專利名稱：一種加氫組合工藝的制作方法
一種加氫組合工藝技術領域
本發明屬于石油化工領域中一種加氫組合工藝，具體地說，本發明涉及一種沸騰床加氫與懸浮床加氫的組合工藝。
背景技術：
隨著原油的重質化、劣質化趨勢的加劇，高浙青質、膠質、硫、氮、高殘碳及高金屬的重、渣油的深度加工技術已經成為石油資源利用開發的重點和難點。目前，工業上應用最廣泛、成熟的渣油加氫技術為固定床渣油加氧，但該技術對原料的金屬、殘碳等指標要求比較嚴格(如重金屬含量小于200 μ g/g)，當處理劣質(高硫、高殘碳、高金屬)渣油時，固定床加氫會遇到高放熱反應引起的催化劑床層結焦、固體物積聚引起的床層壓降增大及催化劑中毒等問題。而沸騰床和懸浮床的加氫技術則避免了固定床加氫的問題，可以很好地適應加工劣質重、渣油，沸騰床加氫技術可以加工重金屬含量小于800 μ g/g的渣油，而懸浮床加氫技術則對劣質渣油的雜質含量幾乎沒有限制。
沸騰床加氫是原料與氫氣預先混合，一同進入反應器下部，反應器為氣、液和固三相分離器，反應產物從反應器上部流出。反應器設催化劑在線加排系統，可以在不停工的條件下實現新鮮催化劑加入和廢舊催化劑的排出。特點是反應器內為氣、液和固三相，催化劑在線加排，分離在反應器內完成，反應產物不含催化劑，廢催化劑可再生使用。但反應產物由于稠環芳烴在高溫分離過程中的累積，易引起結焦問題，也對裝置長周期運轉不利。同時，催化劑在線加排系統復雜，裝置投資較高。
懸浮床加氫是以細粉狀催化劑(或添加劑)與原料預先混合，再與氫氣一同進入反應器下部，自下而上流動完成加氫反應的過程，催化劑隨著反應產物一起從反應器頂部帶出。特點是反應器結構簡單，裝置投資低。由于反應產物含有催化劑，可以有效緩解反應產物結焦現象，但固體催化劑顆粒偏高，對設備磨損嚴重，裝置操作不穩定，上述情況是制約其工業應用的主要原因。另外，催化劑為一次使用，裝置運行成本偏高。
雖然沸騰床加氫與懸浮床加氫均能很好地加工劣質重、渣油，但由于懸浮床加氫易磨損設備，沸騰床加氫熱高分易結焦，這兩個技術都存在裝置周期短的問題，一直難以解決。
中國專利CN101418222公開了一種處理劣質渣油的組合工藝，其主要技術特征是渣油經溶劑脫浙青后，得到DAO和脫油浙青。DAO進入沸騰床加氫，得到輕質餾分和加氫尾油。加氫尾油至催化裂化裝置，得到輕質餾分和催化油漿。部分催化油漿和脫油浙青進入懸浮床加氫，得到輕質餾分和未轉化尾油。其中未轉化尾油循環回溶劑脫浙青裝置，輕質餾分則與DAO —起進入沸騰床加氫。該組合工藝為重渣油為原料生產低硫的輕質石油餾分產品的工廠流程，重渣油采用分步驟處理，加工流程復雜，涉及裝置多，投資大，運行成本高， 其中沸騰床加氫與懸浮床加氫僅為上下游裝置關系。
US7615142介紹了一種含有固體的膨脹床反應系統和費-托合成反應產物蠟加氫方法，主要技術特征是凈化后的煤合成氣在懸浮床反應器內進行非臨氫的費-托合成反應，生成烴類，其中產物蠟與氫氣一起進入沸騰床反應器，進行加氫反應。該技術懸浮床反應器內進行的是非臨氫的費-托合成反應，僅適用于煤化工領域中煤合成氣的利用，并不適用于石油化工領域中的重、渣油加氫，僅僅是反應系統同時擁有串聯的懸浮床反應器和沸騰床反應器。
目前，同時采用沸騰床加氫與懸浮床加氫技術對重、渣油進行處理的加氫技術，還尚未見報道。發明內容
本發明是為了克服現有沸騰床加氫、懸浮床加氫技術的局限性，而提供了一種沸騰床加氫與懸浮床加氫的組合工藝，以加工處理高浙青質、膠質、硫、氮、高殘碳及高金屬的重、渣油為主要目的，具有工藝流程簡單、操作靈活、原料適應性強，同時裝置運轉周期長、 投資低、運行成本低等特點。
本發明第一種技術方案為一種加氫組合工藝，其特征在于重金屬含量小于 800 μ g/g原料油分成兩部分，一部分經加熱后與氫氣混合，之后進入沸騰床反應器，另一部分與懸浮床催化劑混合后進行加熱，之后再與氫氣混合，進入懸浮床反應器，沸騰床反應器的反應產物和懸浮床反應器的反應產物進入分離系統進行分離，分離出的氫氣作為循環氫循環使用，分離出的輕質油出裝置，分離出的重質油全部出裝置，或者一部分循環至懸浮床反應器，另一部分出裝置。
本發明第二種技術方案為一種加氫組合工藝，其特征在于重金屬含量大于或等于800 μ g/g原料油進行切割，經切割后的重金屬含量小于800 μ g/g原料油與氫氣混合， 之后進入沸騰床反應器，經切割后的其它部分原料油與懸浮床催化劑混合后進行加熱，之后再與氫氣混合，進入懸浮床反應器，沸騰床反應器的反應產物和懸浮床反應器的反應產物進入分離系統進行分離，分離出的氫氣作為循環氫循環使用，分離出的輕質油出裝置，分離出的重質油全部出裝置，或者一部分循環至懸浮床反應器，另一部分出裝置。
本發明所述沸騰床反應器的操作條件為8 20MPa(表壓)，溫度為350 550°C， 氫油體積比為500 1500。
本發明所述沸騰床反應器為1 3個沸騰床反應器。其中至少一個為三相沸騰床反應器，該三相沸騰床反應器內有氣、固、液三相的上流式反應器，內部設有固體催化劑加、 排設施，并設有氣、固、液三相分離設施，以有效控制氣、固、液三相界位，實現氣相產物由反應器頂部出反應器，液相產物由反應器上部出反應器。
本發明所述懸浮床反應器為1 3個懸浮床反應器。
本發明所述懸浮床反應器的操作條件為8 20MPa(表壓)，溫度350 550°C，氫油體積比500 1500。
本發明所述原料油為高浙青質、膠質、硫、氮、高殘碳及高金屬的劣質渣油，對雜質含量幾乎沒有限制，如重質原油的渣油、極劣質的原油、油砂浙青油或頁巖油等。
本發明工藝與現有技術相比具有如下優點
1)沸騰床加氫反應器和懸浮床加氫反應器分別獨立設置，互不影響，可根據工廠原料性質的變化及產品質量的要求，靈活調整兩個加氫反應系統的原料、處理量及操作條件，也為煉油廠面對原油重質化、劣質化日益加劇的問題，提供了解決方案。
2)由于懸浮床反應器的反應產物帶有固體催化劑顆粒，沸騰床反應器的反應產物與之混合后，降低了總反應產物的固含量，減少了對設備的磨損；同時，也因為含有固體催化劑顆粒，反應產物由于稠環芳烴在高溫分離過程引起的結焦問題，也得到緩解。這對裝置長周期運轉有著積極的意義。
3)沸騰床加氫反應器和懸浮床加氫反應器共用一個分離系統和循環氫系統，有效減少了高壓換熱器、高壓容器和壓縮機等關鍵設備數量，節省了裝置投資。
4)能夠最大限度的生產低硫目的產品，重質餾分油如循環回懸浮床加氫反應器系統時，還可增加輕質油、中質油等目的產品的收率，從而提高經濟效益。
5)本發明的組合工藝有機的結合了沸騰床加氫、懸浮床加氫技術的優點。在裝置投資上，比相同處理量的沸騰床加氫裝置低；在運行成本上，比相同處理量的懸浮床加氫裝置低。最大的優點是保證了裝置長周期運轉。
以下結合附圖和具體實施方式
對本發明技術方案作詳細說明，但附圖和具體實施方式
并不限定本發明的范圍。
附圖及
圖1是本發明第--種典型流程圖2是本發明第二二種典型流程圖3是本發明第三三種典型流程圖4是本發明第四種典型流程圖中所示附圖標記為
1-沸騰床反應器，2-懸浮床反應器，3-分離系統，4-循環氫凈化系統，5-循環氫壓縮機，6-氫氣加熱爐，7、8_原料油加熱爐，9-下游裝置，10-重金屬含量小于800 μ g/g原料油，15-沸騰床反應產物，16-懸浮床反應產物，17-混合反應產物，18-循環氫，19-凈化后循環氫，21-新氫，22-重質餾分油，23-懸浮床催化劑，24-沸騰床加催化劑系統，25-沸騰床排催化劑系統，27-循環油，28-循環油泵，29-輕質餾分油，30-中間餾分油，31-重金屬含量大于或等于800 μ g/g原料油。
具體實施方式
如圖1所示，當煉油廠重、渣油的重金屬含量小于800 μ g/g時，原料油10分為兩部分一部分經原料油加熱爐7加熱后，與經氫氣加熱爐6加熱后的氫氣混合后進入沸騰床反應器1，沸騰床反應器1內設有加催化劑系統M和排催化劑系統25，另一部分與懸浮床催化劑23混合后，經原料油加熱爐8加熱后，與經氫氣加熱爐6加熱后的氫氣混合，之后進入懸浮床反應器2。
所述沸騰床反應器1的壓力8 20MPa(表壓)，溫度350 550°C，氫油體積比 500 1500。懸浮床反應器2的壓力8 20MPa(表壓)，溫度；350 550°C，氫油體積比 500 1500。
所述懸浮床催化劑23通常為以廉價鐵礦石為原料制成的固體細粉狀催化劑或液體催化劑，在選擇上沒有特定限制。
沸騰床反應器1的反應產物15與懸浮床反應器2的反應產物16混合成為混合反應產物17，混合反應產物17進入分離系統3，氣相為循環氫18，循環氫18進入循環氫凈化系統4，凈化后循環氫19經循環氫壓縮機5升壓，與新氫21混合，經氫氣加熱爐6加熱，分為兩部分一部分混合氫氣13供沸騰床反應器1使用；另一部分混合氫氣14供懸浮床反應器2使用。
經分離系統3分離后，可以得到輕質餾分油29、中間餾分油30和重質餾分油22， 重質餾分油22直接送至下游裝置9處理。
圖1所示本發明對混合反應產物17在分離系統3的分離方法可以選擇熱高分流程和冷高分流程，技術人員可根據需要進行選擇。這是本領域公知的技術，對此本發明不加限制。
本發明沸騰床加氫與懸浮床加氫的組合工藝，所處理的原料油為高浙青質、膠質、 硫、氮、高殘碳及高金屬的劣質渣油，對雜質含量幾乎沒有限制，可以是重質原油的渣油、極劣質的原油、油砂浙青油和頁巖油等。
本發明方法的沸騰床加氫與懸浮床加氫反應系統的操作條件與目前的沸騰床加氫與懸浮床加氫反應系統操作條件相同，技術人員可根據原料性質的差異，在工藝設計時對本發明各設備的操作條件進行優化，這是本領域常采用的手段。并可以在實驗或模擬的基礎上，根據原料性質、產品要求等進行調整。
本發明涉及的沸騰床反應器，可以采用各種型式沸騰床反應器，本發明對此不加限制。
本發明涉及的懸浮床反應器，可以采用各種型式的懸浮床反應器，本發明對此不加限制。
圖2所示本發明方法與圖1所示本發明方法的不同點僅在于重質餾分油22分為兩部分一部分直接送至下游裝置9處理；另一部分作為循環油27經循環油泵觀升壓后， 返回懸浮床加氫反應系統。
圖3所示本發明方法與圖1所示本發明方法的不同點在于當煉油廠原油質量嚴重劣質化時，可以在常、減壓蒸餾裝置切割兩種渣油一種為的重金屬含量小于800 μ g/g 的渣油，作為沸騰床加氫反應器的原料油；另一種為質量更差的渣油，作為懸浮床加氫反應器的原料油。
圖4所示本發明方法與圖3所示本發明方法的不同點僅在于重質餾分油22分為兩部分一部分直接送至下游裝置9處理；另一部分作為循環油27經循環油泵觀升壓后， 返回懸浮床加氫反應系統。權利要求
1.一種加氫組合工藝，其特征在于重金屬含量小于800 μ g/g原料油分成兩部分，一部分經加熱后與氫氣混合，之后進入沸騰床反應器，另一部分與懸浮床催化劑混合后進行加熱，之后再與氫氣混合，進入懸浮床反應器，沸騰床反應器的反應產物和懸浮床反應器的反應產物進入分離系統進行分離，分離出的氫氣作為循環氫循環使用，分離出的輕質油出裝置，分離出的重質油全部出裝置，或者一部分循環至懸浮床反應器，另一部分出裝置。
2.根據權利要求1所述的組合工藝，其特征在于所述沸騰床反應器的操作條件為 8 20MPa，溫度為；350 550°C，氫油體積比為500 1500。
3.根據權利要求1或2所述的組合工藝，其特征在于所述沸騰床反應器為1 3個沸騰床反應器，其中至少一個為三相沸騰床反應器。
4.根據權利要求1所述的組合工藝，其特征在于所述懸浮床反應器為1 3個懸浮床反應器。
5.根據權利要求1或4所述的組合工藝，其特征在于所述懸浮床反應器的操作條件為8 20MPa，溫度；350 550°C，氫油體積比500 1500。
6.根據權利要求1所述的組合工藝，其特征在于原料油為高浙青質、膠質、硫、氮、高殘碳及高金屬的劣質渣油。
7.一種加氫組合工藝，其特征在于重金屬含量大于或等于800 μ g/g原料油進行切割，經切割后的重金屬含量小于800 μ g/g原料油與氫氣混合，之后進入沸騰床反應器，經切割后的其它部分原料油與懸浮床催化劑混合后進行加熱，之后再與氫氣混合，進入懸浮床反應器，沸騰床反應器的反應產物和懸浮床反應器的反應產物進入分離系統進行分離， 分離出的氫氣作為循環氫循環使用，分離出的輕質油出裝置，分離出的重質油全部出裝置， 或者一部分循環至懸浮床反應器，另一部分出裝置。
8.根據權利要求7所述的組合工藝，其特征在于所述沸騰床反應器的操作條件為 8 20MPa，溫度為350 550°C，氫油體積比為500 1500。
9.根據權利要求7或8所述的組合工藝，其特征在于所述沸騰床反應器為1 3個沸騰床反應器，其中至少一個為三相沸騰床反應器。
10.根據權利要求7所述的組合工藝，其特征在于所述懸浮床反應器為1 3個懸浮床反應器。
11.根據權利要求7或10所述的組合工藝，其特征在于所述懸浮床反應器的操作條件為8 20MPa，溫度；350 550°C，氫油體積比500 1500。
12.根據權利要求7所述的組合工藝，其特征在于原料油為高浙青質、膠質、硫、氮、高殘碳及高金屬的劣質渣油。
全文摘要
本發明公開了一種加氫組合工藝。其流程是原料油分成兩部分，一部分經加熱后與氫氣混合，之后進入沸騰床反應器，另一部分與懸浮床催化劑混合后進行加熱，之后再與氫氣混合，進入懸浮床反應器，沸騰床反應器的反應產物和懸浮床反應器的反應產物進入分離系統進行分離，分離出的氫氣作為循環氫循環使用，分離出的輕質油出裝置，分離出的重質油全部出裝置，或者一部分循環至懸浮床反應器，另一部分出裝置。本發明可處理高瀝青質、膠質、硫、氮、高殘碳及高金屬的重、渣油，具有工藝流程簡單、操作靈活、原料適應性強、裝置運轉周期長、投資低和運行成本低等特點。
文檔編號C10G67/00GK102533324SQ201010605419
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月20日 優先權日2010年12月20日
發明者李立權, 程國良 申請人:中國石化集團洛陽石油化工工程公司, 中國石油化工股份有限公司