[发明专利]一种液相加氢反应器及加氢反应方法和反应系统有效
申请号: | 201710974167.1 | 申请日: | 2017-10-19 |
公开(公告)号: | CN109679689B | 公开(公告)日: | 2021-03-05 |
发明(设计)人: | 金平;杨秀娜;阮宗琳;王昊辰 | 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大连石油化工研究院 |
主分类号: | C10G65/02 | 分类号: | C10G65/02 |
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地址: | 100728 北*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 相加 反应器 加氢 反应 方法 系统 | ||
本发明公开了一种液相加氢反应器及加氢反应方法和反应系统,本发明的液相加氢反应器包括串联下流式固定床反应器和上流式管式反应器。所述的液相加氢反应器,包括一个固定床反应器和至少一个管式反应器,其中固定床反应器为上流式或下流式,管式反应器为上流式。本发明采用上述的液相加氢反应器进行加氢反应,能够有效提高加氢反应速率和反应效率,提高氢气利用率,降低氢耗及能耗,减小反应器总体积≥30%的同时实现深度加氢。
技术领域
本发明属于石油化工领域,具体为一种液相加氢反应器及加氢方法和反应系统。
背景技术
馏分油液相加氢技术是一种新型加氢技术,与常规的滴流床气\液\固三相加氢过程相比,具有工艺流程简单、节省投资、降低生产成本、反应效率高等优点。
常规滴流床加氢反应过程中主要是以氢气进行传质,即氢气是从气相扩散并溶解到油中的速度是整个加氢反应的速率控制步骤。而液相加氢工艺则消除了氢气扩散传质的影响,使加氢反应在动力学控制区进行,即氢气溶解于原料油中来满足加氢反应所需氢气,在反应器中为纯液相反应,可消除氢气从气相到液相的传质影响,通过液体循环来溶解反应所需的氢气量,满足加氢反应的需要。在液相加氢技术中,不需设置氢气循环系统,改为增加液相循环油系统和溶氢系统,保证反应过程为氢气始终与油为单一相。
现有技术中的液相加氢反应器一般为常规的液相加氢反应器,原料油氢气和先经过静态混合器混合后进入加氢反应器发生加氢反应。在滴流床加氢反应器使用方面,反应器高径比的选择上无严格要求,主要从流体分配、制造成本、运输等因素上考虑,反应器直径和高度不可过大或过小,其选择范围较宽;而对于液相加氢反应器来讲,除了沿用滴流床加氢反应器高径比选择之外,其管式液相加氢反应器的高径比则远远超出该范围,因此液相加氢反应器高径比可以根据工艺要求选择适宜的高径比。在现有技术中高径比的液相加氢反应器来说,一般2.5~12,此反应器若采用常规气液混合器与常规液相加氢反应器发生加氢反应时存在以下问题:(1)氢气在原料油中溶解分散后的状态不稳定,在加氢反应过程中由于反应器高径比大,气液运动路径长,氢气容易向上扩散而逸出至反应器顶部,一方面降低了加氢反应效率,达不到理想的加氢效果,另一方面浪费了大量的氢气;(2)加氢反应过程中,不断生成副产物H2S和NH3等物质,这些物质将抑制加氢反应反应的进行,尤其是抑制深度加氢脱硫或脱氮反应,而常规液相加氢反应器的物料是由上而下的下流式操作,因此H2S和NH3等物质是向上扩散的,不能及时移走,因而对于实现深度加氢具有不利影响。为此,液相加氢反应器及加氢反应方法需要进一步改进,即开发适应液相加氢反应的新型反应器和反应方法,以提高加氢反应效率、提高氢气的利用率、提高加氢反应深度。
CN201644076U提出了一种液相加氢反应器,反应器包括反应器筒体和催化剂床层,反应器出口和反应器入口,特征在于:催化剂床层之间设置混合器,混合器油进料和氢气入口,混合器还设置有溶氢混合物出口和气体出口,混合器溶氢混合物出口浸在下一催化剂床层液体中,该混合物可有效的增加气液接触面积,使氢气溶解在混合油中,从而提高加氢效率。该加氢反应器是通过在床层间设置氢油混合器增加气液接触面积,目的是提高加氢效率,但是由于加氢反应过程中氢气在油中的分散状态不稳定,氢气容易向上扩散而逸出,也降低了氢气的利用率,另外设备较为复杂,与提高的加氢效率相比不是一种较为经济的方法。
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