一种烃油加氢处理装置及其应用方法与流程

本发明涉及石油化工领域的反应装置及反应方法，更具体地说，涉及 一种烃油加氢处理反应装置及其操作控制方法。

背景技术：

1、加氢处理技术能够有效脱除石油化工产品中的s、n、o、金属、残炭 等杂质，饱和或部分饱和烃类产品中的芳烃、烯烃、二烯烃，以及实现烃 类分子的异构化、环化、芳构化、裂化等反应过程，在石油化工生产过程 中具有非常重要的作用。

2、目前加氢处理过程大多采用传统的滴流床技术。由于加氢过程大多为 强放热，而为了反应取热以控制反应器温度，以及出于抑制催化剂积碳等 副反应的考虑，常规采用的方法是氢气大量循环，此方法需要配备复杂的 循环氢系统，相应的反应器体积也较大，势必增大装置投资以及操作能耗。

3、为了克服上述滴流床加氢技术所存在的不足，有技术研究人员提出了 液相加氢技术，它是将氢气溶解于原料油中来满足加氢反应所需氢气，并 通过液体循环以溶解足量的氢气，以满足加氢反应的需要，其反应在液相 条件下进行。液相加氢工艺技术节省了循环压缩机系统、高分系统及其相 应设备，可以大大节约投资和能耗。同时由于液相加氢工艺技术可以消除 催化剂的润湿因子影响，而且循环油的比热容大，从而提高催化剂的利用效率，大大降低反应器的温升，降低裂化等副反应。

4、液相加氢的主要难点在于氢气的溶解与补充。美国专利us6213835、 us6428686公开了一种加氢处理方法，将新鲜原料及稀释剂先与大量氢气 混合，所述的稀释剂是指对氢气具有较高溶解度的物质，如循环的加氢裂 化产物等，然后将得到混合物经气液分离装置分离出多余的气体后进入反 应器中与催化剂接触并进行反应。中国专利cn101280217a、cn105647577a和cn101787305a也采用的是类似的流程，但针对反应器 前的预混氢过程可采用不同的方法，如cn105733662a提出采用微气泡发 生器，cn103773441a所用混合器选自旋涡混合器、静态混合器、或射流 混合器，cn103666547a则是将氢气通过平均孔径为纳米尺寸的通孔注入 烃油中，实现氢气高度分散并以较快的速度溶解在烃油中。

5、上述两种不同技术中，滴流床技术为了控制反应热，通常需要较大的 氢气循环量，装置能耗相对较高，但同时也因为操作过程中流体流速快、 液膜传质阻力小等特点，因而具有较高的传质和反应效率。液相加氢技术 则不需要气体压缩机，反应器体积小，并且通过采用液相主体吸热，反应 温升较小，但同时也有液相传质阻力大、一次氢气溶解量无法满足化学消 耗等不足，从而影响其应用范围。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是针对现有滴流床以及液相加氢过程存在的 问题，提供一种分段式烃油加氢处理装置及其应用方法。

2、第一方面，本发明提供一种烃油加氢处理装置，包括混氢罐、第一反 应器、第二反应器和气液分离设备，其中混氢罐设有液相入口和气相入口，混氢罐底部出口与第一反应器底部入口连通，第一反应器内设置至少一段 催化剂床层，第一反应器顶部出口、补充氢气管线与第二反应器顶部入口 连通，第二反应器底部出口连通气液分离设备，第二反应器内设有催化剂 床层。

3、第二方面，本发明提供一种烃油加氢处理方法，采用上述的烃油加氢 处理装置，氢气由气相入口、烃油原料由液相入口进入混氢罐，在混氢罐内烃油液滴与氢气接触达到溶氢饱和；溶氢饱和的烃油在混氢罐底部汇聚 后进入第一反应器中，烃油作为连续相与催化剂接触发生加氢反应，第一 反应器顶部出口排出的烃油与补充的氢气混合后，由顶部进入第二反应器， 其中，氢气为连续相，烃油以滴流形式与催化剂接触进一步加氢反应，得到加氢处理后的烃油。

4、本发明提供的烃油加氢处理反应装置及应用方法的有益效果为：

5、与现有技术相比，本发明提供的分段式烃油加氢处理装置将液相加氢 反应器与滴流床加氢反应器相结合，应用于烃油加氢反应工艺，方便控制 两段加氢反应的操作条件，通过控制两段反应深度和反应放热，降低滴流 床反应段放热量，降低了反应温升，从而减小冷却循环氢气使用量，提高 传质以及反应效率。

技术特征：

1.一种烃油加氢处理装置，其特征在于，包括混氢罐、第一反应器、第二反应器和气液分离设备，其中混氢罐设有液相入口和气相入口，混氢罐底部出口与第一反应器底部入口连通，第一反应器内设置至少一段催化剂床层，第一反应器顶部出口、补充氢气管线与第二反应器的顶部入口连通，第二反应器底部出口连通气液分离设备，第二反应器内设有催化剂床层。

2.按照权利要求1所述的烃油加氢处理装置，其特征在于，所述的混氢罐内还设有压力检测设备和液位检测设备；所述的压力检测设备信号通过控制系统与气相入口管线上的流量调节阀连锁以调节混氢罐内压力，所述的液位检测设备信号通过控制系统与第一反应器顶部出口管线上的流量调节阀连锁以调节混氢罐内液面高度。

3.按照权利要求1所述的烃油加氢处理装置，其特征在于，所述的液相入口设置于混氢罐顶部，与设置在混氢罐内部的喷淋式液体分布器连通，所述的气相入口连通气体分布器；

4.按照权利要求1所述的烃油加氢处理反应装置，其特征在于，所述的混氢罐的高径比为2-5：1，第一反应器的高径比为10-30：1，所述的混氢罐与第一反应器的内径比为0.2-1.0：1，第二反应器的高径比为15-40：1。

5.按照权利要求1-4中任一种所述的烃油加氢处理装置，其特征在于，第一反应器内设置两段以上催化剂床层，中间氢气管线与设置在相邻催化剂床层之间的中间气体分布器连通；

6.一种烃油加氢处理方法，采用权利要求1-5中任一项所述的烃油加氢处理装置，氢气由气相入口、烃油原料由液相入口进入混氢罐，在混氢罐内烃油液滴与氢气接触达到溶氢饱和；溶氢饱和的烃油在混氢罐底部汇聚后由底部进入第一反应器中，烃油作为连续相与催化剂接触发生加氢反应，第一反应器顶部出口排出的烃油与补充的氢气混合后，由顶部进入第二反应器，其中，氢气为连续相，烃油以滴流形式与催化剂接触进行加氢反应，得到加氢处理后的烃油。

7.按照权利要求6所述的烃油加氢处理方法，其特征在于，氢气经气相入口进入所述的混氢罐中，烃油原料经喷淋式液体分布器被分散成直径小于1.0mm的液滴，与氢气接触直至溶解的氢气饱和；

8.按照权利要求6所述的烃油加氢处理方法，其特征在于，第一反应器内设置两段以上的催化剂床层，氢气经中间氢气管线送入相邻的两段催化剂之间，经中间气体分布器分布为微小气泡进入烃油中补充反应消耗。

9.按照权利要求6所述的烃油加氢处理方法，其特征在于，第一反应器和第二反应器的操作条件为：反应温度为150℃～500℃，压力为1.0～25mpa，烃油总体积空速为0.1～20h-1，总氢油体积比为50～600，总化学反应氢耗为0.2wt％～5.0wt％；

10.按照权利要求6所述的烃油加氢处理方法，其特征在于，所述的烃油原料选自航煤、柴油、vgo和渣油中的一种或几种的混合物。

11.按照权利要求6-10中任一种所述的烃油加氢处理方法，通过第一反应器和第二反应器的操作条件控制第一反应器内完成总反应转化的60％～95％，第二反应器完成总转化反应的5％～40％。

技术总结一种烃油加氢处理装置及其应用方法，所述的装置包括混氢罐、第一反应器、第二反应器和气液分离设备，其中混氢罐设有液相入口和气相入口，混氢罐底部出口与第一反应器底部入口连通，第一反应器内设置至少一段催化剂床层，第一反应器顶部出口管线、补充氢气管线与第二反应器顶部入口连通，第二反应器底部出口连通气液分离设备，第二反应器内设有催化剂床层。本发明提供的烃油加氢处理装置应用于烃油加氢反应工艺，方便控制两段加氢反应的操作条件，通过控制两段反应深度和反应放热，降低滴流床反应段放热量，降低了反应温升，从而减小冷却循环氢气使用量，提高传质以及反应效率。技术研发人员：赵爽,秦娅,袁清,李庚鸿,陶文君,黄涛受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/8