一种用于油相加氢的系统装置和油相加氢方法与流程

本发明涉及炼油化工，具体涉及一种用于油相加氢的系统装置和油相加氢方法。

背景技术：

1、目前，油相加氢主要有渣油、汽柴油、蜡油、润滑油加氢等，其中渣油加工技术是所有石油炼制过程不可或缺的过程，渣油加工主要有溶剂脱沥青、减黏裂化、焦化、催化裂化和加氢等。其中渣油加氢技术具有很强的原料适应性和操作灵活性，是实现渣油资源清洁高效利用的重要技术手段。

2、如cn103131470a公开了一种渣油加氢处理方法；渣油原料与经过加氢预处理的催化裂化回炼油混合，和任选的分离出固体粉尘的催化裂化油浆从反应器底部进入上流式反应器，与上流式加氢催化剂接触进行加氢处理反应，反应后物i依次进入串联设置的3-6个滴流床反应器，反应物ⅱ在热高压分离器中进行气液分离，液相物料经过分馏系统后得到加氢渣油作为催化裂化装置进料，气相物料与催化裂化装置的回炼油混合进入催化裂化回炼油加氢预处理反应器，物料iii进行气液分离，气相经脱除烃类、硫化氢和氨杂质后上流式反应器，液相经过加氢预处理后与渣油原料混合。

3、相比于其它渣油加氢技术，固定床加氢处理技术的投资和操作费用低，运行安全简单，是迄今为止工业应用最多和技术最成熟的渣油加氢技术。固定床加氢过程中，反应器内氢气气相和渣油液相混合流经催化剂床层，氢气、渣油、催化剂需在气-液-固三相界面处进行加氢反应。但由于氢气在渣油中溶解度较低，以及渣油流动性较差，氢气与渣油很难混合均匀，进而造成催化剂床层中气液相分布不均匀等问题，渣油加氢的反应过程的传质速率比本征反应速率慢得多，传质过程是加氢反应速率的控制步骤，催化反应速率较低。因此，渣油加氢反应过程需在高温、高压等苛刻条件下进行，能耗物耗巨大。

4、综上可知，当前针对渣油的固定床催化加氢过程仍存在加氢反应速率低，反应压力高，杂质脱除效果差的问题。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于油相加氢的系统装置和油相加氢方法，以解决现有针对油相的固定床催化加氢过程仍存在加氢反应速率低，反应压力高，杂质脱除效果差的问题。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种用于油相加氢的系统装置，所述用于油相加氢的系统装置包括氢气输送单元、原料油输送单元、加热单元、混氢单元、加氢反应单元和分离单元；

4、所述加氢反应单元包括依次连接的第一加氢子单元和第二加氢子单元，所述第一加氢子单元的相邻催化剂床层之间设置有混氢内构件；

5、所述混氢内构件为双层管构件，内层管上设置有直径为0.0001-1mm的孔，外层管上设置有直径为1-100mm的孔，外层管的顶部设置有气液分散导流片；

6、所述氢气输送单元的第一出料口与所述加热单元相连接；

7、所述原料油输送单元的物料出口与所述加热单元相连接；

8、所述氢气输送单元的第二出料口与所述混氢单元的进气口相连接；

9、所述氢气输送单元的第三出料口与所述混氢内构件的进气口相连接；

10、所述加热单元、混氢单元、加氢反应单元和分离单元依次连接；

11、所述分离单元的第一物流口与氢气输送单元的总氢管相连接。

12、本发明提供的用于油相加氢的系统装置，通过采用特定的混氢内构件使氢气以微气泡形态高效分散并溶解在油相中，达到氢气、渣油、催化剂的气-液-固三相界面高效接触，进而大幅强化加氢反应过程，相比于传统油相滴流床加氢技术，该加氢方案可以提高油相加氢反应速率，降低反应压力，提高加氢产物硫、氮、金属和残炭等杂质脱除效率，对炼厂节能减排，提质增效具有重大意义。

13、作为本发明优选的的技术方案，所述氢气输送单元包括依次连接的氢气供给设备、压缩设备和第一过滤设备；

14、优选地，所述分离单元的第一物流口与第一过滤设备之后的总氢管相连接。

15、作为本发明优选的的技术方案，所述原料油输送单元包括依次连接的原料液供给设备、输送缓冲设备、第二过滤设备和第一泵；

16、优选地，所述第一泵的物料出口与加热单元相连接。

17、作为本发明优选的的技术方案，所述第二加氢子单元包括至少3组依次连接的混氢设备和加氢反应设备；

18、优选地，所述氢气输送单元的第四出料口与混氢设备相连接。

19、作为本发明优选的的技术方案，所述加氢反应单元和分离单元通过气泡聚并设备相连接。

20、作为本发明优选的的技术方案，所述分离单元包括第一分离器、第二分离器和第三分离器；

21、优选地，所述气泡聚并设备的物料出口与第一分离器的物料进口相连接；

22、优选地，所述第一分离器的第一物料出口与所述第二分离器的物料进口相连接；

23、优选地，所述第二分离器的第一物料出口与氢气输送单元的总氢管相连接；

24、优选地，所述第一分离器的第二物料出口和第二分离器的第二物料出口均与第三分离器的物料进口相连接；

25、优选地，所述第三分离器的第一物料出口与分馏系统相连接；

26、优选地，所述第三分离器的第二物料出口与气体回收系统相连接。

27、第二方面，本发明提供了一种油相加氢方法，所述油相加氢方法包括将油相和氢气采用如第一方面用于油相加氢的系统装置进行加氢反应。

28、作为本发明优选的的技术方案，所述油相加氢方法包括：将预热后氢气和预热后油相进行混合后进行催化加氢，得到加氢重油。

29、作为本发明优选的的技术方案，所述油相加氢方法所针对油相包括柴油、蜡油、润滑油、煤油、渣油或重整生成油中的1种或至少2种的组合。

30、优选地，所述油相加氢方法所针对油相的为重油和/或渣油。

31、作为本发明优选的的技术方案，所述预热后氢气的温度为300-350℃；

32、优选地，所述预热后油相的温度为300-350℃；

33、优选地，所述催化加氢中氢气和油相的体积比为(10-1000):1；

34、优选地，所述催化加氢的体积空速为0.1-2.5h-1；

35、优选地，所述催化加氢的反应压力为10-20mpa；

36、优选地，所述催化加氢的反应温度为320-450℃。

37、与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：

38、本发明提供的氢油介尺度混合强化油相加氢系统方法，可大幅强化氢气、渣油、催化剂的气-液-固三相界面加氢反应特性，提高催化剂利用率，降低反应温度、压力和氢油比，装置能耗物耗得到大幅下降，具有装置运行安全性能高、投资成本低的优势，所得渣油产品中硫质量百分含量≤0.382％，总氮含量≤756μg/g，残炭质量百分含量≤4.1％，金属(ni+v)的含量≤7.2μg/g。

技术特征：

1.一种用于油相加氢的系统装置，其特征在于，所述用于油相加氢的系统装置包括氢气输送单元、原料油输送单元、加热单元、混氢单元、加氢反应单元和分离单元；

2.如权利要求1所述用于油相加氢的系统装置，其特征在于，所述氢气输送单元包括依次连接的氢气供给设备、压缩设备和第一过滤设备；

3.如权利要求1或2所述用于油相加氢的系统装置，其特征在于，所述原料油输送单元包括依次连接的原料液供给设备、输送缓冲设备、第二过滤设备和第一泵；

4.如权利要求1-3任一项所述用于油相加氢的系统装置，其特征在于，所述第二加氢子单元包括至少3组依次连接的混氢设备和加氢反应设备；

5.如权利要求1-4任一项所述用于油相加氢的系统装置，其特征在于，所述加氢反应单元和分离单元通过气泡聚并设备相连接。

6.如权利要求1-5任一项所述用于油相加氢的系统装置，其特征在于，所述分离单元包括第一分离器、第二分离器和第三分离器；

7.一种油相加氢方法，其特征在于，所述油相加氢方法包括将油相和氢气采用如权利要求1-6任一项用于油相加氢的系统装置进行加氢反应。

8.如权利要求7所述油相加氢方法，其特征在于，所述油相加氢方法包括：将预热后氢气和预热后油相进行混合后进行催化加氢，得到加氢重油。

9.如权利要求8所述油相加氢方法，其特征在于，所述油相加氢方法所针对油相包括柴油、蜡油、润滑油、煤油、渣油或重整生成油中的1种或至少2种的组合；

10.如权利要求8或9所述油相加氢方法，其特征在于，所述预热后氢气的温度为300-350℃；

技术总结本发明涉及一种用于油相加氢的系统装置和油相加氢方法，包括氢气输送单元、原料油输送单元、加热单元、混氢单元、加氢反应单元和分离单元；加氢反应单元包括依次连接的第一加氢子单元和第二加氢子单元，第一加氢子单元的相邻催化剂床层之间设置有混氢内构件；混氢内构件为双层管构件，内层管上设置有直径为0.0001‑1mm的孔，外层管上设置有直径为1‑100mm的孔，外层管的顶部设置有气液分散导流片，通过采用混氢内构件使氢气以微气泡形态高效分散并溶解在油相中，达到氢气、油相、催化剂的气‑液‑固三相界面高效接触，进而大幅强化加氢反应提高油相加氢反应速率，降低反应压力，提高加氢产物硫、氮、金属和残炭等杂质脱除效率。技术研发人员：苏梦军,朱元宝,辛靖,卢德庆,宋宇,吕艳艳,李京芳,吴冲冲,王连英受保护的技术使用者：中国海洋石油集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/21