10。所述第一分离单元和第二分离单元可以为热高压分离罐、热低压分离罐、冷高压分离罐、冷低压分离罐、旋流分离器、闪蒸塔、常压蒸馏塔、减压蒸馏塔、萃取塔等一种或几种分离设备的组合。优选地，所述的第一分离单元为热高压分离罐，第二分离单元分别为分离罐、蒸馏塔或萃取塔。其中所述的热高压分离罐的液相出料口连通第二浆态床反应器的原料进口。更优选所述的第二分离单元为萃取塔。所述的原料进口处设置流体分布器7，优选地，流体分布器7的水平高度低于上升管4与下降管8相连接的位置。可选流体分布器位于上升管下部与下连接管连通的位置之下0.5-1.5m处。更优选地，所述的流体分布器的开孔方向朝下。在使用过程中，使上升管4底部受到较强的流体流动冲刷，防止固体颗粒的沉积和附着。优选地，第一、第二浆态床反应器中，所述的上升管4与下降管8直径比为0.5～20：1、更优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两段重油浆态床加氢设备，其特征在于，包括第一浆态床反应器、与第一浆态床反应器连通的第一分离单元，与第一分离单元出料连通的第二浆态床反应器，和与第二浆态床反应器连通的第二分离单元；所述的第一、第二浆态床反应器包括上升管(4)、上升管顶部的扩大段(1)和下降管(8)，所述的扩大段(1)和下降管(8)的上部连通，所述的上升管(4)下部与下降管(8)底部连通，所述的扩大段(1)内设置浆相分离器，浆相分离器为内筒(3)和外筒(2)组成的套筒结构，所述的上升管(4)底部设置原料进口(9)和流体分布器(7)，所述的扩大段顶部设置物料出口(10)。

【技术特征摘要】
1.一种两段重油浆态床加氢设备，其特征在于，包括第一浆态床反应器、与第一浆态床反应器连通的第一分离单元，与第一分离单元出料连通的第二浆态床反应器，和与第二浆态床反应器连通的第二分离单元；所述的第一、第二浆态床反应器包括上升管(4)、上升管顶部的扩大段(1)和下降管(8)，所述的扩大段(1)和下降管(8)的上部连通，所述的上升管(4)下部与下降管(8)底部连通，所述的扩大段(1)内设置浆相分离器，浆相分离器为内筒(3)和外筒(2)组成的套筒结构，所述的上升管(4)底部设置原料进口(9)和流体分布器(7)，所述的扩大段顶部设置物料出口(10)。2.按照权利要求1的两段重油浆态床加氢设备，其特征在于，所述的第一分离单元为热高压分离罐，第二分离单元为萃取塔，其中所述的热高压分离罐的重馏分液相出料口连通第二浆态床反应器的原料进口。3.按照权利要求1的两段重油浆态床加氢设备，其特征在于，所述的流体分布器(7)的水平高度低于上升管(4)与下降管(8)相连接的位置。4.按照权利要求3的两段重油浆态床加氢设备，其特征在于，所述的流体分布器(7)的开孔方向朝下。5.按照权利要求1的两段重油浆态床加氢设备，其特征在于，所述的上升管(4)直径与下降管(8)直径比为0.5～20：1。6.按照权利要求5的两段重油浆态床加氢设备，其特征在于，所述的上升管(4)直径与下降管(8)直径比为1～10：1。7.按照权利要求1的两段重油浆态床加氢设备，其特征在于，所述的浆相分离器的内筒(3)与外筒(2)的直径比为0.01～0.9：1。8.按照权利要求7的两段重油浆态床加氢设备，其特征在于，所述的浆相分离器的内筒(3)与外筒(2)的直径比为0.1～0.7：1。9.按照权利要求1的两段重油浆态床加氢设备，其特征在于，所述的
\t浆相分离器的外筒(2)与扩大段(1)的直径比为：0.2～0.95：1。10.按照权利要求1的两段重油浆态床加氢设备，其特征在于，所述的上升管(4)的底部设置浆液出口(6)。11.一种两段重油浆态床加氢方法，其特征在于，采用权利要求1-10中任一种的两段重油浆态床加氢设备，包括以下步骤：(1)重油、粉末状加氢裂化催化剂和氢气由原料进口进入第一浆态床反应器中，在加氢裂化反应条件下，重油中易转化组...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐晓津，张占柱，侯栓弟，朱振兴，胡立峰，王子军，侯焕娣，董明，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11