一种U型双驱动弥散强化反应装置制造方法及图纸

一种U型双驱动弥散强化反应装置，包括与气相原料、液相原料相连的伺服驱动器，伺服驱动器顶与一级弥散强化反应器相连，一级弥散强化反应器上分别开设有原料入口、与产物分流器相连通的气相物料出口、原料出口、与循环原料相连的一级循环气入口和驱动导管，且在其内部驱动导管入口处设置有主驱动器；一级弥散强化反应器的原料出口通过U形过渡段与二级弥散强化反应器底部入口相连接，二级弥散强化反应器通过出料管道与后处理系统相连通。本发明专利技术与现有的重油固定床加氢、沸腾床加氢、悬浮床加氢等加氢处理工艺有本质区别，在实现反应过程强化的同时，大幅提高化工过程原料利用率、目标产物综合收率、目标产物品质、单套装置产能强度。

A U-type double drive dispersion strengthening reaction device

【技术实现步骤摘要】
一种U型双驱动弥散强化反应装置
本专利技术属于反应过程强化
，具体涉及一种U型双驱动弥散强化反应装置。
技术介绍
重油轻质化技术可分为加氢路线和脱碳路线两大类。近年来，随着全球原油重质化趋势不断加剧及终端消费市场对轻质液体产品的需求不断攀升，加氢路线所获得的产品在轻质产品收率、后工序加工难易程度、原料利用率、杂原子含量等方面的优势日益明显，显示出常规脱碳工艺所无可比拟的竞争优势。因此，重劣质原料加氢技术及其与相关组合工艺技术路线成为近年来炼化行业未来的重点发展方向。根据反应器类型进行分类，加氢型重油加工技术可分为固定床加氢、沸腾床加氢、悬浮床加氢三大类。US4753721描述了采用原料分布盘的渣油加氢处理过程，新鲜渣油原料和氢气混合后进入沸腾床反应器高压室，高压室内设置环状向下开口的倒U形汇集分布器，新鲜渣油原料和氢气的混合物料进入汇集分布器后，气体汇集以溢流方式形成较小气泡与液相混合，主要目的促进气液两相的混合。该方法虽然可以实现气液的初步分布，但是循环油无法实现较好的分布，同时也无法实现循环油和氢气的更好混合。CN1459490A公开了一种重油悬浮床加氢裂化工艺，该工艺所用的加氢裂化反应器为全反混式环流反应器，并附有与之相配合的固定床加氢精制反应器，而且该工艺在产物分离系统中设置了多个旋流分离器，大大降低了循环尾油和减压尾油的固体含量，该工艺虽然能够提高渣油的转化率但是设置了旋流分离器，增大了设备投资，操作工序繁琐。CN107177372A公开了一种重油原料的悬浮床加氢方法，所述方法为：将包括重油原料、氢气以及吸附剂的反应进料送入反应单元进行悬浮床加氢反应，以得到加氢产物；其中，所述反应单元为多个串联连接的悬浮床加氢反应器；所述吸附剂为多孔碳质材料；本专利技术还提供了利用上述方法进行重油原料加氢处理的加氢系统。该方法提高了原料重质组分与沥青烯的转化率，但该方法添加了吸附剂，增加了产品中的固含量，不利于后续工序的加工处理。因此，本专利技术主要解决的技术问题在于现有重油固定床加氢、沸腾床加氢、悬浮床加氢技术中存在的气-液-固三相传质传热效率低下、氢油比过高、反应器内温度场分布不均匀、原料转化效率低、原料轻质化程度低、产物组成较差、轻质液体收率偏低、系统易结焦堵塞而无法长周期运行等，从而开发出与现有固定床加氢、沸腾床加氢、悬浮床加氢技术有本质上不同的全新高效重劣质油加氢反应装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在实现反应过程强化的同时，大幅提高化工过程原料利用率、目标产物综合收率、目标产物品质、装置产能强度、工艺技术经济性指标的U型双驱动弥散强化反应装置。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：包括与气相原料、液相原料相连的伺服驱动器，伺服驱动器顶通过管道与一级弥散强化反应器相连，所述的一级弥散强化反应器的顶部开设有与管道相连通的原料入口、与产物分流器相连通的气相物料出口，底部开设有原料出口，中部及下端侧壁上分别开设有与循环原料相连的一级循环气入口和驱动导管，且在一级弥散强化反应器内部驱动导管入口处设置有主驱动器，所述U形过渡段管道上还开设有与循环原料相连通的过渡段循环气入口；所述的二级弥散强化反应器顶部开设有通过出料管道与后处理系统相连通的反应物料出口，侧壁开设有与循环原料相连的二级循环气入口。所述的伺服驱动器的中下部开设有分别与气相原料、液相原料相连的气相入口和液相入口。所述的一级弥散强化反应器由内侧防腐层、中间过渡层和外侧承压层构成，其内径ID1为0.5～5米，高径比H1/ID1为2～20。所述的一级弥散强化反应器顶部还设有温度监测器T1接口，中上部设有分别与液位监测器LPT相连的LPT传感器接口，气相物料出口通过管道及安装在管道上的控制阀与产物分流器相连通。所述的二级弥散强化反应器由内侧防腐层、中间过渡层和外侧承压层构成，内径ID2为0.5～5米，高径比H2/ID2为5～50。所述的二级弥散强化反应器顶部设有温度监测器T2接口。所述的U形过渡段由内侧防腐层、中间过渡层和外侧承压层组成。所述的循环原料分为四个支路物流B1、B2、B3、B4；所述的第一支路物流B1通过第一调节阀和连接管道分别与沿轴向均匀开设在一级弥散强化反应器中部的I阶循环气入口、II阶循环气入口和III阶循环气入口相连通；所述的第二支路物流B2通过第二调节阀和连接管道与驱动导管相连通进入主驱动器；所述的U形过渡段管道分为U1段、U0段、U2段，第三支路物流B3通过第三调节阀和连接管道分别与U形过渡段的U1段、U0段、U2段上开设的循环气入口相连通；所述的第四支路物流B4通过第四调节阀和连接管道分别与沿轴向均匀开设在二级弥散强化反应器中部的I阶循环气入口、II阶循环气入口、II阶循环气入口和IV阶循环气入口相连通。所述的反应压力为6.5～16.5MPa(G)，反应温度为400～550℃。所述的液相原料为待转化的渣油、超重油、重稠油、页岩油、油砂沥青、FCC油浆、煤焦油、固含量30-50％的油-煤浆中的一种或一种以上的混合进料。与现有技术相比，本专利技术所提供的一种U型双驱动弥散强化反应装置具有如下的竞争优势：1)重油加氢反应效率显著提高。本专利技术所提供的一种U型双驱动弥散强化反应装置可在重油加氢多相反应体系内产生数量及尺度可调控的微纳尺度反应强化微元，与现有的涉及气-液、气-液-固等多相反应的多相流反应体系中的比相界面积提高2～3个数量级，总传质速率提高1～2个数量级，从本质上显著优化反应体系内的场分布，大幅提高原料转化率、提高反应体积空速、降低反应过程的化学氢耗，最终显著提升重劣质油轻质化过程的宏观反应速率，克服了常规重劣质油轻质化因相间传递效率低下导致的原料过度热裂化所导致的原料转化产物中富碳重组分占比过高、产物后续加工难度偏高、深度加工氢耗高、焦炭产率高、干气产率高等技术缺陷。2)工艺流程集约化程度高、能效水平更高。本专利技术所提供的一种U型双驱动弥散强化反应装置可替代现有炼厂中的焦化装置、RDS装置、HDS装置、RFCC装置等重劣质油加工装置，使现有炼厂重油加工装置流程更加紧凑、运行能耗、装置数量大幅缩减、投资成本明显下降、运行成本更显著降低。3)装置运行稳定性更高。本专利技术所提供的一种U型双驱动弥散强化反应装置核心反应器结构简单、无特殊内构件，反应器内流场、温度场分布更均匀，反应效率显著提高，可从根本上显著降低常规重劣质油加工技术因氢传递效率低下而导致的重组分加氢裂化程度低、热裂化程度剧烈导致的系统结焦堵塞、重组分沉积结焦堵塞、原料炭化严重导致的运行不稳定及停车风险。4)原料适应性更强。本专利技术所提供的一种U型双驱动弥散强化反应装置可加工常规工艺难以处理的高金属(Ni+Fe+V＞900μg/g)、高硫(＞2.5％)、高残炭(＞20％)、高沥青质(＞10％)的重劣质油及煤焦油、油-煤浆等劣质原料，反应系统内相间传递过程效率明显强化，反应器氢油比、氢耗显著下降，单套装置产能规模可达500万吨/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种U型双驱动弥散强化反应装置，其特征在于：包括与气相原料(100)、液相原料(200)相连的伺服驱动器(1)，伺服驱动器(1)顶通过管道(2)与一级弥散强化反应器(3)相连，所述的一级弥散强化反应器(3)的顶部开设有与管道(2)相连通的原料入口、与产物分流器(400)相连通的气相物料出口(32)，底部开设有原料出口，中部及下端侧壁上分别开设有与循环原料(300)相连的一级循环气入口和驱动导管(38)，且在一级弥散强化反应器(3)内部驱动导管(38)入口处设置有主驱动器(39)；所述的一级弥散强化反应器(3)底部出口(80)通过U形过渡段(4)与二级弥散强化反应器(5)底部入口(81)相连接，所述U形过渡段(4)管道上还开设有与循环原料(300)相连通的过渡段循环气入口；所述的二级弥散强化反应器(5)顶部开设有通过出料管道(6)与后处理系统(500)相连通的反应物料出口(55)，侧壁开设有与循环原料(300)相连的二级循环气入口。/n

【技术特征摘要】
1.一种U型双驱动弥散强化反应装置，其特征在于：包括与气相原料(100)、液相原料(200)相连的伺服驱动器(1)，伺服驱动器(1)顶通过管道(2)与一级弥散强化反应器(3)相连，所述的一级弥散强化反应器(3)的顶部开设有与管道(2)相连通的原料入口、与产物分流器(400)相连通的气相物料出口(32)，底部开设有原料出口，中部及下端侧壁上分别开设有与循环原料(300)相连的一级循环气入口和驱动导管(38)，且在一级弥散强化反应器(3)内部驱动导管(38)入口处设置有主驱动器(39)；所述的一级弥散强化反应器(3)底部出口(80)通过U形过渡段(4)与二级弥散强化反应器(5)底部入口(81)相连接，所述U形过渡段(4)管道上还开设有与循环原料(300)相连通的过渡段循环气入口；所述的二级弥散强化反应器(5)顶部开设有通过出料管道(6)与后处理系统(500)相连通的反应物料出口(55)，侧壁开设有与循环原料(300)相连的二级循环气入口。


2.根据权利要求1所述的U型双驱动弥散强化反应装置，其特征在于，所述的伺服驱动器(1)的中下部开设有分别与气相原料(100)、液相原料(200)相连的气相入口(11)和液相入口(21)。


3.根据权利要求1所述的U型双驱动弥散强化反应装置，其特征在于：所述的一级弥散强化反应器(3)由内侧防腐层(301)、中间过渡层(302)和外侧承压层(303)构成，其内径ID1为0.5～5米，高径比H1/ID1为2～20。


4.根据权利要求1所述的U型双驱动弥散强化反应装置，其特征在于：所述的一级弥散强化反应器(3)顶部还设有温度监测器T1接口(31)，中上部设有分别与液位监测器LPT相连的LPT传感器接口(33、34)，气相物料出口(32)通过管道及安装在管道上的控制阀(7)与产物分流器(400)相连通。


5.根据权利要求1所述的U型双驱动弥散强化反应装置，其特征在于，所述的二级弥散强化反应器(5)由内...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅祥，刘国海，
申请(专利权)人：傅祥，
类型：发明
国别省市：陕西;61