CN206872743U - 一种烃油预处理装置以及一种烃油加氢处理*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及烃油加氢处理技术领域，公开了一种烃油预处理装置，该装置包括纤维膜接触反应单元、混合单元以及预加氢处理单元。本实用新型还公开了一种烃油加氢处理***，该***包括烃油原料预处理装置以及主加氢装置，所述主加氢装置用于对预处理装置输出的产物进行加氢处理。根据本实用新型的烃油预处理装置，能有效地降低烃油中的金属杂质以及机械杂质的含量，特别适用于对渣油这样的劣质原料进行预处理，从而有效地抑制渣油固定床加氢反应器催化剂床层压降的升高，延长渣油固定床加氢反应器的稳定运行周期，并提高装置的运行安全性，降低装置的运行成本。

Description

一种烃油预处理装置以及一种烃油加氢处理***

技术领域

本实用新型涉及烃油加氢处理技术领域，具体地，本实用新型涉及一种烃油预处理装置，本实用新型还涉及一种烃油加氢处理***。

背景技术

近年来，随着原油重质化、劣质化趋势的加剧，原油加工难度增大，轻质油品收率降低，使得全球炼油业的焦点都转移到重油加工及充分利用上来。

渣油加氢技术由于其可大大改善重油性质，并直接得到部分性质优良的轻质产品，总液体收率高，作为一种重油深度加工和重油轻质化的新技术而受到广泛关注。由于渣油中残留了原油的大部分硫、氮、几乎全部的金属、胶质、沥青质等有害杂质和非理想组分，其平均分子量大、粘度高、密度大、残碳高、氢碳比低，因此在对渣油原料进行固定床加氢处理的过程中，渣油原料中的金属杂质(如Fe、Ca、V、Ni等)，特别是Fe以及机械杂质很容易沉积在催化剂的表面以及催化剂颗粒之间的空隙中，一方面堵塞催化剂孔口，导致催化剂失活，另一方面造成催化剂床层压力降快速升高，使装置频繁停工以更换催化剂，从而大大降低了工业装置的使用效率和催化剂的寿命，经济效益降低。

工业生产证实，渣油加氢固定床反应器催化剂床层压降上升主要是由于渣油原料中的机械杂质(Fe、Ca、Na、油泥和铁锈等)、焦粉以及胶质、沥青质等聚合物进入反应器，在催化剂床层中沉积结垢，部分具有生焦倾向的复杂混合物在高温下发生自由基或非自由缩合反应，沉积在催化剂表面的金属又会催化加剧这种缩合反应的发生，使催化剂床层生焦、堵塞。

渣油固定床加氢工艺过程中，催化剂除结焦失活外，原料中金属钠的毒化作用、重金属(主要是Ni和V)硫化物的沉积也是造成其失活的主要因素，并且这种失活是不可逆的。

结焦和不可逆的毒化、金属沉积引起的失活，使渣油加氢催化剂使用寿命很短，一般只有6个月到1年的时间，并且不能再生利用。因此，如何防止金属沉积、结焦而导致催化剂活性降低、反应床层堵塞，延长渣油加氢装置的运转周期，就成了渣油加氢技术发展亟需解决的核心问题。

CN1393515A公开了一种重渣油加氢处理方法，该方法在原渣油加氢反应***的第一个反应器的催化剂床层中增设一个或多个与原床层相同的催化剂床层，同时在每个新增的催化剂床层上开设一个新的进料口，在装置开工初期采用原料的进料口进料，当第一反应器催化剂床层压降增大到压降上限，依次改用下一个进料口进料，其中，新进料口与原进料口原料的操作条件相同。但是，该方法的缺点是增加了设备投资及催化剂装填量，并且在高压设备上增设进料口，降低了装置的运行安全性。

CN102311786A公开了一种延长装置运转周期的渣油加氢处理方法，包括：在加氢转化条件下，原料渣油与氢气的混合物通过至少一个含有渣油加氢处理催化剂的加氢反应器；在渣油加氢处理催化剂的稳态失活阶段，将原料渣油切换为含有硫化剂的馏分油，并使该馏分油与氢气的混合物反向通过所述的加氢反应器，进行湿法硫化，每次硫化的注硫量为催化剂总重量的1.0％-5.0％，注硫完毕后再切换为正常的工艺流程和原料油；所述的硫化次数为至少一次，每两次硫化的间隔时间为1500-3000小时。但是，该方法增加了装置的操作复杂性，使用过多的高温高压阀门，降低了装置的安全性。

CN1335368A公开了一种重、渣油加氢处理方法，包括：重、渣油原料首先经过预处理，然后与氢气混合，经过加热达到所需反应温度后，进入渣油加氢反应***中进行反应，反应物进入分离***进行分离，其中，所述的预处理过程是重渣油原料经过换热达到所需温度后，进入装有吸附过滤剂的吸附过滤***进行过滤，所述吸附过滤的操作条件为：温度100-320℃，液时体积空速是2.0-8.5h^-1，操作压力0.1-0.3MPa。但是，该法存在吸附剂的用量大且停工置换频繁的缺点。

综上所述，现有的渣油固定床加氢工艺仍然存在金属杂质和垢物沉积，使得催化剂床层压降升高快，装置运转周期短的不足。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种烃油预处理装置，采用该装置对烃油(特别是渣油)进行预处理，能有效地降低烃油中的金属杂质以及其它机械杂质含量，经预处理的烃油作为固定床加氢处理工艺的原料油，能有效地抑制催化剂床层压降升高过快的不足，延长装置的稳定运行周期。

根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提供了一种烃油预处理装置，该装置包括纤维膜接触反应单元、混合单元以及预加氢处理单元，

所述纤维膜接触反应单元包括至少一个纤维膜接触反应子单元、以及至少一个油水分离子单元，所述纤维膜接触反应子单元用于接受烃油原料，并将所述烃油原料与脱金属剂接触，所述油水分离子单元用于将纤维膜接触反应子单元输出的液体混合物进行油水分离，分别得到油相和水相；

所述混合单元用于将油水分离子单元输出的油相与氢气混合，所述混合单元包括至少一个混合器，所述混合器包含至少一个气体通道和至少一个液体通道，所述气体通道和所述液体通道之间通过一构件邻接，所述构件的至少部分为有孔区，所述有孔区具有平均孔径为纳米尺寸的通孔，所述气体通道用于容纳所述氢气，所述液体通道用于容纳所述油相，所述氢气能够通过所述平均孔径为纳米尺寸的通孔而被注入所述油相中；

所述预加氢处理单元包括液相预加氢反应器，用于将混合单元输出的气液混合物与具有催化加氢脱金属作用的催化剂接触，进行液相预加氢反应。

根据本实用新型的第二个方面，本实用新型提供了一种烃油加氢处理***，该***包括烃油原料预处理装置以及主加氢装置，所述主加氢装置用于对预处理装置输出的产物进行加氢处理，其中，所述烃油原料预处理装置为本实用新型第一个方面所述的预处理装置。

根据本实用新型的烃油预处理装置，能有效地降低烃油中的金属杂质以及机械杂质的含量，特别适用于对渣油这样的劣质原料进行预处理，从而有效地抑制渣油固定床加氢反应器催化剂床层压降的升高，延长渣油固定床加氢反应器的稳定运行周期，并提高装置的运行安全性，降低装置的运行成本。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。

图1用于说明本实用新型优选采用的混合装置的结构示意图。

图2用于说明根据本实用新型的烃油加氢处理***的一种优选的实施方式。

附图标记说明

1：用于邻接气体通道和液体通道的构件

2：壳体 3：气体物料入口

4：液体物料入口 5：液体物料出口

201：烃油 203：脱金属剂水溶液

204：纤维膜接触反应器 205：油水分离罐

206：固体沉淀物 207：水相

208：混合器 209：氢气

210：预加氢反应器 211：液体产物

212：主加氢反应器 213：循环氢

221：泵 222：泵

具体实施方式

以下对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提供了一种烃油预处理装置，该装置包括纤维膜接触反应单元、混合单元以及预加氢处理单元。

所述纤维膜接触反应单元包括至少一个纤维膜接触反应子单元、以及至少一个油水分离子单元，所述纤维膜接触反应子单元用于接受烃油原料，并将所述烃油原料与脱金属剂接触，所述油水分离子单元用于将纤维膜接触反应子单元输出的液体混合物进行油水分离，分别得到油相和水相。

所述纤维膜接触反应单元中，所述纤维膜接触反应子单元的数量可以为一个或两个以上。在所述纤维膜接触反应子单元的数量为两个以上时，可以共用油水分离子单元，即将各纤维膜接触反应子单元输出的液体混合物分别送入油水分离子单元中进行油水分离；也可以设置与纤维膜接触反应子单元数量相当的油水分离子单元，每个纤维膜接触反应子单元对应一个油水分离子单元。

所述纤维膜接触反应子单元包括至少一个纤维膜接触反应器，所述纤维膜接触反应器由上至下依次包括进料端、以及设置有纤维丝的传质空间。

所述纤维膜接触反应器的进料端用于接收烃油和脱金属剂，并将烃油和脱金属剂送入传质空间中进行接触。所述烃油和所述脱金属剂可以通过同一个进料口进入纤维膜接触反应器中。在一种优选的实施方式中，所述进料端设置有烃油进料口和脱金属剂进料口，所述烃油进料口用于接收所述烃油，所述脱金属剂进料口用于接收所述脱金属剂。

从进一步提高进入传质空间的烃油和脱金属剂的混合均匀性，从而提高脱金属效率的角度出发，所述纤维膜接触反应器中，在所述进料口和所述传质空间之间设置有至少一个流体分布器，所述烃油和所述脱金属剂经由所述流体分布器流入传质空间中的纤维丝的表面。所述流体分布器的型式没有特别限定，其具体实例可以包括但不限于孔流型分布器和溢流型分布器。所述流体分布器的数量可以为一个，也可以为两个以上。优选地，所述流体分布器为两个以上，且两个以上流体分布器为串联连接，即流体依次通过流体分布器。

所述传质空间中设置纤维丝集束，进入传质空间的烃油和脱金属剂在纤维丝表面铺展并流过纤维丝表面，在此过程中使得脱金属剂与烃油中的金属离子接触反应，脱除烃油中的金属离子。所述纤维丝的材质可以根据烃油和脱金属剂的种类而定，以能耐烃油和脱金属剂腐蚀为准。一般地，所述纤维丝可以为金属丝和/或非金属丝。具体地，所述纤维丝可以为但不限于不锈钢丝、碳钢丝、玻璃纤维丝、聚酰胺纤维丝、以及聚酯纤维丝中的一种或两种以上的组合。

所述纤维丝的直径没有特别限定，可以为常规选择。一般地，所述纤维丝的直径可以为1-10mm，优选为3-6mm。

所述油水分离子单元用于接纳从纤维膜接触反应子单元流出的液体混合物，并将所述液体混合物进行油水分离，分别得到油相和水相。

所述油水分离子单元可以采用常见的各种分离方法将纤维膜接触反应子单元输出的液体混合物进行分离。具体地，所述油水分离子单元可以采用离心分离、静置分离中的一种或两种以上的组合进行油水分离。作为一个优选的实例，所述油水分离子单元包括油水分离罐，来自于纤维膜接触反应子单元的液体混合物进入油水分离罐中进行静置分离，分成油相和水相，并将油相和水相分别输出。

所述油水分离子单元可以设置在纤维膜接触反应器的内部，也可以设置在纤维膜接触反应器的外部。

在一种实施方式中，所述油水分离子单元设置在纤维膜接触反应器的内部。在该实施方式中，可以在纤维膜接触反应器的下部设置储槽，在储槽的底部设置出口，可选地在所述储槽的上部设置出口。所述储槽与传质空间连通，从纤维丝末端流出的液体混合物直接进入该储槽中进行油水分离，成为油层和水层，分别通过设置在储槽底部或者侧部的出口排出，在储槽的上部也设置出口时，可以将水层通过设置在所述储槽的底部或者侧部的出口排出，油层则通过设置在所述储槽的上部的出口采出。在该实施方式中，油水分离子单元的数量随纤维膜接触反应器的数量而定，即每个纤维膜接触反应器设置一个油水分离子单元。

在另一种实施方式中，所述油水分离子单元设置在纤维膜接触反应器的外部。在该实施方式中，在纤维膜接触反应器的底部设置出料端、以及用于连通纤维膜接触反应器的出料端和油水分离子单元的进料端的输运管路，所述出料端用于将由纤维丝的末端流出的液体混合物送出纤维膜接触反应器，并送入输运管路中，所述液体混合物通过所述输运管路而进入油水分离子单元中进行油水分离。在该实施方式中，油水分离子单元的数量可以为一个，也可以根据纤维膜接触反应器的数量而定，即可以多个纤维膜接触反应器共用一个油水分离子单元，也可以一个纤维膜接触反应器设置一个油水分离子单元，例如：在纤维膜接触反应子单元的数量为两个以上时，可以在每个纤维膜接触反应子单元的下游设置油水分离子单元。

所述混合单元用于将油水分离子单元输出的油相与氢气混合，并将得到的气液混合物作为预加氢处理单元的进料。

所述混合单元包括至少一个混合器，所述混合器包含至少一个气体通道和至少一个液体通道，所述气体通道和所述液体通道之间通过一构件邻接，所述构件的至少部分为有孔区，所述有孔区具有平均孔径为纳米尺寸的通孔(下文中也称为纳米孔)，所述气体通道用于容纳所述氢气，所述液体通道用于容纳所述油相，所述氢气能够通过所述平均孔径为纳米尺寸的通孔而被注入所述油相中。此时，即使不将预加氢反应器输出的部分液相产物循环，也能为加氢反应提供足量的氢气，从而有效地提高预加氢反应器的有效处理量，并且能获得更好的预加氢反应效果。

本实用新型中，术语“液体通道”是指能够容纳烃油的空间；术语“气体通道”是指能够容纳氢气的空间。

所述纳米孔的平均孔径不大于1000nm，如平均孔径为1nm至1000nm。更优选地，所述纳米孔的平均孔径为30nm至1000nm。更进一步优选地，所述纳米孔的平均孔径为30nm至800nm，如50nm至500nm。所述平均孔径采用扫描电镜法测定。

所述构件可以为常见的能邻接液体通道和气体通道的元件。具体地，所述构件可以为多孔膜、多孔板和多孔管道中的一种或两种以上的组合。

所述多孔管道是指通道的壁为多孔性的。所述多孔管道的内表面和/或外表面可以附着多孔膜，这样可以对管道上的通孔的孔径进行调节，例如：所述管道的壁上的通孔可以为微米孔，附着在所述管道的内表面和/或外表面上的多孔膜上的通孔的可以纳米孔，本实用新型中，将内表面和/或外表面上附着有其中的通孔为纳米孔的多孔膜的管道也视为有孔区中的通孔为纳米孔。本实用新型中，术语“微米孔”是指平均孔径大于1000nm的孔，所述微米孔的平均孔径优选为不大于20μm，更优选为不大于15μm，进一步优选为不大于10μm。作为具有多孔膜的管道的一个实例，所述多孔管道可以为膜管。所述多孔管道中的通道的数量没有特别限定，一般地，所述多孔管道中的通道的数量可以为4-20条。

所述构件的至少部分为有孔区，所述有孔区沿所述构件的长度方向延伸。优选地，所述有孔区覆盖整个构件(即，所述液体通道和所述气体通道之间通过具有所述平均孔径为纳米尺寸的通孔的构件邻接，所述氢气通过所述通孔而被注入到所述油相中)。所述有孔区具有所述平均孔径为纳米尺寸的通孔，以使氢气通过所述具有平均孔径为纳米尺寸的通孔被注入所述油相中。所述有孔区的孔隙率优选为5-75％，这样能够将足量的氢气更好地分散并溶解在油相中。所述有孔区的孔隙率更优选为10-45％(如10-25％)。所述孔隙率是指有孔区中的孔隙体积占有孔区的总体积的百分数，采用氮气吸附法方法测定。

形成所述构件的材料可以为无机材料(如无机陶瓷)，也可以为有机材料，只要形成该构件的材料不与氢气以及油水分离单元分离出的油相发生化学相互作用即可。

在实际操作过程中，可以将所述构件与一壳体配合使用，从而形成所述混合器。所述壳体的内部设置有至少一个所述构件，所述构件将所述壳体的内部空间分隔成液体通道和气体通道。所述壳体具有气体物料入口、液体物料入口和液体物料出口，所述液体通道的两端分别与所述液体物料入口和所述液体物料出口连通，所述气体通道与所述气体物料入口连通。

所述构件在所述壳体中的填充率一般可以为10-90％，如50-70％。所述填充率是指构件占据的空间与壳体的总容积的百分比值。

图1示出了所述混合器的一种优选实施方式。如图1所示，构件1(图1中的构件为多孔管道)可以与壳体2配合使用。即，将至少一个构件1置于壳体2中，并使构件1的外壁与壳体2的内壁之间存在空间。由构件1围成的通道作为用于容纳油水分离子单元分离出的油相的液体通道，构件1的外壁与壳体2的内壁形成的空间作为用于容纳氢气的气体通道；或者，构件1围成的通道作为用于容纳氢气的气体通道，构件1的外壁与壳体2的内壁形成的空间作为用于容纳油水分离子单元分离出的油相的液体通道。优选地，构件1的围成的通道作为用于容纳油水分离子单元分离出的油相的液体通道，构件1的外壁与壳体2的内壁形成的空间作为用于容纳氢气的气体通道。

在所述构件围成的通道作为用于容纳油水分离子单元分离出的油相的液体通道，所述构件的外壁与所述壳体的内壁形成的空间作为用于容纳氢气的气体通道时，如图1所示，可以在壳体2上设置气体物料入口3、液体物料入口4和液体物料出口5，所述液体通道的两端分别与液体物料入口4和液体物料出口5连通，所述气体通道与气体物料入口3连通。将氢气通过气体物料入口3送入壳体2中，将油水分离子单元分离出的油相送入构件1的通道中，在压力差的作用下，使氢气通过管壁上的孔进入所述油水分离子单元分离出的油相中，从而得到预加氢反应器的进料。

在该更为优选的实例中，可以将所述混合器设置在所述预加氢反应器的入口端，从而将混合器输出的气液混合物作为进料直接送入预加氢反应器中。

所述混合器的体积小，且安装方法简便。例如：可以通过法兰盘将该混合器安装在预加氢反应器的入口管路上，实现在输运烃油的同时与氢气进行混合。

所述预加氢处理单元包括液相预加氢反应器，用于将混合单元输出的气液混合物与具有催化加氢脱金属作用的催化剂接触，进行液相预加氢反应。

所述预加氢反应器可以为常见的加氢反应器。优选地，所述预加氢反应器为管式反应器。所述管式反应器的长度与内径的比值可以为5-200：1，优选8-100：1，更优选为10-20：1。

所述预加氢反应器可以采用间歇式反应器，也可以采用连续式反应器。优选地，所述预加氢反应器采用连续式反应器。更优选地，所述预加氢反应器采用固定床反应器。进一步优选地，所述预加氢反应器采用管式固定床反应器。

根据本实用新型的预处理***可以为对各种类型的烃油进行预处理。优选地，所述烃油含有渣油，如减压渣油和/或常压渣油。在所述烃油含有渣油时，所述烃油优选还含有选自焦化重蜡油、催化油浆、催化回炼油、脱沥青油、减粘轻油和减粘重油中的一种或两种以上的组合，从而降低渣油的粘度。

根据本实用新型的烃油预处理装置，在操作时，可以将烃油、以及含有脱金属剂的水溶液送入纤维膜接触反应子单元的纤维膜接触反应器中，烃油和脱金属剂在纤维丝的表面铺展接触，使得脱金属剂与烃油中的金属离子接触反应，将烃油中的金属离子转移至水相中；从纤维丝的末端流出的液体混合物在油水分离子单元中进行油水分离，分别得到水相以及金属离子含量降低的油相；将金属离子含量降低的油相送入混合单元中，与氢气混合，得到含有氢气的气液混合物；将得到的气液混合物送入预加氢反应器中，与具有催化加氢脱金属作用的催化剂接触，进行预加氢反应，从而进一步降低烃油中的金属含量、胶质含量、沥青质含量等。

所述脱金属剂优选为对金属离子具有螯合作用并适宜在纤维丝表面使用的脱金属剂。优选地，所述脱金属剂为选自羧酸、磷酸、羧酸盐和磷酸盐中的一种或两种以上的组合。所述脱金属剂的具体实例可以包括但不限于三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、乙二胺四乙酸、二乙基三胺五乙酸和柠檬酸中的一种或两种以上的组合。也可以采用商业脱金属剂，如购自岳阳宇翔科技有限公司的YX-F-101型脱金属剂。

所述脱金属剂的用量可以根据烃油的性质进行选择。一般地，所述脱金属剂为所述烃油的总量的0.01-0.05重量％。

水的用量可以根据烃油的用量进行选择。一般地，水的用量可以为烃油的总量的5-30重量％，优选为烃油的总量的7-20重量％，更优选为烃油总量的9-15重量％。所述脱金属剂溶解于水中，以溶液的形式送入所述纤维膜接触反应器中。

所述纤维膜接触反应器的操作条件可以根据采用的脱金属剂的种类进行选择。一般地，纤维膜接触反应器的传质空间中的温度可以控制为60-200℃，优选控制为100-180℃，更优选控制为130-150℃。所述纤维膜接触反应器的传质空间内的压力可以控制为0.3-3MPa，优选控制为0.8-1.8MPa，所述压力为绝对压力。

所述烃油在进入纤维膜接触反应器前，优选进行预热，以提高接触反应的效率。

所述油水分离子单元的操作条件可以根据具体的油水分离方法进行选择，没有特别限定。

可以将油水分离子单元分离出的油相和氢气在常规条件下于混合单元的混合器中进行混合。

采用本实用新型的混合器将油相与氢气混合，即使在较低的氢气注入量，且不将预加氢产物循环的条件下，也能为液相加氢反应提供足量的氢气。一般地，氢气的送入量与烃油的体积比一般为不高于200，优选为不高于150。具体地，在所述烃油为渣油时，现有的渣油加氢工艺中，氢气的用量大，氢气与渣油原料的体积比一般为500以上；然而采用本实用新型的混合器将油相与氢气混合，氢气的送入量与渣油的体积比可以为30-120，优选为60-100。

从进一步提高预加氢反应的效果的角度出发，优选将氢气送入处于液相加氢处理温度和压力下的烃油中，例如，在所述烃油为渣油时，优选将氢气送入温度为330-450℃(优选为350-400℃)且压力为4-20MPa(优选为6-15MPa)的烃油中。

所述具有催化加氢脱金属作用的催化剂可以根据烃油的种类进行选择，没有特别限定。一般地，所述具有催化加氢脱金属作用的催化剂可以含有载体以及负载在所述载体上的第VIB族金属元素和第VIII族金属元素。所述第VIB族金属元素优选为钼和/或钨，所述第VIII族金属元素优选为钴和/或镍。所述第VIB族金属元素和第VIII族金属元素在所述载体上的负载量可以根据具有催化加氢脱金属作用的催化剂的种类进行选择。一般地，以所述具有催化加氢脱金属作用的催化剂的总量为基准并以氧化物计，所述第VIB族金属元素的含量可以为1-15重量％，所述第VIII族金属元素的含量可以为0.5-8重量％。所述载体可以为各种适于作为具有催化加氢脱金属作用的催化剂的载体的耐热无机氧化物，例如氧化硅和/或氧化铝。所述具有催化加氢脱金属作用的催化剂的载体还可以负载有常用的各种助剂，本文不再详述。

所述预加氢反应器的操作条件，可以根据预加氢反应器采用的加氢方式进行选择。例如，在所述预加氢反应器为固定床反应器，烃油为渣油时，预加氢反应器的催化剂床层内的温度可以为330-450℃，优选为350-400℃，预加氢反应器内的压力(绝对压力)可以为4-20MPa，优选为6-15MPa，烃油与氢气的混合物的体积空速可以为0.5-5h^-1。

根据本实用新型的第二个方面，本实用新型提供了一种烃油加氢处理***，该***包括烃油原料预处理装置以及主加氢装置，其中，所述烃油原料预处理装置为根据本实用新型第一个方面所述的预处理装置。

所述预处理装置在前文已经进行了详细的说明，此处不再详述。

所述主加氢装置用于对预处理装置输出的产物进行加氢处理，可以为常见的加氢处理装置，例如固定床加氢处理装置。

图2示出了根据本实用新型的烃油加氢处理***的一种优选实施方式，以下结合图2对该优选的实施方式进行详细说明。

如图2所示，该烃油加氢处理***包括纤维膜接触反应器204、油水分离罐205、混合器208、预加氢反应器210以及主加氢反应器212。油水分离罐205设置在纤维膜接触反应器204下方且与纤维膜接触反应器204的底部相接，以接纳从纤维膜接触反应器204流出的液体混合物，并使其进行油水分离，分别得到油相和水相。混合器208设置在预加氢反应器210的底部入口端，用于接纳从油水分离罐205分离出的油相，并将氢气注入油相中，形成气液混合物。预加氢反应器210用于接纳混合器208输出的气液混合物，并将其与具有催化加氢脱金属作用的催化剂在液相加氢处理条件下进行接触。主加氢反应器212用于将预加氢反应器210输出的液相产物211进行加氢反应。

图2所示的烃油加氢处理***可以采用如下方法进行操作：将烃油201通过泵221送入纤维膜接触反应器204中，同时向纤维膜接触反应器204中送入脱金属剂水溶液203，烃油和脱金属剂在纤维丝表面铺展接触，将烃油中的金属离子转移至水相中。纤维膜接触反应器204输出的液体混合物进入油水分离罐205中，进行油水分离，从位于油水分离罐205的底部的出口排出固体沉淀物206，通过设置在油水分离罐205侧壁上的出口排出水相207，水相207可以循环用于配制脱金属剂水溶液203，油相则通过设置在油水分离罐205顶部的出口排出。油水分离罐205排出的油相通过泵222进入混合器208的液体通道中，同时向混合器208的气体通道中送入氢气209，使得氢气通过邻接液体通道和气体通道的构件而进入液体通道中与油相混合，得到气液混合物。混合器208输出的气液混合物向上流动进入预加氢反应器210中，在液相加氢处理条件下与具有催化加氢脱金属作用的催化剂接触，进行预加氢反应。预加氢反应器210输出的液体产物211和循环氢213一起进入主加氢反应器212中，在滴流床加氢处理条件下进行加氢处理。

以下结合实施例说明本实用新型，但并不因此限制本实用新型的范围。

以下实施例和对比例中，采用扫描电镜法来测定平均孔径。

以下实施例和对比例中，压力均以表压计。

实施例1-2用于说明本实用新型。

实施例1

本实施例采用图2示出的方法对渣油原料进行预处理并将经预处理的渣油原料进行加氢，其中，纤维膜接触反应器和油水分离罐的数量均为1个。

本实施例中使用的渣油原料为焦化重蜡油和减压渣油的混合油，其中，焦化重蜡油的含量为50重量％，渣油原料的性质在表1中列出。

本实施例中使用的脱金属剂为YX-F-101型脱金属剂(购自岳阳宇翔科技有限公司)，脱金属剂相对于渣油原料的用量为0.01重量％。

本实施例中使用的纤维膜接触反应器的传质空间筒体中的纤维丝为316系列的不锈钢丝(购自兴化欣帆不锈钢制品厂)，传质空间筒体的长径比为6：1，纤维膜接触反应器的传质空间筒体的体积为0.3L，纤维丝的装填比为6％(纤维膜接触器的传质空间中，纤维丝的体积占筒体的容积的百分比)；纤维膜接触反应器的操作条件为：温度130℃，压力1.0MPa(绝对压力)，液时空速20h^-1，相对于渣油原料，注水量为10重量％。

本实施例中，将从纤维膜接触器排出的产物在油水分离罐中静置2h，分离成油相和水相。

本实施例中，采用的混合器中用于邻接液体通道和气体通道的构件为由多孔材料形成的管道(商购自北京中天元环境工程有限责任公司，管道上均匀分布有19个通道，每个通道的内径为3.3mm，管壁上的孔的平均孔径为50nm，管壁的孔隙率为20％)；管道上的通道作为液体通道，管道的外壁与壳体的内壁形成的空间作为气体通道，管道在壳体中填充率为60％。液体通道内的温度为360℃，压力为8.0MPa。

本实施例中。管式反应器中装填的催化剂为RDM-2B(购自中石化催化剂长岭分公司)，管式反应器中催化剂床层的高径比为14，管式反应器的操作条件为：温度为360℃，压力为8.0MPa(绝对压力)，氢油体积比为90：1，进料的体积空速为1.3h^-1。

本实施例中，主加氢反应器采用滴流床加氢反应工艺，为北京拓川公司生产的连续高压固定床加氢中试装置，该装置采用3个反应器串联，以物料的流向为基准，位于最上游的第一个反应器(即，一反)中装填的催化剂为RDM-3B(购自中石化催化剂长岭分公司)，位于中游的第二个反应器(即，二反)中装填的催化剂为RMS-1(购自中石化催化剂长岭分公司)，位于最下游的第三个反应器(即，三反)中装填的催化剂为RCS-1(购自中石化催化剂长岭分公司)，三种催化剂的装填比例为2：3：5，装置的操作条件为：压力为16.4MPa(绝对压力)，温度为380℃，氢油体积比为800，液时体积空速为0.2h^-1。

本实施例采用以下工艺流程对渣油原料进行预处理，并将经预处理的渣油原料进行加氢处理。

将渣油原料和脱金属剂送入纤维膜接触反应器中进行脱金属反应，纤维膜接触反应器流出的液体混合物进入油水分离罐中进行油水分离，分离出的油相(其性质参数在表1中列出)进入混合器中与氢气混合后，将得到的气液混合物送入预加氢反应器中，进行预加氢反应，预加氢反应得到的产物(其性质参数在表1中列出)作为主加氢反应器的进料进入主加氢反应器中进行加氢反应，主加氢反应器连续运转9000小时后的实验结果在表2中列出(表2中反应器压降是指运转9000小时后反应器入口与出口的压力差)。

表1

表2

实施例2

本实施例采用与实施例1相同的方法将渣油原料进行预处理，不同的是：

(1)纤维膜接触反应器和油水分离罐的数量为2个，且每个纤维膜接触反应器的下游设置一个油水分离罐，即实施例1的油水分离罐分离出的油相接着进入第二个纤维膜接触反应器中采用脱金属剂进行脱金属，得到液体混合物进入第二个油水分离罐中进行油水分离，得到的油相进入混合器中与氢气混合，其中，将位于上游的纤维膜接触反应器称为一级纤维膜接触反应器，用于对一级纤维膜接触反应器得到的液体混合物进行分离的油水分离罐称为一级油水分离罐，将位于下游的纤维膜接触反应器称为二级纤维膜接触反应器，用于对二级纤维膜接触反应器得到的液体混合物进行分离的油水分离罐称为二级油水分离罐。

(2)纤维膜接触反应器的注水量为10重量％，脱金属剂用量相对于渣油原料的用量为0.007重量％，渣油原料的性质在表3中列出。

实验结果在表3中列出。

表3

对比例1

采用与实施例1相同的方法将渣油原料进行预处理，并将经预处理的渣油原料进行加氢，不同的是，不采用纤维膜接触反应器，而是将渣油原料直接送入混合器中与氢气进行混合后，送入预加氢反应器中进行预加氢。其中，预加氢反应器的实验结果在表4中列出。

表4

实施例1-2的结果证实，采用本实用新型的方法对渣油原料进行预处理，也能够有效地脱除渣油原料中的金属，降低其粘度、密度和残炭，延长渣油主加氢装置运转周期。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (12)

1.一种烃油预处理装置，该装置包括纤维膜接触反应单元、混合单元以及预加氢处理单元，

所述纤维膜接触反应单元包括至少一个纤维膜接触反应子单元、以及至少一个油水分离子单元，所述纤维膜接触反应子单元用于接受烃油原料，并将所述烃油原料与脱金属剂接触，所述油水分离子单元用于将纤维膜接触反应子单元输出的液体混合物进行油水分离，分别得到油相和水相；

所述混合单元用于将油水分离子单元输出的油相与氢气混合，所述混合单元包括至少一个混合器，所述混合器包含至少一个气体通道和至少一个液体通道，所述气体通道和所述液体通道之间通过一构件邻接，所述构件的至少部分为有孔区，所述有孔区具有平均孔径为纳米尺寸的通孔，所述气体通道用于容纳所述氢气，所述液体通道用于容纳所述油相，所述氢气能够通过所述平均孔径为纳米尺寸的通孔而被注入所述油相中；

所述预加氢处理单元包括液相预加氢反应器，用于将混合单元输出的气液混合物与具有催化加氢脱金属作用的催化剂接触，进行液相预加氢反应。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述纤维膜接触反应子单元包括至少一个纤维膜接触反应器，所述纤维膜接触反应器由上至下依次包括进料端、以及设置有纤维丝的传质空间，所述进料端用于接收烃油和脱金属剂，并将烃油和脱金属剂送入传质空间中进行接触。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述进料端设置有烃油进料口和脱金属剂进料口，所述烃油进料口用于接收所述烃油，所述脱金属剂进料口用于接收所述脱金属剂。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述纤维膜接触反应器中，在所述进料口和所述传质空间之间设置有至少一个流体分布器，所述烃油和所述脱金属剂经由所述流体分布器流入传质空间中的纤维丝的表面。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述构件为多孔膜、多孔板和多孔管道中的一种或两种以上的组合。

6.根据权利要求1或5所述的装置，其特征在于，所述混合装置还包括壳体，所述壳体的内部设置有至少一个所述构件，所述构件将所述壳体的内部空间分隔成液体通道和气体通道。所述壳体具有气体物料入口、液体物料入口和液体物料出口，所述液体通道的两端分别与所述液体物料入口和所述液体物料出口连通，所述气体通道与所述气体物料入口连通。

7.根据权利要求1或5所述的装置，其特征在于，所述通孔的平均孔径为10-1000nm。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预加氢反应器为管式反应器。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述管式反应器的长度与内径的比值为5-200：1。

10.根据权利要求1、8和9中任意一项所述的装置，其特征在于，所述预加氢反应器为固定床反应器。

11.一种烃油加氢处理***，该***包括烃油原料预处理装置以及主加氢装置，所述主加氢装置用于对预处理装置输出的产物进行加氢处理，其特征在于，所述烃油原料预处理装置为权利要求1-10中任意一项所述的预处理装置。

12.根据权利要求11所述的***，其特征在于，所述主加氢装置为固定床加氢处理装置。