[发明专利]一种浆态床反应器控温方法及其设计方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种浆态床反应器控温方法及用途，属于石油化工和煤化工领域。

背景技术

近年来，世界石油资源日益短缺，而且石油资源的重质化和劣质化问题越来越明显，但是随着经济的快速增长，社会对石油产品的需求与日俱增。在此现实环境下，重油加氢技术、煤直接液化技术和煤混炼技术越来越受到重视。重油加氢技术不但可以有效利用石油资源，而且能够提高石油加工企业的经济效益。目前重油加工主要有延迟焦化、重油催化裂化和渣油加氢等工艺。延迟焦化装置的液体产物的质量差、焦炭产率高。重油催化裂化对原料的要求较高，无法处理劣质的渣油。渣油加氢可以处理高硫、高残炭、高金属的劣质渣油，同时提高液收率和液体产物的质量。渣油固定床加氢对渣油中的重金属含量要求较高，渣油浆态床加氢可以有效的脱除渣油中的硫、氮和重金属。

同时，我国是一个富煤贫油的国家，在应对当今石油供需矛盾和贯彻节能减排政策中，充分和清洁利用煤炭资源是保障能源安全的重要选择。采用煤液化技术和油煤混炼技术，炼制煤和劣质渣油是解决我国能源困境的重要方法。这些工艺技术都需要采用浆态床反应器，如何控制反应器的反应条件尤其是反应温度是工程设计和操作的重要任务，这不仅关系到反应器的稳定运行，更关系到整个装置乃至全厂的稳定运行。

目前有些文献和专利提到将冷却剂全部直接加到反应器中以降低反应器温度。此方法减少了管道上的开口，降低了泄露的可能性，但是直接向反应器中添加冷却剂会破坏反应平衡，造成反应器中不同部位的反应进度、密度不一，进而形成漩涡流，不利于反应的进行，且如果冷却剂选用不当会产生大量的副产物，可能会腐蚀整个系统。

发明内容

基于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种浆态床反应器控温方法，通过向各级反应器入口前的管道上打入冷却介质来降低进入下一级反应器的物料温度，从而控制反应器内的温度，提高操作稳定性。本发明还提供了一种浆态床反应器控温方法的用途。

本发明的技术方案：

一种浆态床反应器控温方法，其特征在于向位于某级或多级的反应器入口前的管道中注入冷却剂，所述管道中连接至少一根冷却管路，所述冷却剂的流量的可控。

所述冷却剂优选的包括冷氢和冷油中的一种或其混合物，所述冷氢的温度为30-150℃，所述冷油的温度为50-280℃。

所述冷氢的纯度为90vol％以上，所述冷油为所述浆态床反应器中产生的循环重油。

所述冷却管路优选为1～8根，每根管路上设置有温度自控阀和/或手阀，所述冷却剂的流量根据前方入口通入的反应器需求的温度控制。

所述反应器级数优选为2-3级，一级反应器前的温度控制在350-465℃，一、二级反应器间温度控制在380-480℃；当为三级时二、三级反应器间温度控制在360-480℃。也可以根据需要在各级反应器中选择采用本发明方法控制的反应器。

还可以包括以下结构：反应氢气换热后分为两路加热，一路在氢气加热炉中加热，一路与原料混合后在原料加热炉中加热；然后所述氢气加热炉出口的氢气至少包括一路与所述反应氢气与原料的混合物料混合后进入所述一级反应器。此外如果是二级还可以再包括一路与所述一级反应器出口的物流混合后进入所述二级反应器，如果是三级再包括一路与所述二级反应器出口的物流混合后进入所述三级反应器，以此类推。还可以包括一路进入所述高温高压分离器。

氢气(包括循环氢与补充氢)可在换热器中与热高分气体换热后再分为两路，其中热高分气体换热后进行精制即为循环氢。

一种优化控温的浆态床反应器，其特征在于在某级或多级的反应器入口前的管道连通至少一根冷却管路，所述冷却管路中的冷却剂为冷氢或冷油，所述冷却剂的量可控。

上述一种浆态床反应器控温方法及相应反应器的用途，其特征在于用于重油加氢工艺、煤直接液化工艺和油煤混炼工艺中的反应器，所述重油包括重质原油、渣油、催化油浆、脱油沥青、煤焦油的一种或者多种组合，所述煤包括褐煤、烟煤、不粘煤中的一种或者多种组合，所述油煤混炼工艺中油与煤的比例范围为97:3-40:60。

还包括上述一种浆态床反应器控温方法及相应反应器的设计方法。

本发明的技术效果：