一种费托合成油低温液相加氢精制的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种费托合成油低温液相加氢精制的方法和系统。该方法包括：(1)将费托合成油和氢气在氢油混合器内均匀混合为氢气泡和溶氢油的气-液两相混合物，再将气-液两相混合物进行预热得预热物料；(2)低温液相加氢精制反应条件下，将预热物料从带液位控制阀的固定床反应器顶部加入，并按从上向下的方式经固定床反应器内设置的催化剂床层，同时向催化剂床层中通入补充氢气，在固定床反应器底部得反应产物；(3)将反应产物通入低压分离器内进行分离，将分离出的生成油的部分作为循环油加入到步骤(1)的气-液两相混合物中；其中，低温液相加氢精制反应的温度为200-249℃。该方法可以保证低温降烯烃和脱氧且节省设备。

A method and system for Fischer Tropsch synthesis oil low-temperature liquid-phase hydrogenation refining

The invention relates to a method and system for Fischer Tropsch synthesis oil low-temperature liquid-phase hydrogenation refining. The method comprises the following steps: (1) the Fischer Tropsch synthesis oil and hydrogen in the hydrogen oil mixer for mixing hydrogen bubbles and dissolved hydrogen in oil gas liquid two-phase mixture, then the gas-liquid mixture is preheated to preheat the material; (2) low temperature liquid phase hydrogenation reaction conditions, adding material from preheating fixed bed reactor with top level control valve, the catalyst bed and in downward manner through the fixed bed reactor set, at the same time to pass into the catalyst bed to add hydrogen, reaction product in a fixed bed reactor at the bottom; (3) the reaction products pass into the low pressure separator in the separation, will be generated as part of the separated oil circulating oil added to the step (1) of the gas-liquid two-phase mixture; the low temperature liquid phase hydrogenation purification reaction temperature of 200-249. The method can ensure low temperature olefin reduction and deoxidation and save equipment.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种费托合成油低温液相加氢精制的方法，和应用该方法的系统。
技术介绍
费托合成油是一种清洁燃料，主要由直链烷烃、烯烃及含氧化合物组成。但是合成粗油中含有大量的烯烃和含氧化合物，若不进行脱氧处理会在后续加工中腐蚀设备，所以必须对合成粗油进行加氢饱和与加氢脱氧。现有的费托合成油加氢精制过程需要氢气循环系统、配置循环氢压缩机和高压气液分离设备，且加氢精制温度高，因此装置投资及运行成本高。CN1865405A公开了一种用于费托合成油品加氢精制的工艺，包括：费托合成油品与氢气在预热混合器中混合均，并预热到预加氢反应温度后进入装有预加氢催化剂的预加氢反应器进行烯烃饱和，预加氢工艺条件：压力为2-15MPa，反应温度为100-200℃，空速为0.5-5.0h-1，最初氢油体积比为200-1500；然后再进入装有加氢精制催化剂的加氢精制反应器中进行加氢脱氧，加氢精制工艺条件：压力为2-15MPa，反应温度为190-360℃，液时空速为0.1-2.0h-1；加氢精制后的产品进入冷高压分离器，分出气相产物和液相产物，气相产物为富氢气体，而液相产物则再进入低压油水分离器分出水和尾气得到费托合成油品加氢精制的成品油，富氢气体经提纯后循环回反应器继续使用，成品油经过蒸馏切割出汽油馏分和柴油馏分。CN102120934A公开了一种循环液相加氢方法，包括原料油与氢气混合后先经换热，在加热炉加热至反应所需温度后，进入加氢反应器，在催化剂的作用下原料油与氢气进行加氢反应，其中，加氢反应产物经过换热器冷却或者直接进入热高压分离罐；热高压分离罐分离出的液相物料一部分直接、或者再经过热低压分离罐进一步分离，作为循环油返回每个加氢反应器入口和/或入多床层加氢反应器的床层间；每个加氢反应器入口和/或入多床层加氢反应器的床层间设置或不设置循环油冷却器；热高压分离罐分离掉气相物流经冷却和分液后，作为反应生产气送出或者经压缩后再返回氢气原料系统。原料油为石油加工的馏分油，包括石脑油、煤油、柴油、蜡油、常压渣油、减压渣油及其混合物。CN103131468A公开了一种低温费托合成油加氢精制和/或加氢异构裂化系统和工艺。该方法采用上流式固定床反应器，精制单元省去了循环氢压缩机，但反应温度较高，且实际运行时反应温度难控制，无法保证装置的平稳运行和成品油的质量，更重要的是仅靠液相费托合成油中溶解的氢远远不够费托合成油加氢精制反应所需要消耗的氢，这样会导致费托合成油加氢精制反应不充分，为了提高费托合成油对氢的溶解度，不得不相应提高费托合成油加氢精制反应的温度，因为温度越高，费托合成油对氢的溶解度也就越大。但是现有技术的方法存在设备复杂，反应温度较高，装置运行不平稳等问题，需要开发更先进的费托合成油液相加氢精制的方法及其系统，其中，需要大大增加提供给费托合成油液相加氢精制反应的氢，并使费托合成油液相加氢精制反应的温度更低，反应操作更加平稳和灵活。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种实现上述目标的更先进的费托合成油液相加氢精制的方法及其系统，该方法和系统大大增加了提供给费托合成油液相加氢精制反应的氢，降低了费托合成油加氢精制的反应温度，并使反应操作更加平稳和灵活，同时也降低了装置投资及运行成本，并能稳定运行和提供质量合格的成品油。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种费托合成油低温液相加氢精制的方法，包括：(1)将费托合成油和氢气在氢油混合器内均匀混合为氢气泡和溶氢油的气-液两相混合物，再将所述氢气泡和溶氢油的气-液两相混合物物料进行预热，得到预热物料；(2)在低温液相加氢精制反应条件下，将所述预热物料从带有液位控制阀的固定床反应器的顶部加入，并按照从上向下的方式使所述预热物料经过该固定床反应器内设置的催化剂床层，同时向催化剂床层中通入补充氢气，以使费托合成油和氢气在催化剂床层中进行费托合成油低温液相加氢精制反应，在该固定床反应器的底部得到费托合成油低温液相加氢精制的反应产物；(3)将所述反应产物通入低压分离器内进行分离，将分离出的生成油的至少一部分作为循环油加入步骤(1)中的所述氢气泡和溶氢油的气-液两相混合物物料中；其中，所述低温液相加氢精制反应的温度为200-249℃；而且，所述氢油混合器用于增加所述氢气泡和溶氢油的气-液两相混合物中的氢含量；所述液位控制阀用于控制所述固定床反应器催化剂床层之上的所述预热物料的液位，以使所述预热物料在所述固定床反应器催化剂床层中分布和流动均匀和恒定，从而保证在催化剂床层中进行稳定和可控的费托合成油低温液相加氢精制反应；所述循环油含有溶解的氢，用于进一步向费托合成油低温液相加氢精制反应补充氢，并从所述固定床反应器中移出反应热，以防止所述固定床反应器催化剂床层温度剧升。本专利技术还提供了一种费托合成油低温液相加氢精制的系统，该系统包括：氢油混合器，用于将费托合成油和氢气均匀混合为氢气泡和溶氢油的气-液两相混合物；预热器，用于将所述氢气泡和溶氢油的气-液两相混合物物料进行预热，得到预热物料；固定床反应器，用于将所述预热物料进行加氢精制反应，所述固定床反应器的内部设有装填有加氢精制催化剂的多个催化剂床层；低压分离器，用于将加氢精制反应获得的反应产物进行分离；以及液体循环泵，用于将分离得到的生成油的至少一部分作为循环油加入到所述氢气泡和溶氢油的气-液两相混合物物料中；其中，所述固定床反应器带有液位控制阀，所述固定床反应器的顶部设有入料入口和系统压力控制阀，所述固定床反应器的底部设有反应产物出口，在所述催化剂床层之间设有补充氢气入口；而且，所述氢油混合器用于增加所述氢气泡和溶氢油的气-液两相混合物中的氢含量；所述液位控制阀用于控制所述固定床反应器催化剂床层之上的所述预热物料的液位，以使所述预热物料在所述固定床反应器催化剂床层中分布和流动均匀和恒定，从而保证在催化剂床层中进行稳定和可控的费托合成油低温液相加氢精制反应；所述循环油含有溶解的氢，用于进一步向费托合成油低温液相加氢精制反应补充氢，并从所述固定床反应器中移出反应热，以防止所述固定床反应器催化剂床层温度剧。优选地，在上述系统中，所述氢油混合器为搅拌釜式混合器。通过本专利技术提供的方法可以实现在更低的温度下进行费托合成油的液相加氢精制反应，而且由于提供给费托合成油低温液相加氢精制反应的氢气大大增加，反应更加彻底，反应也更易于控制，可以长时间稳定运行。该方法还省掉了传统工艺中的循环氢气压缩机和高压分离器，可以降低能耗和节省装置建设和运行成本。该方法中设置氢油混合器用于氢气和费托合成油混合，以及将循环油返回，可以进一步有助于操作稳定，使装置长周期正常运行，保证反应获得高的烯烃转化率和脱氧率，降低产品生成油的酸值。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术提供的费托合成油低温液相加氢精制的方法和系统的流程示意图。附图标记说明1、氢油混合器2、预热器3、固定床反应器4、液位控制阀5、低压分离器6、液体循环泵7、系统压力控制阀具体实施方式以下对本专利技术的具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种费托合成油低温液相加氢精制的方法，包括：(1)将费托合成油和氢气在氢油混合器内均匀混合为氢气泡和溶氢油的气‑液两相混合物，再将所述氢气泡和溶氢油的气‑液两相混合物物料进行预热，得到预热物料；(2)在低温液相加氢精制反应条件下，将所述预热物料从带有液位控制阀的固定床反应器的顶部加入，并按照从上向下的方式使所述预热物料经过该固定床反应器内设置的催化剂床层，同时向催化剂床层中通入补充氢气，以使费托合成油和氢气在催化剂床层中进行费托合成油低温液相加氢精制反应，在该固定床反应器的底部得到费托合成油低温液相加氢精制的反应产物；(3)将所述反应产物通入低压分离器内进行分离，将分离出的生成油的至少一部分作为循环油加入步骤(1)中的所述氢气泡和溶氢油的气‑液两相混合物物料中；其中，所述低温液相加氢精制反应的温度为200‑249℃；而且，所述氢油混合器用于增加所述氢气泡和溶氢油的气‑液两相混合物中的氢含量；所述液位控制阀用于控制所述固定床反应器催化剂床层之上的所述预热物料的液位，以使所述预热物料在所述固定床反应器催化剂床层中分布和流动均匀和恒定，从而保证在催化剂床层中进行稳定和可控的费托合成油低温液相加氢精制反应；所述循环油含有溶解的氢，用于进一步向费托合成油低温液相加氢精制反应补充氢，并从所述固定床反应器中移出反应热，以防止所述固定床反应器催化剂床层温度剧升。...

【技术特征摘要】
1.一种费托合成油低温液相加氢精制的方法，包括：(1)将费托合成油和氢气在氢油混合器内均匀混合为氢气泡和溶氢油的气-液两相混合物，再将所述氢气泡和溶氢油的气-液两相混合物物料进行预热，得到预热物料；(2)在低温液相加氢精制反应条件下，将所述预热物料从带有液位控制阀的固定床反应器的顶部加入，并按照从上向下的方式使所述预热物料经过该固定床反应器内设置的催化剂床层，同时向催化剂床层中通入补充氢气，以使费托合成油和氢气在催化剂床层中进行费托合成油低温液相加氢精制反应，在该固定床反应器的底部得到费托合成油低温液相加氢精制的反应产物；(3)将所述反应产物通入低压分离器内进行分离，将分离出的生成油的至少一部分作为循环油加入步骤(1)中的所述氢气泡和溶氢油的气-液两相混合物物料中；其中，所述低温液相加氢精制反应的温度为200-249℃；而且，所述氢油混合器用于增加所述氢气泡和溶氢油的气-液两相混合物中的氢含量；所述液位控制阀用于控制所述固定床反应器催化剂床层之上的所述预热物料的液位，以使所述预热物料在所述固定床反应器催化剂床层中分布和流动均匀和恒定，从而保证在催化剂床层中进行稳定和可控的费托合成油低温液相加氢精制反应；所述循环油含有溶解的氢，用于进一步向费托合成油低温液相加氢精制反应补充氢，并从所述固定床反应器中移出反应热，以防止所述固定床反应器催化剂床层温度剧升。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氢气泡和溶氢油的气-液两相混合物中氢的混入量为在所述低温液相加氢精制反应条件下所述预热的溶氢油的饱和溶解氢量的1-30倍。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述补充氢气与所述预热物料之间的氢油质量比为(0.2-1.2):100，优选为(0.4-0.93):100。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述液相加氢精制反应的温度进一步为210-240℃；所述液相加氢精制反应的压力为4-8MPa，优选为5-7MPa；所述预热物料的液时体积空速为0.5-10h-1，优选液时体积空速为1-3h-1。5.根据权利要求1所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾军，金环年，门卓武，马辉，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11