一种氢油高效混氢强化蜡油加氢系统装置及系统方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种氢油高效混氢强化蜡油加氢系统装置及系统方法，所述系统装置包括进料系统、混合系统、反应系统、循环系统以及分离系统；所述混合系统水平安装于所述反应系统的下方；或所述混合系统水平安装于与所述反应系统顶部平齐的位置；所述混合系统与所述反应系统之间的水平距离不超过10m；所述系统装置通过优化混合系统和反应系统的安装结构，保证了反应的传质效果，提升了反应速率，还通过微气泡发生器与床层冷氢分布器协同配合，强化气

【技术实现步骤摘要】
一种氢油高效混氢强化蜡油加氢系统装置及系统方法


[0001]本专利技术属于化工加氢反应
，具体涉及一种氢油高效混氢强化蜡油加氢系统装置及系统方法。

技术介绍

[0002]为了满足不断提高的环保要求、提高油品的使用性能，加氢过程是生产清洁油品的最重要技术手段。另外，部分地区加工原油品质不高，其中重组分含量较多，原料油硫含量大，蜡油产品的稳定性和使用效率受到硫、氮、芳烃和胶质等组分的影响。传统蜡油加氢过程，如滴流床加氢或者液相加氢，反应器内氢气气相和蜡油液相混合流经催化剂床层，氢气、蜡油、催化剂需在气
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固三相界面处进行加氢反应。由于氢气在蜡油中溶解度较低，以及蜡油流动性较差，氢气与蜡油很难混合均匀，进而造成催化剂床层中气液相分布不均匀等问题，蜡油加氢的反应过程的传质速率比本征反应速率慢得多，传质过程是加氢反应速率的控制步骤，催化反应速率较低。因此，蜡油加氢反应过程需在高温、高压、高氢油比、低空速等苛刻条件下进行，能耗物耗巨大。
[0003]为解决上述问题，CN111686645A提供了一种微界面强化蜡油加氢反应系统及方法，包括：液相进料单元、气相进料单元、微界面发生器、固定床反应器和分离罐。微界面发生器通过破碎气体使其形成微米尺度的微气泡，使微气泡与蜡油混合形成乳化液，以增大气液两相的相间面积，并达到在较低预设范围内在一定程度上强化传质的效果，但效果提升有限。
[0004]CN110396425A公开了一种微界面强化液相循环加氢的装置及方法，该装置包括：原料罐、加热炉、微气泡发生器、加氢单元、加氢反应器和分离器；所述原料罐的出料端经加热炉连接于所述微气泡发生器，所述加氢单元连接于所述微气泡发生器；所述微气泡发生器的出料端连接于所述加氢反应器，所述加氢反应器的出料端连接于所述分离器。该装置采用的常规微气泡发生器易导致气泡大小不均一，影响与原料油之间的传质效果，进而使反应速率提升有限。
[0005]综上所述，基于气液混合特性与传质性能，提出一种通过强化蜡油与氢气的混合效率，进而提高蜡油加氢反应速率，同时降低反应苛刻条件的系统方法成为当前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种氢油高效混氢强化蜡油加氢系统装置及系统方法，所述系统装置和系统方法通过优化混合系统和反应系统的安装结构，并优化反应条件，增强了传质效果，提升了反应速率，有利于工业化应用。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种氢油高效混氢强化蜡油加氢系统装置，所述系统装置包括进料系统、混合系统、反应系统、循环系统以及分离系统；
[0009]所述进料系统包括氢气进料单元和原料油进料单元；所述氢气进料单元分别独立地与所述反应系统和所述混合系统相连；所述原料油进料单元与所述混合系统相连；
[0010]所述混合系统与所述反应系统相连；
[0011]所述反应系统与所述分离系统相连；所述分离系统与循环系统相连；
[0012]所述混合系统水平安装于所述反应系统的下方；或所述混合系统水平安装于与所述反应系统顶部平齐的位置；
[0013]所述混合系统与所述反应系统之间的水平距离不超过10m，例如1m、2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m、9m或10m等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0014]本专利技术中，经过探究发现，氢气与原料油混合后的混合物流进入反应系统的方式对反应过程具有一定的影响。保证混合物流水平进入反应系统，有利于防止微气泡在长距离输送过程中因管路拐弯发生聚并，气泡变大，造成气液分层，且混合系统与反应系统的水平距离不宜过远，否则输送管路下层会产生液相分层。或保证混合物由下至上通入反应系统，有利于维持微气泡稳态流动特性，避免微气泡产生聚并，若是混合物流由上至下通入反应系统(即所述混合系统的出口高于所述反应系统的入口)则会导致微气泡在反应器顶部或催化剂床层中间区域聚并变大，逐渐形成气垫，不利于混合物流中微气泡的稳态输送。
[0015]此外，本专利技术还通过循环系统的设置可有效增强原料油的脱硫率，循环氢氢系统和循环油系统组合可以实现大氢油比条件下蜡油液相加氢处理过程。
[0016]另外，本专利技术中所述混合系统水平安装于所述反应系统的下方的意思，还包括所述混合系统水平安装于与所述反应系统底部平齐的位置。
[0017]以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
[0018]作为本专利技术优选的技术方案，所述氢气进料单元包括依次连接的氢气压缩机、氢气过滤器以及氢气缓冲罐。
[0019]优选地，所述氢气过滤器过滤杂质的粒径范围为1～10μm，例如1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0020]优选地，所述原料油进料单元包括依次连接的原料油过滤器、原料油进料泵以及原料油加热炉。
[0021]优选地，所述原料油过滤器过滤杂质的粒径范围为10～100μm，例如10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或100μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0022]作为本专利技术优选的技术方案，所述混合系统包括微气泡发生器。
[0023]本法专利技术所使用过的微气泡发生器为专利CN113368594A中的微气泡发生器。使用该微气泡发生器了时氢气形成只存更小的微气泡，且微气泡的大小均一，可大幅强化氢气、原料油、催化剂的气
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固三相界面加氢反应特性，提高催化剂利用率，降低反应温度、压力和氢油比，装置能耗物耗得到大幅下降，具有装置运行安全性能高、投资成本低的优势。
[0024]优选地，所述微气泡发生器包括氢气入口、原料油入口以及混合微气泡流出口。
[0025]作为本专利技术优选的技术方案，所述反应系统包括加氢反应器和床层冷氢分布器，
所述床层冷氢分布器水平插入所述加氢反应器中。
[0026]优选地，所述床层冷氢分布器至少为1个，例如1个、2个、3个、4个或5个等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，且沿所述加氢反应器轴向分布。
[0027]优选地，所述床层冷氢分布器的外端与所述氢气进料单元相连。
[0028]本专利技术中，床层冷氢分布器可采取多段并联进料形式向反应器床层补充氢气，同时控制床层温度。且每个床层冷氢分布器可独立地产生所需的微气泡大小，便捷高效。且其与微气泡混合器协同配合，进一步提升了气
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固三相界面加氢反应特性。
[0029]作为本专利技术优选的技术方案，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢油高效混氢强化蜡油加氢系统装置，其特征在于，所述系统装置包括进料系统、混合系统、反应系统、循环系统以及分离系统；所述进料系统包括氢气进料单元和原料油进料单元；所述氢气进料单元分别独立地与所述反应系统和所述混合系统相连；所述原料油进料单元与所述混合系统相连；所述混合系统与所述反应系统相连；所述反应系统与所述分离系统相连；所述分离系统与循环系统相连；所述混合系统水平安装于所述反应系统的下方；或所述混合系统水平安装于与所述反应系统顶部平齐的位置；所述混合系统与所述反应系统之间的水平距离不超过10m。2.根据权利要求1所述的系统装置，其特征在于，所述氢气进料单元包括依次连接的氢气压缩机、氢气过滤器以及氢气缓冲罐；所述氢气过滤器过滤杂质的粒径范围为1～10μm；所述原料油进料单元包括依次连接的原料油过滤器、原料油进料泵以及原料油加热炉；所述原料油过滤器过滤杂质的粒径范围为10～100μm。3.根据权利要求1所述的系统装置，其特征在于，所述混合系统包括微气泡发生器；所述微气泡发生器包括氢气入口、原料油入口以及混合微气泡流出口。4.根据权利要求1所述的系统装置，其特征在于，所述反应系统包括加氢反应器和床层冷氢分布器，所述床层冷氢分布器水平插入所述加氢反应器中；所述床层冷氢分布器至少为1个，且沿所述加氢反应器轴向分布；所述床层冷氢分布器的外端与所述氢气进料单元相连。5.根据权利要求1所述的系统装置，其特征在于，所述循环系统包括循环油系统和循环气系统；所述循环油系统与所述混合系统相连；所述循环气系统与所述氢气缓冲罐相连。6.一种氢油高效混氢强化蜡油加氢系统方法，其特征在于，所述系统方法采用如权利要求1
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5任一项所述的系统装置进行，所述系统方法包括以下步骤：分别将氢气和原料油通入氢气进料单元和原料油进料单元，其中，原料油与一部分氢气进入混合系统进行混合，混合后通入反应系统；另一部分氢气直接通入加氢反应器中与...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏梦军，辛靖，张海洪，陈禹霏，朱元宝，李洪宝，韩龙年，刘剑，范文轩，宋宇，
申请(专利权)人：中海石油炼化有限责任公司中海油炼油化工科学研究院北京有限公司中海油青岛重质油加工工程技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：