[发明专利]一种沸腾床催化剂在线加注系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种沸腾床反应器催化剂在线加注系统及催化剂在线加注方法。

背景技术

进入21世纪，石油需求量随世界经济发展逐年增加，原油劣质化、重质化呈全球性的趋势，增加轻质燃料油产量，提高石油利用率成为目前及将来石油加工的目标。沸腾床加氢技术具有原料适应性广，操作灵活等特点，是重、渣油深度加工的重要手段之一，因此沸腾床加氢技术成为炼油工业开发重点。沸腾床反应器是上流式三相流化床反应器，其最大一个特点是流动的催化剂颗粒能够实现在正常操作工况下加入和排出，而不影响反应的进行和装置的操作。因此，对沸腾床反应器内的催化剂进行定时加排，可以保证反应器内催化剂的活性，从而实现渣油加氢处理过程连续长周期运行。

沸腾床反应器工况压力为14～18MPa之间，温度范围为360～440℃之间，在高温高压下将催化剂加注高温高压的反应器里而不影响反应正常进行，并且不能存在设备风险小是相当困难的。

US3398085、US3547809分别介绍了一种采用输送油输送催化剂的工艺方法，在该过程中先将催化剂放置到一个低压状态的中转罐(加剂罐)中，首先利用泵建立从输送油储罐到反应器的输送油路，将中转罐的压力升到与反应器压力一致或者高于反应器压力，利用差压驱动催化剂进入输送油路，用输送油将催化剂冲送至反应器。这种方案的缺点是：需要一个完整的输送油系统，包括输送油储罐，高压输送泵；需要一个高温高压的催化剂中转罐，在中转罐低压时将催化剂加入，然后将中转罐压力升至高于反应器压力，再将催化剂加注到反应器里。在该过程中，高温设备经历压力从低压至高压的循环过程，设备安全风险太大，在实际工业中操作非常复杂。US4398852介绍了一种采用氢气压力为推动力的加注方法，该方法设置一个高压容器，高压容器通过一个直管与反应器相连，先将催化剂放入高压容器里，利用氢气压力将催化剂压入反应器里。这种方法简单，但是氢气在加压后容易将催化剂颗粒在管道中压实，气体由催化剂颗粒之间缝隙穿过，造成管道堵塞；每次加注后高压容器里会有催化剂残留；需要一个高温高压中转罐，设备安全风险太大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种改进的沸腾床催化剂在线加注系统。

本发明的技术方案为：

一种沸腾床催化剂在线加注系统，包括沸腾床反应器、热高压分离罐、液体喷射泵、催化剂储罐、保护罐和循环泵，其中所述的循环泵入口与热高压分离罐的液体出口相连；所述的液体喷射泵包括喷射液入口管、抽吸腔、喉管段和扩张段，在抽吸腔靠近喉管的一侧设有催化剂入口，抽吸腔靠近喷射液入口管的一侧设置旋流液入口管，所述的旋流液入口管与抽吸腔相切，喷射液入口管的末端为收缩段；液体喷射泵分别通过喷射液入口管和旋流液入口管与循环泵出口相连，催化剂入口依次与保护罐和催化剂储罐相连接，液体喷射泵的扩张段出口与沸腾床反应器相连接。

根据本发明的沸腾床在线加注系统，在所述的保护罐上游和下游分别设置有阀门，同时在保护罐上还设置有压力表。

其中所述液体喷射泵的喷射液入口管末端为收缩段，该收缩段的收缩角为15°～60°，优选25°～30°，喉管段的长度为喉管直径的2～3倍；所述的抽吸腔为同心收缩管，收缩角度为15°～60°，优选30°～40°，长度为喉管段直径的5～8倍；所述扩张段的扩张角为15°～30°，优选15°～20°。

本发明的催化剂在线加注系统，在热高压分离罐下设置循环泵，采用热高压分离罐的液相产品作为输送介质，利用液体喷射泵抽吸颗粒态的催化剂直接进入沸腾床反应器。在液体喷射泵上方设置一个体积很小的高温高压保护罐，设置保护罐是为了在喷射泵正常工作后抽吸腔压力降低到设定值前将高压系统与低压系统隔离。保护罐上方设置一个中压容器催化剂储罐。所述的液体喷射泵具有两个液相入口管：一个喷射液入口管，形成射流对抽吸腔产生抽吸；一个旋流液入口管，在抽吸腔内产生旋流携带颗粒催化剂进入喷射器喉管段，可以有效清除残留在抽吸腔壁上的催化剂，防止抽吸腔堵塞。保护罐上设置有压力表，工作时，先启动液体喷射泵，形成抽吸，保护罐先与喷射器连接，调节喷射器旋流液相进料流量，保证保护罐上压力表读数达到要求，同时将催化剂放置在催化剂储罐中，并通入氮气置换和升压至保护罐压力，然后将保护罐与催化剂料斗连通，在抽力与催化剂自身重力作用下，催化剂颗粒经过保护罐进入液体喷射泵，先被旋流的液相卷入喷射泵喉管段，再与射流的液相混合一起进入反应器中。