專利名稱：：一種控制固定床加氫反應器床層溫度的方法
技術領域：
：本發明屬于石油化工領域中一種控制反應器溫度的方法，具體地說，本發明涉及一種控制固定床加氫反應器床層溫度的方法。
背景技術：
：由于加氫反應為放熱反應，催化劑床層存在溫升，為有效控制反應溫度，通常固定床加氫反應器內催化劑分為多個床層裝填，床層間注入冷氫，以降低催化劑床層溫度。而氫氣的比熱較小，這就需要注入大量的氫氣來滿足需要。這些冷氫需要由裝置內的循環氫壓縮機提供，這就要求循環氫壓縮機除提供加氫反應正常需要的氫氣外，還要提供這部分冷氫，且這部分冷氫用量較大，尤其是焦化汽、柴油加氫裝置。另外，為了處理催化劑床層飛溫等不利工況，還要考慮備用冷氫。結果是，需要循環氫壓縮機的供氫能力遠遠大于加氫反應正常所需要的氫氣用量。另外，這部分冷氫及備用冷氫在反應系統內部循環，增大反應系統的壓降、反應進料加熱爐的負荷、冷換設備的面積及高壓分離器的規格，若裝置設有循環氫脫硫塔，則相應要增大循環氫脫硫塔的塔徑及貧溶劑的用量，這些都增加了裝置的投資及能耗。中國專利CN200410074514.8公開了一種加氫處理的節能工藝，在催化劑床層間加入產品柴油，以降低催化劑床層溫度。其主要技術特征是采用加氫產品柴油作為冷油，代替冷氫。該工藝主要利用冷油的顯熱，降低催化劑床層溫度。另外，由于裝置原料的變化及在不同的操作周期下，催化劑床層溫升有差異，需要注入冷油的量變化較大。而冷油分配器為固定結構，冷油量的變化對冷油分配器的分配效果有直接影響(雖然目前冷油分配器的形式比較多，但這個問題依然沒有有效解決)，導致加氫反應器床層徑向溫差較大，不能有效控制反應溫度。■綜上所述，采用傳統冷氫控制方法，雖然可以有效控制反應溫度，但注入冷氫量大，需要增加裝置的投資和能耗；采用冷油控制方法，雖然可以降低裝置的部分投資，但冷油注入量的變化，導致加氫反應器床層徑向溫差較大，未能有效控制反應溫度。這兩種方法都存在著問題。US6299759介紹了以加氫原料油作為冷油，冷油與冷氫分別在不同位置進入加氫反應器。原料油由加氫反應器旁路進入加氫反應器床層間，冷氫由反應器另外一側注入床層間，冷氫的注入是為了減少反應器壓降，與反應溫度無直接關系。其缺點是采用加氫原料油作為冷油，不能保證冷油在反應器內全部汽化，因此冷油用量大(為原料油的1030%);另外由于冷油在反應器中間加入，該部分冷油加氫反應不完全，會影響到反應的轉化率及產品質量；冷油注入量的變化，加氫反應器床層徑向溫差較大的問題依然存在。
發明內容本發明是針對現有的控制固定床加氫反應器床層溫度的方法，而提供一種以采用冷油混入部分循環氫來控制固定床加氫反應器床層溫度的新方法，該方法具有反應系統內部循環物流少，又能有效控制催化劑床層溫度，反應器床層徑向溫差小，對加氫反應的轉化率及產品質量無影響，同時又可降低裝置的投資及能耗等。本發明采用的技術方案為-一種控制固定床加氫反應器床層溫度的方法，其特征在于烴類原料和氫氣在反應器內進行加氫反應，將冷油和循環氫混合后注入反應器床層之間，以控制反應器內的催化劑床層溫度，所述冷油為在加氫反應器的操作溫度下可完全汽化的輕烴，冷油和循環氫混合的體積流量比為0.10.2。本發明進一步的特征在于作為冷油的輕烴是本裝置的加氫產品，優選石腦油。木發明方法所述烴類原料為焦化汽油或裂解汽油時，其反應器中的反應溫度為200400。C，反應壓力為1.54.0MPa(表壓)，液時體積空速0.53.5。優選加氫后的精制汽油為冷油，此時反應溫度降低rC，需用100300kg/h冷油，1噸冷油可替代20003500Nm，令氫所取走的熱量。本發明方法所述烴類原料為焦化汽柴油時，其反應溫度為25040(TC，反應壓力為6.011.0MPa(表壓)，液時體積空速1.03.5。優選加氫后的精制石腦油為冷油，此時反應溫度降低rC，需用300600kg/h冷油，1噸冷油可替代15003000Nm，令氫所取走的熱量。本發明方法加氫反應為加氫裂化反應時，其反應溫度為35044(TC，反應壓力為11.018.0MPa(表壓)，液時體積空速0.51.5。優選產品石腦油為冷油，此時反應溫度降低rC，需用400800kg/h冷油，l噸冷油可替代20003000Nm3冷氫所取走的熱量。本發明作為冷油的輕烴溫度不作限制，因為利用的是冷油的汽化潛熱而不是顯熱。本發明降溫用的冷油流量是根據催化劑床層溫度的要求，通過流量調節闊控制的，可以適應裝置在不同工況下的要求。本發明采用可以在反應器內汽化的輕烴(如石腦油)作為冷油，利用冷4油的汽化潛熱來吸收反應熱，可以大量減少冷油用量。根據本發明方法，由于混合用循環氫的體積流量遠大于冷油的體積流量，冷油用量的變化對介質流速的影響較小，介質流速相對保持在一個恒定范圍。循環氫的混入，可以提高冷油分配器的分配效果(對各種形式的冷油分配器均有效果)，把冷油分散成更細小的液滴，有利于冷油在反應器內的汽化，提高汽化速率，均勻有效地降低反應溫度。本發明方法與現有技術相比具有如下有益效果第一，降溫用的冷油全部在反應條件下汽化，可以最大程度減少冷油用量，一噸冷油汽化時所吸收的熱量可以替代15003500Nm3的冷氫用量，這可以大幅降低對壓縮機能力的要求。另外，催化劑床層超溫時，通過增加少量冷油用量，可以快速降低反應溫度，避免事故發生。第二，混入循環氫后，冷油用量的變化不再影響冷油分配器的分配效果，對冷油分配器的結構形式要求不再復雜。另外，可以把冷油分散成更細小的液滴，提高了冷油在反應器內的汽化速率。第三，對加氫反應的轉化率及產品質量無影響；第四，使用本發明方法可減少裝置建設投資費用，降低裝置運行成本。附圖及附圖是本發明的一種簡單流程圖。圖中l一加氫反應器；2—高壓分離器；3—循環氫壓縮機；4一冷油泵；5一換熱器；6—加氫產物空冷器；7—冷油分配器；8—混合器；9一冷油；10—烴類原料；ll一氫氣；13—加氫反應器進料。具體實施例方式以下結合附圖對本發明技術方案作詳細說明，附圖只是為了說明本發明的基本內容而繪制的，并不限定本發明的范圍。如圖所示，烴類原料10與氫氣11混合后成為加氫反應器進料13，加氫反應器進料13從加氫反應器1上部進入加氫反應器1進行加氫反應，加氫反應產物從加氫反應器l下部出來，經換熱器5換熱后，進加氫產物空冷器6，之后進入高壓分離器2，從高壓分離器2上部出來的氣體作為循環氫進循環氫壓縮機3，冷油9經冷油泵4升壓后，與從循環氫壓縮機3來的循環氫經混合器8混合后，進入加氫反應器1床層之間，經冷油分配器7進入加氫反應器1內部，控制反應器內的催化劑床層溫度，所述冷油為在加氫反應器的操作溫度下可完全汽化的輕烴，冷油和循環氫混合的體積流量比為0.10.2。本發明方法適用于采用固定床加氫反應器的各類加氫裝置，操作條件滿足相應的加氫工藝即可，技術人員可根據裝置操作條件的差異，對操作條件進行優化，這是本領域常采用的手段。本發明涉及的冷油分配器及混合器，可采用各種結構形式，能夠滿足工藝要求即可，這也是本領域的公知技術，本發明對此不加限制。實施例一以50萬噸/年焦化汽油加氫裝置為例，反應器床層間注冷氫、冷油及本發明方案效果對比如表l所示(冷油為產品精制汽油)。表l焦化汽油加氫對比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>以140萬噸/年催化焦化汽柴油加氫裝置為例，反應器床層間注冷氫、冷油及本發明方案效果對比如表2所示(冷油為產品石腦油)。表2催化焦化汽柴油加氫對比結果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例三以130萬噸/年高壓加氫裂化裝置為例，反應器床層間注冷氫、冷油及本發明方案效果對比如表3所示(冷油為產品石腦油)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權利要求1、一種控制固定床加氫反應器床層溫度的方法，其特征在于烴類原料和氫氣在反應器內進行加氫反應，將冷油和循環氫混合后注入反應器床層之間，以控制反應器內的催化劑床層溫度，冷油和循環氫混合的體積流量比為0.1～0.2，所述冷油為在加氫反應器的操作溫度下可完全汽化的輕烴。2、根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述烴類原料為焦化汽油或裂解汽油，其反應器中的反應溫度為20040(TC，反應壓力為1.54.0MPa，液時體積空速0.53.5。3、根據權利要求2所述的方法，其特征在于以加氫反應后的精制汽油為冷油。4、根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述烴類原料為焦化汽柴油，其反應器中的反應溫度為250400°C，反應壓力為6.011.0MPa，液時體積空速1.03.5。5、根據權利要求4所述的方法，其特征在于以加氫反應后的精制石腦油作為冷油。6、根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述加氫反應為加氫裂化反應，其反應器中的加氫裂化反應溫度為35044(TC，反應壓力為11.018.0MPa，液時體積空速0.51.5。7、根據權利要求6所述的方法，其特征在于以產品石腦油為冷油。全文摘要本發明公開了一種控制固定床加氫反應器床層溫度的方法，以解決現有固定床加氫反應系統內部循環物流多、反應器床層徑向溫差大等問題。其方法是烴類原料和氫氣在反應器內進行加氫反應，將冷油和循環氫混合后注入反應器床層之間，以控制反應器內的催化劑床層溫度，冷油和循環氫混合的體積流量比為0.1～0.2。使用本發明方法反應系統內部循環物流少，又能有效控制催化劑床層溫度，反應器床層徑向溫差小，對加氫反應的轉化率及產品質量無影響，同時又可降低裝置的投資及能耗等。文檔編號C10G45/00GK101597516SQ20091006549公開日2009年12月9日申請日期2009年7月22日優先權日2009年7月22日發明者鐵左,程國良,皓薛申請人:中國石油化工集團公司;中國石化集團洛陽石油化工工程公司