[发明专利]一种加氢反应器及加氢工艺

说明书

本发明公开一种加氢反应器及加氢工艺。所述加氢反应器内设置反应物料流通管、冷物料流通管，所述反应物料流通管至少设置在一个相邻的催化剂床层间，所述冷物料流从反应物料流通管的管内穿过并同加氢反应器器壁上设置的冷物料入口及出口相连通，反应物料流通管和冷物料流通管之间形成的通道供经过上一催化剂床层反应后的物料通过，反应物料和冷物流在反应物料流通管内呈逆流，反应物料流通管内壁上设置折流板使反应物料返混提高反应物料流通管内的反应物料同冷物料流通管内的冷物料之间的热交换效果，反应物料流经反应物料流通管后进入下一催化剂床层。所述加氢反应器器内设置的可以取热的换热部件同反应器的内部结构相互配合和作用，实现了通过换热的方法将反应热从反应器中取出达到降低反应温度的目的。

技术领域

本发明涉及一种加氢反应器及加氢工艺，具体地说涉及一种内部设置换热部件的加氢反应器及其采用该反应器的原料油加氢工艺。

背景技术

加氢技术是重质油轻质化和轻质油品质量升级的重要加工手段。固定床加氢反应通常为气、液、固三相反应，也可以为气、固两相反应，这些反应均在装填有催化剂的反应器中进行。加氢反应为强放热反应，表现为反应温度随着反应物流的流动方向呈升高的趋势。而为了达到提高催化剂的使用寿命、提高目的产品产率、提高目的产品质量等目的要求，现有加氢工艺技术通常设置多台反应器或者在反应器中设置冷氢设备，即通过向反应器内注入冷氢的反应器达到降低反应温度的目的。注入冷氢后，反应温度降低，也意味着能量损耗而未被充分利用。对于加氢装置来说，不同的工艺使用冷氢后温度降低的幅度也不同。对于最常见加氢裂化装置来说，一台加氢预处理反应器设置两个催化剂床层，注入冷氢后温度降低10~40℃；一台加氢裂化反应器设置四个催化剂床层，注入冷氢后温度降低15~50℃。含有不饱和烃气体加氢工艺、含有二次加工油（汽油、航煤、柴油等）的加氢精制工艺、蜡油加氢处理工艺、渣油加氢处理工艺、加氢改质工艺等等也是使用冷氢来达到降低反应温度的目的。

通过注入冷氢的反应器尽管可以达到降低反应温度的目的，但这种方式效果并不理想，主要表现为：1）在现有加氢装置中，氢气是过量的，且大大超过加氢反应需要的氢气量，因此注入冷氢并没有改善加氢反应，而增加的冷氢只是重复温度升高然后再降低的过程，在反应生成物流进入冷高压分离器前需要经过空冷进行冷却，这就造成了冷氢所含热量的浪费；2）使用冷氢来降低催化剂床层温度，不仅需要大量冷氢，还需要一部分安全氢在循环氢压缩机自循环，因此不仅增加了压缩机的投资费用，而且增大了日常生产过程中压缩机的动力消耗；3）现有冷氢系统结构均比较复杂，占用反应器内空间比较大，导致反应器体积增大，增加了设备建设费用；4）对于发生“飞温”等异常情况时，增大冷氢量有时会加剧加氢反应从而增加了反应热，将导致继续加快温度的快速升高，不利于保护催化剂。

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。按换热器的结构分类：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器、缠绕管式换热器等。换热器按传热原理分类：表面式换热器、蓄热式换热器、流体连接间接式换热器、直接接触式换热器。这些换热器通常用作两种物流或者多种物流之间的换热，是独立的设备。