CN102443435A

CN102443435A - 一种使用分隔板式反应器的重油加氢方法

Info

Publication number: CN102443435A
Application number: CN2010105092730A
Authority: CN
Inventors: 杨秀娜; 高景山; 齐慧敏; 彭德强; 王海波; 李欣; 王岩
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明公开了一种使用分隔板式反应器的重油加氢方法，包括如下内容：在反应器内设置垂直方向的隔板，重油原料和氢气进入反应器底部隔板的一侧进行上流式加氢反应，上流式反应后的物料进入加氢反应器另一侧进行下流式加氢反应，下流式加氢反应流出物排出反应器后进入分离***。本发明方法将上流式反应区与下流式反应区结合为一体，节省设备投资。本发明方法适用于沥青质含量较高的重烃原料的加氢过程，可以有效延长催化剂的使用寿命，加氢产物杂质含量低，装置的经济效益高。

Description

一种使用分隔板式反应器的重油加氢方法

技术领域

本发明涉及一种重油原料的加氢处理方法，特别是涉及一种固定床高沥青质、高金属含量的渣油加氢处理方法。

背景技术

目前世界正面临着原油变重变劣的趋势，加上环保法规要求的日益严格和市场对重质燃料油的需求量逐步减少，对轻质油品的需要量大幅增加，为了追求炼厂效益的最佳化，炼油企业纷纷进行渣油的深度加工及转化。尽管渣油沸程高，粘度大，杂质多而难于加氢，但用加氢法加工渣油的优点十分突出，不但能大量脱去渣油中金属、硫、氮等有害杂质，还能使重、渣油裂解成为高价值的低沸点组分，而且产品收率高、质量好、环保效果好，因此渣油加氢技术正在越来越被炼厂重视，并已成为一些新型炼厂的关键装置。

渣油加氢技术主要有固定床、沸腾床、移动床和悬浮床四种形式，其中沸腾床、移动床和悬浮床工艺的投资较高，操作难度大，装置稳定性差。固定床工艺具有催化剂加氢活性高、生成油杂质含量低、质量高等优点，但操作周期过短，在运转过程中，金属和焦炭沉积使催化剂逐渐失活，同时渣油中的杂质和腐蚀产物沉积使床层堵塞，催化剂床层的压降逐渐升高，最后导致装置被迫停工。为了解决渣油加氢装置的床层堵塞问题，各国专利都采取了各种措施来延长催化剂的运转周期，其中上流式反应器(Up-Flow Reactor，以下简称UFR)在一定程度上克服了固定床加氢处理的这一缺点，采用油气自下而上通过催化剂床层的气液流动方式，使催化剂床层处于微膨胀状态，减缓催化剂失活和催化剂床层压降升高的速度。

CN2181503提出了一种重质油上流式减粘裂化反应器，主要是对反应器内构件进行了改进和优化，改变反应器内流体流态。该反应器内部结构复杂，造价高，且得到的产品没有经过精制，杂质含量高。

CN101412924公开了一种联合加氢工艺方法，原料油与氢气首先通过第一反应区进行裂化，将产物分离得到气相与劣质柴油混合进入第二反应区进行加氢改质反应，第二反应区生成物与其它来源柴油原料混合进入第三反应区加氢精制反应，气液分离得到的液体经汽提后得到加氢石脑油和加氢柴油。该方法能够实现劣质柴油加氢改质和柴油加氢精制，得到合格产品，但设备数量多，流程复杂。

发明内容

本发明的目的在于改善上流式反应器和下流式反应器单独使用存在的不足，提供一种使用分隔板式反应器的重油加氢方法，本发明重油加氢方法将上流式和下流式反应过程有机结合起来，充分发挥各自优势，与上流式反应器和下流式固定床反应器串联工艺相比，具有工艺简单，设备规模小等优点。

本发明使用分隔板式反应器的重油加氢方法，包括如下内容：在反应器内设置垂直方向的隔板，重油原料和氢气进入反应器底部隔板的一侧进行上流式加氢反应，上流式反应后的物料进入加氢反应器另一侧进行下流式加氢反应，下流式加氢反应流出物排出反应器后进入分离***。

本发明方法中，上流式加氢反应流出物可以通过管线排出反应器后再返回反应器进行下流式加氢反应；也可以在反应器内隔板顶部设置开口，上流式加氢反应流出物从隔板开口处进入另一侧进行下流式加氢反应。分隔板可以根据需要调整位置，可以在中间，也可以偏离中间位置，优选距离下流式加氢反应侧1/2-3/4处(按反应器直径计)。

本发明方法中，上流式加氢反应区和下流式加氢反应区可以设置一个催化剂床层，也可以设置两个或两个以上催化剂床层。催化剂可以根据原料的性质及产品要求，选择本领域市售商品催化剂，也可以根据本领域现有方法制备。催化剂一般以多孔耐熔氧化物如氧化铝、氧化硅、无定形硅铝、分子筛等一种或几种为载体，以W、Mo、Ni、Co中的一种或几中为活性组分，同时可以含有适宜的助剂，如Ti、Zr、P、B等。不同的催化剂床层可以使用相同的催化剂，也可以使用不同的催化剂。优选为，上流式加氢反应区的催化剂中以氧化物重量计含Mo和/或W 0.5％-15％，含Co和/或Ni 0.3％-8％；下流式加氢反应区的催化剂含W、Ni、Co、Mo中的一种或其组合，以氧化物重量计的活性金属的含量为15％-40％。

本发明方法中，重油原料可以是重质原油、常压渣油或减压渣油等，或者是它们的混合物。

本发明方法中，上流式加氢反应区反应条件一般为：反应温度为300-420℃；反应压力为8.0-17.0MPa；液时体积空速为0.5-2h^-1；氢油体积比为500∶1-1500∶1。下流式加氢反应区的反应条件一般为：反应温度为300-420℃；反应压力为8.0-17.0MPa；液时体积空速为0.1-1.5h^-1；氢油体积比为500∶1-1500∶1。液时体积空速是指：原料油进料体积流速与该反应区催化剂体积之比。上流式加氢反应区的反应条件与下流式加氢反应区的反应条件可以相同，也可以不同，根据原料性质及反应要求具体确定。

本发明所述的反应器中，上流式反应区原料油与氢气混合后向上流动，可以使催化剂轻微向上膨松，从而使催化剂颗粒之间不易被结焦堵塞，延长了工业装置的运转周期。本发明适用于重油原料，尤其适用于普通固定床渣油加氢技术不能处理的高金属、高残炭、高沥青质含量的渣油加氢转化。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、可以处理高金属、高沥青质含量的渣油，渣油加氢装置通过上流式反应区和下流式反应区的组合，能避免金属沉积造成的固定床加氢催化剂活性下降和固定床加氢催化剂床层堵塞等问题，有效减缓固定床催化剂床层压降的上升速度，从而实现装置的长周期运转；

2、上流式反应区的方式提高了反应器中大分子的返混程度，提高了大分子物质的传质速度，有利于大分子物料的加氢转化，降低大分子物质结焦的可能性，有利于提高装置的运转周期；

3、通过先进行上流式再进行下流式反应，得到的产品质量好，并且能够通过改变操作条件使产品方案灵活；

4、将上流式反应和下流式反应两者有机结合到一起，不但可以使两个反应形成良好的配合，同时在处理规模相同的条件下，可以大大减少设备投资，提高装置的经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例中所采用的工艺流程示意图。

其中：1-重油原料，2-氢气，3-上流式反应流出物，4-补充氢气，5-下流式反应入口物料，6-下流式反应流出物，7-上流式反应区冷却氢气，8-下流式反应区冷却氢气。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明：

渣油原料和氢气被加热到所需反应温度后，输送至反应器底部一侧，以上流式进入催化剂床层发生加氢反应，床层间可以注入冷氢控制反应温度；上流式反应区反应产物流出后与补充氢气混合后输送至反应器的顶部另一侧，进行下流式加氢反应，床层间注入冷氢控制反应温度，下流式加氢反应区反应流出物排出反应***，进入分离***进行分离处理。

实施例1

下面结合实施例对本技术发明方案进行详细说明，但本发明不受下述实施例的限制。

实施例所用的原油是一种劣质渣油，其性质见表1所示，所用的上流式加氢催化剂A性质见表2所示，下流式加氢催化剂B性质见表3所示，反应条件见表4所示，产品性质见表5所示。

在试验过程中，该方法能够有效地防止催化剂床层的结焦堵塞。从试验结果来看，该方法可以有效的脱除重烃原料中的中的硫、氮以及金属，得到的产品质量好，为一种经济合理而又能保证长周期运转的处理重烃类原料的工艺方法。

表1渣油原料的主要性质

原料性质
		硫，wt％	4.2
氮，wt％	0.19
		康氏残炭，wt％	18
Ni，μg/g	45
		V，μg/g	27

表2上流式反应侧催化剂性质

	催化剂A
		金属组成
CoO，wt％	1.5
		NiO，wt％	7.0
MoO₃，wt％	15
		WO₃，wt％	1.5
性质

比表面，m²/g	140
		孔容，ml/g	0.75
孔分布
		5-10nm	15
10-20nm	15
		＞20nm	70

表3下流式反应器催化剂性质

	催化剂B
		金属组成
CoO，wt％	2.5
		NiO，wt％	15
MoO₃，wt％	12.5
		性质
比表面，m²/g	175
		孔容，ml/g	0.8
孔分布
		5-10nm	15
10-20nm	30
		＞20nm	45

表4反应条件

反应条件	上流式反应侧反应条件	下流式反应侧反应条件
			反应温度，℃	390	370
氢分压，MPa	15	15
			氢油比，v/v	1000	1000
液时体积空速，h^-1	1.0	1.5

表5渣油加氢产品主要性质

产品性质	加氢产品
		硫，wt％	0.54
氮，wt％	0.03
		康氏残炭，wt％	0.3
Ni，μg/g	2
		V，μg/g	0

Claims

1.一种使用分隔板式反应器的重油加氢方法，其特征在于包括如下内容：在反应器内设置垂直方向的隔板，重油原料和氢气进入反应器底部隔板的一侧进行上流式加氢反应，上流式反应后的物料进入加氢反应器另一侧进行下流式加氢反应，下流式加氢反应流出物排出反应器后进入分离***。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：上流式加氢反应流出物通过管线排出反应器后再返回反应器进行下流式加氢反应。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：在反应器内隔板顶部设置开口，上流式加氢反应流出物从隔板开口处进入另一侧进行下流式加氢反应。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：上流式加氢反应区和下流式加氢反应区设置一个催化剂床层，或者设置两个或两个以上催化剂床层。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：上流式加氢反应区和下流式加氢反应区的催化剂以多孔耐熔氧化物为载体，以W、Mo、Ni、Co中的一种或几中为活性组分。

6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：上流式加氢反应区的催化剂中以氧化物重量计含Mo和/或W 0.5％-15％，含Co和/或Ni 0.3％-8％。

7.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：下流式加氢反应区的催化剂含W、Ni、Co、Mo中的一种或其组合，以氧化物重量计的活性金属的含量为15％-40％。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：上流式加氢反应区反应条件为：反应温度为300-420℃；反应压力为8.0-17.0MPa；液时体积空速为0.5-2h^-1；氢油体积比为500∶1-1500∶1。

9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：下流式加氢反应区的反应条件为：反应温度为300-420℃；反应压力为8.0-17.0MPa；液时体积空速为0.1-1.5h^-1；氢油体积比为500∶1-1500∶1。

10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：重油原料可以是重质原油、常压渣油或减压渣油等，或者是它们的混合物。