减少催化剂撇头的气液分配器及加氢工艺方法技术

本发明专利技术提供了一种减少催化剂撇头的气液分配器及加氢工艺方法。采用贯穿整个催化剂床层的积垢篮，在积垢篮的中间和底部分别设有隔板，底部隔板上焊接溢流管，溢流管的顶部设有压力爆破膜，溢流管底部透过隔板与下面催化剂床层连通，中间隔板的溢流管上部穿过所述的气液分配盘。当催化剂床层上部/下部压降较大时，上部/下部溢流管顶部的压力爆破膜在压力差的作用下破裂，气液物流可以继续向下流动进行加氢反应。本发明专利技术方法无需对现有装置进行大的改动，能够在较小的投资下，实现装置的长周期运转，并充分利用整个床层的催化剂，同时减少反应器压力降，保证生产安全，增加经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于石油化工

技术介绍
近年来，由于世界范围内石油资源日益匮乏以及各国对能源的需求不断增加，人们越来越重视渣油的利用。作为脱碳技术的一种，渣油焦化工艺具有投资少、操作费用低等优点，因此得到了广泛的发展。焦化馏分油(焦化石脑油、焦化柴油、焦化蜡油)烯烃含量高，硫、氮、硅等杂原子含量高，安定性差，不能直接作为产品使用，甚至不能直接作为下游装置的进料。为使焦化馏分油满足终端产品标准或符合下游装置的进料要求，必须进行加氢精制或加氢处理。在焦化馏分油加氢脱除硫、氮的过程中，由于原料中含有二烯烃、硅以及细小的焦粉等杂质，所以经常影响装置的操作稳定性。大庆石化公司300kt/a焦化汽油加氢装置在开工半年后，一天内连续出现两次系统压差过高，导致被迫停工(焦化汽油加氢精制系统压差上升原因分析及对策，《炼油与化工》，第19卷:20)。广州分公司300kt/a加氢装置在处理焦化汽油时也出现反应器催化剂床层压降上升过快的问题。该装置曾在一年半的时间内，由于反应系统床层压降升高导致停工消缺5次(加氢精制反应系统压降升高的原因分析及对策，《中外能源》，2007，第12卷)。安庆分公司炼油二部I焦化汽油加氢装置一般3 5天需要清洗一次过滤器，一年内要停工撇头2 3次，严重影响装置的正常运行(焦化汽油加氢防焦剂，《石化技术》，2006，13 (4):5)。国内外同类型装置均不同程度存在类似问题，床层间压力差的增加，使得催化剂的支撑杆和支撑板等内构件在承担催化剂重量的同时，又必须承担额外的压力，给装置的安全操作带来严重隐患。因此，床层压降上升过快一直是影响焦化馏分油加氢装置长周期运转的突出矛盾，迫切需要研究出有效的方法，解决结焦问题。焦化馏分油加氢反应器压降的上升均来自于催化剂上部床层结焦。经大量研究表明，结焦因素很复杂，但是主要由于原料中的二烯烃等不饱和烃类的聚合以及上游装置带入的机械杂质沉积在催化剂床层上部导致。原料中的二烯烃在低温条件下就能够发生聚合，先生成低聚物，随后迅速向高聚物转化直至结焦。在结焦的样品中铁的含量相当高，是原料油溶解氧后与有机烃类形成了环烷酸，环烷酸腐蚀装置的铁生成环烷酸铁，稳定地溶解于原料油中，环烷酸铁经混氢后很容易发生氢解反应，并与硫化氢反应生成硫化亚铁沉积在反应器上部床层，促进结焦母体的生焦反应，加速了催化剂床层的堵塞。此外，原料中含有少量的细小焦粉具有很强的吸附性，易与聚合反应中形成的有机大分子化合物粘结在一起，使得焦垢颗粒逐渐长大，当其长大到一定大小时，就会沉积在反应器内，造成堵塞。针对反应结焦导致压降过高的问题，目前的解决方法有以下几种:1、做好原料的管理工作，采用氮气保护等方式，避免原料与空气接触，最大程度降低了原料中不饱和烃类形成胶质的机会。这是一种被动的原料保护方法，如果上游输入的原料机械杂质较多，二烯烃含量很高，或夹带很多的焦粉，该方法则无能为力。2、掺炼直馏煤油或直馏柴油，稀释了原料中的二烯烃等不饱和烃类，降低了加氢装置的苛刻度，使装置运行更加稳定。但该方法牺牲了加氢装置处理焦化馏分油的加工量，实际上降低了对焦化馏分油的空速，经济性较差。3、在预处理反应器的入口和出口之间设置副线，正常生产时反应物料通过预处理反应器后进入加热炉，当预处理反应器催化剂床层压力降升高时，反应物料经副线进入加热炉，待预处理反应器部分或全部更换催化剂后，反应物料再切换至预处理反应器进入加热炉。该方法虽然可以保证装置不停工操作，在原料不经预处理的情况下，会对主反应器温升造成较大的冲击，使得操作较难控制。同时预处理催化剂的更换也会导致经济损失。4、在前置/后置反应器工艺中，采用两个反应器串联的方式操作。当前置反应器被硅饱和后，通过管线的切换操作，使原料先流经后置反应器，然后再通过前置反应器。由于可以减少对主反应器温升的冲击，所以能够比上述旁路反应器加工更多的焦化馏分油。但是该方法需要增加一个反应器，且操作复杂。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种。可以降低反应器催化剂床层压力差，减少催化剂撇头周期，延长装置的运转时间。本专利技术减少催化剂撇头的气液分配器包括积垢篮和气液分配盘，积垢篮设置在反应器上部催化剂床层中，气液分配盘设置在反应器上部催化剂床层的上部。积垢篮贯穿反应器顶部床层，在积垢篮的中间和底部分别设有隔板，每个隔板上焊接溢流管，溢流管的顶部密封设置压力爆破膜，中间隔板的溢流管底部穿透隔板与积垢篮下部连通，底部隔板的溢流管底部穿透隔板与下一催化剂床层的气液分配盘连通。中间隔板的溢流管上部穿过所述的气液分配盘。压力爆破膜的爆破压力差小于0.45MPa并大于0.1MPa0本专利技术气液分配器中，积垢篮溢流管顶部的压力爆破膜为压力容器安全领域现有的常用设备，一般为压力爆破膜，压力爆破膜一般选择耐高温的合金材料制作，一般要耐温性能应超过300°C，最好超过反应器该压力爆破膜所处位置温度50°C以上，如可以使用不锈钢压力爆破膜等，可以根据具体反应进料温度确定，其承受的压力差小于0.45MPa，最好为0.2 0.35 MPa。具体操作可以根据实际生产以及反应器能承受的最大压差进行选型或调节。溢流管的直径一般为2 20cm，溢流管的数量根据加氢反应器的规模和积垢篮的数量设置，一般来说截面积之和应不小于反应器入口管道截面积。本专利技术气液分配器中，积垢篮的其它结构可以与本领域普通积垢篮相同，如可以采用丝网积垢篮或者楔形网积垢篮等，积垢篮可以根据设备的规模设置适宜数量。本专利技术气液分配器中，所述的气液分配盘为通常的结构，包括塔盘和设置在塔盘上的气液分布器，气液分布器可以为常规的泡帽结构。穿过气液分配盘的溢流管顶部也设置泡帽结构(泡帽与溢流管之间设有间隙)。本专利技术气液分配器中，当反应器顶部催化剂床层上部压降较大，或者基本无法通过气液物流时，穿过气液分配盘的溢流管顶部的压力爆破膜在压力差的作用下破裂，气液物流可以通过该溢流管，由积垢篮下部侧面的篮网进入催化剂床层下部继续进行加氢反应。当该催化剂床层下部压降较大，或者基本无法通过气液物流时，积垢篮下部溢流管顶部的压力爆破膜在压力差的作用下破裂，气液物流可以通过该溢流管进入下一催化剂床层进行加氢反应，不需停工处理。本专利技术一种减少催化剂撇头的加氢工艺方法包括以下内容: a、在反应器内上部设置本专利技术的气液分配器； b、反应器为固定床反应器，内部设置2 5个床层，顶部床层可以是催化剂床层或者是保护剂床层或者是保护剂与催化剂的组合床层； C、当装置正常运转时，与正常的固定床反应器操作相同，在气液分配盘上，原料油和氢气通过气液分布器混合后向下进入催化剂床层进行加氢反应； d、当催化剂顶部床层上部压降较大，或者基本无法通过气液物流时，穿过气液分配盘的溢流管顶部的压力爆破膜在压力差的作用下破裂，气液物流可以通过穿过气液分配盘的溢流管进入催化剂顶部床层下部继续进行加氢反应； e、当催化剂顶部床层下部压降较大，或者基本无法通过气液物流时，积垢篮下部溢流管顶部的压力爆破膜在压力差的作用下破裂，气液物流可以通过积垢篮下部溢流管进入下一催化剂床层进行加氢反应。本专利技术方法中，不同催化剂床层加氢催化剂的活性可以相同，也可以不同，优选按反应物流动方向催化剂的活性依次增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少催化剂撇头的气液分配器，包括积垢篮和气液分配盘，积垢篮设置在反应器上部催化剂床层中，气液分配盘设置在反应器上部催化剂床层的上部；其特征在于：积垢篮贯穿反应器顶部床层，在积垢篮的中间和底部分别设有隔板，每个隔板上焊接溢流管，溢流管的顶部密封设置压力爆破膜，中间隔板的溢流管底部穿透隔板与积垢篮下部连通，底部隔板的溢流管底部穿透隔板与下一催化剂床层的气液分配盘连通；中间隔板的溢流管上部穿过所述的气液分配盘；压力爆破膜的爆破压力差小于0.45MPa并大于0.1MPa。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王喜彬，刘忠信，孙万付，刘建宇，曾榕辉，
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抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11