一种烃油液相加氢反应装置及方法制造方法及图纸

一种烃油液相加氢反应装置及方法，反应装置包括气液混合器

【技术实现步骤摘要】
一种烃油液相加氢反应装置及方法


[0001]本专利技术涉及气液两相混合
，具体涉及石油炼制一种强化传质的液相加氢反应过程
。

技术介绍

[0002]加氢工艺是现代炼油工艺中最重要的方法之一
。
它不仅是炼油工业生产清洁燃料的首要方法，而且在石化企业中发挥着不可替代的作用
。
目前加氢处理过程大多采用传统的滴流床技术
。
传统滴流床反应一方面为了强化传质而采用较高的氢油比，另一方面为了控制反应温度采用氢气大量循环，此方法需要配备复杂的循环氢系统，相应的反应器体积也较大，势必增大装置投资以及操作能耗
。
[0003]为了克服上述滴流床加氢技术所存在的不足，液相加氢技术引起人们的关注，它是将氢气溶解于原料油中来满足加氢反应所需氢气，并通过液体循环溶解足量的氢气以满足加氢反应的需要
。
该反应在液相条件下进行，可节省循环压缩机系统
、
高分系统及其相应设备，大大节约投资和能耗
。
[0004]然而，现有的馏分油液相加氢技术关于氢气和烃油的混合过程，通常采用管路直接混合或静态混合器混合，存在氢气的溶解能力差
、
容易逸出
、
分散不均匀
、
随着反应的进行溶氢量不足等诸多问题，导致氢气的利用率低
。
因此为了保证反应转化率，需要维持一定的补充氢油比，有的反应还需要一定量的循环物料，这样就使得反应器体积较大
、
工艺流程更加复杂
、
装置投资成本高
。
为了解决这些问题，只有强化两相间的传质，使氢气在原料油中溶解得更多并及时补充，才能降低装置运行中的氢油比，降低反应器压降，同时提高反应效率
。
[0005]ZL201721732518.X
公开了一种溶氢器，可以加氢反应前强化溶氢效果
。ZL201010222023.9
提出了一种低氢油比的加氢处理方法和反应器，通过特殊内构件的设置，可以降低反应氢油比，提高氢气使用效率，提高催化剂及反应器体积的利用率
。ZL201910824430.8
公开了一种多相流反应强化反应器，通过列管强化气液反应传质速率
。
[0006]虽然现有公开文献都报道在一定程度可以提高氢气利用率，但针对加氢反应过程，仍存在气液混合不均匀
、
也即混氢溶氢效果不佳，有大气泡存在，随着反应进行溶解氢量不足，传质速率低的问题，进而影响催化剂性能的发挥及最终的反应效果
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是针对液相加氢过程，提高氢气在原料油中的溶解量和均匀性，并保持氢气的持续供应，进而提高传质速率和反应速率，从而提供一种强化传质的液相加氢反应系统和方法
。
[0008]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种烃油液相加氢反应装置，包括气液混合器
3、
气液分离罐
4、
设置有多段催化剂床层7的反应器和设置在所述的催化剂床层之间的中间补气单元，其中，气液混合器设有第一气体进料管和液相原料进料管，所述的气液混
合器出口连通气液分离罐入口，气液分离罐的气相出口经第二气体进料管连通所述的中间补气单元，所述的气液分离罐的气液混相出口连通所述的反应器的底部进料口
。
[0009]第二方面，本专利技术提供一种烃油液相加氢反应方法，采用上述的烃油液相加氢反应装置，氢气经第一气体进料管
、
烃油经液相原料进料管引入气液混合器中进行气液混合，混合后物流在气液分离罐中分离得到气液混相和未混合气体，气液混相由底部进入反应器中，与加氢催化剂接触反应；未混合气体和补充氢气由第二气体进料管引入中间补气单元中与反应物流进一步混合并反应，反应后得到加氢后烃油
。
[0010]与现有技术相比，本专利技术提供的烃油液相加氢反应装置和方法的有益效果为：
[0011]本专利技术提供的烃油液相加氢反应装置，在反应器前设置气液混合器和气液分离罐，可以使气相以微气泡形式与液相接触，并将未完全溶解的以大气泡形式存在的气体进行收集和分离，从而保证反应器进料为气相以微小气泡存在于液体中形成的混合物，更有利于反应进行
。
使更多气相溶解到液相中，从而强化气液两相传质过程，并提高反应速率
。
[0012]通过在反应器床层间设置第二气液混合器，可以对气体定点定量持续供给，补充反应消耗掉的气体，增加气液两相接触面积，有利于反应持续进行并实现对反应深度有效控制
。
[0013]本专利技术提供的烃油液相加氢反应装置和方法尤其适用于氢耗量较大的烃油液相加氢过程，可实现氢气在烃油中快速溶解平衡，在反应器中持续补氢从而维持反应进行，显著提高氢气利用率及反应速率的目的
。
附图说明
[0014]图1为烃油液相加氢反应装置的一种实施方式的流程示意图；
[0015]图2为第一气液混合器的一种优选实施方式的结构示意图
。
[0016]其中：
[0017]1‑
液相原料进料管；
ꢀꢀ2‑
第一气体进料管
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
气液混合器
[0018]4‑
气液分离罐
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
第二气体进料管
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ6‑
反应器壳体
[0019]7‑
催化剂床层
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8‑
中间补气单元
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ9‑
分离器
[0020]31
‑
液体导流管
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
32
‑
液体进口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
33
‑
液腔室
[0021]34
‑
气液混合管
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
35
‑
气腔室
具体实施方式
[0022]在本申请中，所谓“上部”、“下部”、“底部”均是基于容器或部件的相对位置关系而言的
。
其中，所述的“底部”是指容器由下至上0‑
10
％的位置，所述的“顶部”是指容器由下至上
90
‑
100
％的位置在本专利技术中，如无特别说明，横截面积均指的是垂直于物流方向上的截面面积
。
[0023]第一方面，本专利技术提供一种烃油液相加氢反应装置，包括气液混合器
3、
气液分离罐
4、
设置有多段催化剂床层7的反应器和设置在所述的催化剂床层之间的中间补气单元，其中，气液混合器设有第一气体进料管和液相原料进料管，所述的气液混合器出口连通气液分离罐入口，气液分离罐的气相出口经第二气体进料管连通所述的中间补气单元，所述的气液分离罐的气液混相出口连通所述的反应器的底部进料口
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种烃油液相加氢反应装置，其特征在于，包括气液混合器
(3)、
气液分离罐
(4)、
设置有多段催化剂床层
(7)
的反应器和设置在所述的催化剂床层之间的中间补气单元，其中，所述的气液混合器设有第一气体进料管和液相原料进料管，所述的气液混合器出口连通气液分离罐入口，气液分离罐的气相出口经第二气体进料管连通所述的中间补气单元，所述的气液分离罐的混相出口连通所述的反应器的底部进料口
。2.
按照权利要求1所述的烃油液相加氢反应装置，其特征在于，所述的气液混合器由下至上分为液腔室
(33)、
气腔室
(35)
和出口区，顺序连通的液体导流管
(32)
和气液混合管
(34)
贯穿所述的液腔室
、
气腔室和出口区；所述的气液混合管管壁开孔，所述液体导流管向上管径缩小
、
底部封闭；所述的液体导流管侧壁底部设有液体进口
(31)
，所述的出口区设有出口，第一气体进料管
(2)
连通所述的气腔室，液相原料进料管
(1)
连通所述的液腔室
。3.
按照权利要求1或2所述的烃油液相加氢反应装置，其特征在于，所述的中间补气单元由下至上分为液腔室
(33)、
气腔室
(35)
和出口区，顺序连通的液体导流管
(32)
和气液混合管
(34)
贯穿所述的液腔室
、
气腔室和出口区；所述的气液混合管管壁开孔，所述液体导流管向上管径缩小
、
底部开口；所述的液体导流管侧壁底部设有液体进口
(31)
，所述的出口区顶部开口，第二气体进料管
(2)
连通所述的气腔室
。4.
按照权利要求3所述的烃油液相加氢反应装置，其特征在于，在所述的液体导流管由下部的直管段和上部的缩径段组成，所述的缩径段为锥形体结构；所述的缩径段与所述的直管段的高度比为1：
0.1
‑
10
，所述缩径段的管壁与所述直管段的管壁之间的锥面角
α
为
120
°‑
175
°
；优选地，所述的缩径段与所述的直管段的高度比为1：1‑5；优选地，所述的缩径段的管壁与所述直管段的管壁之间的锥面角
α
为
150
°‑
170
°
。5.
按照权利要求3所述的烃油液相加氢反应装置，其特征在于，所述的液体进口的流体流动方向与所述的液体导流管管壁相切；优选地，多个所述的液体进口沿液体导流管管壁圆周方向均匀分布；优选地，单个液体导流管上所述的液体进口的数量为2‑8个
。6.
按照权利要求3所述的烃油液相加氢反应装置，其特征在于，所述的气液混合管为多孔材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦娅，袁清，周含，韩颖，唐晓津，鲍迪，
申请(专利权)人：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：