一种蜡油低压固定床介观加氢裂化的方法和系统与流程

本发明涉及石油资源加工利用和高效轻质化处理，特别涉及一种蜡油低压固定床介观加氢裂化的方法和系统。

背景技术：

1、蜡油加氢裂化工艺是最成熟、应用最广泛的炼油二次加工工艺技术，具有原料适应性强、加工方案灵活、液体产品收率高、产品质量好等诸多优点，已成为现代炼化企业由劣质、重质原料直接生产清洁油品及优质化工原料的关键清洁生产技术。蜡油加氢裂化一般采用固定床反应器，在高温、高压的临氢条件下，与其匹配的催化剂进行加氢裂化反应，将蜡油转化为优质燃料油、催化重整原料和优质化工原料等，操作压力通常为15mpa左右。

2、蜡油固定床加氢耗氢量大，而氢在蜡油中的溶解度低，不能满足加氢裂化反应的要求，所以现有技术通常通过提高反应压力，提高氢在油中的溶解度，保证原料油、氢气通过催化剂床层进行加氢裂化反应。然而提高反应压力伴随着较高的能投资、占地、排放、成本、能耗、炼化设备消耗。随着节能减排、清洁生产的不断推进，炼化企业采用新工艺、新技术实现高效、低碳、绿色生产是高质量发展的必然趋势。因此，现有技术存在在操作压力为1～6mpa低压的条件下实施蜡油低压固定床介观加氢裂化工艺的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种蜡油低压固定床介观加氢裂化的方法和系统，针对目前蜡油高压加氢裂化工艺，采用介观加氢新技术，使蜡油在1～6mpa低压下进行加氢裂化反应，实现降低反应压力、节能降耗、清洁、安全生产的目的。蜡油低压固定床介观加氢裂化的方法和系统依据能量转换和守恒定律，利用自主研发的介观池，使蜡油、氢气在一定的条件下进入介观池，在介观池内，运动的氢气流撞击蜡油，使油和气都呈微米级油珠和氢气泡，形成介观态。在这一过程中，氢气的动能转化为油珠和氢气泡的表面能，使油气接触面积扩大1000倍以上，提高了油气之间的传质效率，通过转变供氢方式，介观态物料增大了催化剂床层催化加氢裂化反应的供氢能力，实现了低压条件下在固定床反应器内进行蜡油加氢裂化反应，达到降低反应压力的目的。

2、本发明在于提供一种蜡油低压固定床介观加氢裂化的方法，所述低压范围为1-6mpa，包括：

3、s1，获取蜡油原料和用于加氢裂化的氢气；

4、s2，所述蜡油原料和所述氢气经过一个或多个介观池后形成一个或多个介观态产物；其中，所述介观态表示蜡油和氢气二态通过介观池的能量交换形成微米颗粒的耦合状态；或在不同操作压力、不同温度的条件下，针对气、液二相不同流速、不同密度和不同粘度，在具有动能的介观池内，进行气液混合而形成气液两相尺度为1um～500um包含纳米微粒或不包含纳米微粒的气泡、油微颗粒的两二相耦合物态；所述介观池具有特定型腔，型腔内置多种构件且具有气液粉碎和阻尼动能转换功能；

5、s3，所述介观态产物进入介观反应器后以介观态的形式通过催化剂床层完成加氢裂化反应；

6、s4，对加氢裂化反应后的物料进行后处理。

7、优选的，所述s1包括：

8、s11，获取蜡油原料；

9、s12，将用于加氢裂化反应的氢气分为两路，第一路氢气的体积比例为全部氢气的5-20％，第二路氢气的体积比例为全部氢气的80-95％；其中所述第一路氢气和所述第二路氢气分别用于形成第一介观态产物和第二介观态产物；

10、优选的，所述s2包括：

11、s21，所述蜡油原料经所述第一换热系统(3)预热到设定温度后与预热到设定温度的所述第一路氢气分别进入第一介观池(5)，在所述第一介观池(5)内所述蜡油原料与所述第一路氢气形成第一介观态产物；

12、s22，所述第一介观态产物进入所述第二介观池(6)，同时预热到设定温度的所述第二路氢气进入所述第二介观池(6)，在所述第二介观池(6)内完成氢气和蜡油之间动能向表面能的转换，从而使得氢气和蜡油转变成具有设定尺寸的氢气泡和油珠形成的第二介观态产物。

13、优选的，所述s3包括：

14、s31，所述第二介观态产物进入加热炉(7)后加热到预定的温度形成预热第二介观态产物；

15、s32，将所述预热第二介观态产物送入所述介观反应器(8)内设置的一个或多个催化剂床层(9)；

16、s33，所述介观反应器(8)内的待反应物料保持介观态通过所述催化剂床层(9)进行加氢裂化反应。

17、优选的，所述s4包括：

18、s41，所述加氢裂化反应后的物料离开所述介观反应器(8)进入所述气液分离系统(10)进行气液分离形成液相物料和富氢气相物料；

19、s42，液相物料进入分馏系统分馏后，相应馏分进入后序加工装置；

20、s43，富氢气相物料进入循环氢系统处理后氢气循环使用。

21、优选的，所述第二介观态产物进入所述介观反应器(8)的方式由工程设计依据工艺装置整体方案确定，为上进下出或下进上出的方式中的一种。

22、优选的，所述s33的所述催化剂床层(9)内装填裂化催化剂，所述裂化催化剂由加氢裂化剂和适量精制剂组成，然后按照催化剂装填方案在所述催化剂床层(9)内进行装填。

23、本发明的第二方面在于提供一种蜡油低压固定床介观加氢裂化的系统，包括：

24、原料输送泵(1)、氢气压缩机(2)、第一换热系统(3)、第二换热系统(4)、第一介观池(5)、第二介观池(6)、加热炉(7)、介观反应器(8)和气液分离系统(10)；其中：

25、蜡油原料由所述原料输送泵(1)抽出，将氢气分为两路，第一路氢气的体积比例为全部氢气的5-15％，第二路氢气的体积比例为全部氢气的80-95％；

26、所述蜡油原料经所述第一换热系统(3)预热到设定温度后与预热到设定温度的所述第一路氢气分别进入第一介观池(5)，在所述第一介观池(5)内所述蜡油原料与所述第一路氢气形成第一介观态产物；

27、所述第一介观态产物进入所述第二介观池(6)，同时预热到设定温度的所述第二路氢气进入所述第二介观池(6)，在所述第二介观池(6)内完成氢气和蜡油之间动能向表面能的转换，从而使得氢气和蜡油转变成1～500μm氢气泡和油珠形成的第二介观态产物；

28、所述第二介观态产物进入加热炉(7)后加热到预定的温度后进入到所述介观反应器(8)；所述介观反应器(8)包括一个或多个催化剂床层(9)；所述介观反应器(8)内的待反应物料保持介观态通过所述催化剂床层(9)内装填的裂化催化剂进行加氢裂化反应；

29、加氢裂化反应后的物料离开所述介观反应器(8)进入所述气液分离系统(10)进行气液分离，液相物料进入分馏系统分馏后，相应馏分进入后序加工装置，富氢气相物料进入循环氢系统处理后氢气循环使用。

30、优选的，针对不同的操作压力、不同氢油比和不同液体粘度，调整氢气辐射通道的孔径、纵横向气体粉碎器的几何参数、干扰器的几何参数以及气液混合分割器的几何参数，从而确定所述第一介观池(5)和第二介观池(6)的结构形式。

31、优选的，所述第一介观池(5)和第二介观池(6)分别为固蜡介观池ⅰ、固蜡介观池ii或固蜡介观池iii；其中：

32、所述固蜡介观池ⅰ的内部结构件包括壳体、进油圆孔(11)、氢气辐射通道(12)、气体粉碎器(13)和载板导流分向器(14)；适用条件包括：操作压力≤2mpa；氢油比在800:1内；催化剂层装、混装，介观态入注上下口均可；

33、所述固蜡介观池ii的内部结构件包括构件壳体(20)、进油椭圆孔(21)、氢气辐射通道(22)、气体粉碎器(23)、分割干扰器(24)和载板导流分向器(25)；适用条件包括：操作压力≤3mpa/5mpa；氢油比在1200:1内；催化剂层装、混装，介观态入注上下口均可；

34、所述固蜡介观池iii的内部结构件包括构件壳体、进油坡口孔(31)、氢气辐射通道(32)、气体粉碎器(33)、干扰器(34)和载板导流分向器(35)，所述防返流阻尼(30)具有7°～12°的导流倾角(301)；适用条件包括：操作压力≤5mpa/8mpa；氢油比在1500:1内；催化剂层装、混装，介观态入注上下口均可。

35、本发明的方法和系统的有益效果：

36、针对目前蜡油高压加氢裂化工艺，采用介观加氢新技术，使蜡油在1～8mpa低压下进行加氢裂化反应，实现降低反应压力、节能降耗、清洁、安全生产的目的。蜡油低压固定床介观加氢裂化的方法和系统依据能量转换和守恒定律，利用自主研发的介观池，使蜡油、氢气在一定的条件下进入介观池，在介观池内，运动的氢气流撞击蜡油，使油和气都呈微米级油珠和氢气泡，形成介观态。在这一过程中，氢气的动能转化为油珠和氢气泡的表面能，使油气接触面积扩大1000倍以上，提高了油气之间的传质效率，通过转变供氢方式，介观态物料增大了催化剂床层催化加氢裂化反应的供氢能力，实现了低压条件下在固定床反应器内进行蜡油加氢裂化反应，达到降低反应压力的目的。