一種渣油加氫方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種渣油加氫方法，具體地，涉及一種采用內環流式沸騰床反應器對 渣油進行加氫處理的方法，該方法特別適合于加工劣質渣油。
【背景技術】
[0002] 世界原油的重、劣質化日益嚴重而市場對輕質油品的需求持續增長，因此渣油加 氫作為渣油改質和輕質化的有效手段，已經成為煉油工業的發展重點之一。目前工業上最 常用的渣油加氫技術包括固定床技術和沸騰床技術，其中沸騰床加氫工藝具有以下優點： 可加工高金屬含量、高殘炭值的重、劣質原料；反應器溫度易控且均勻，壓降低且恒定；可 在線加入和取出催化劑，因此催化劑性能可以在整個操作周期保持恒定；可達到較高的轉 化率和較長的操作周期。但沸騰床加氫工藝也存在較明顯的缺點，突出反映在工藝復雜，反 應效率低，產品質量也較差。這可以從沸騰床反應器和催化劑級配技術兩方面的原因進行 分析。
[0003] 沸騰床加氫工藝的核心在于沸騰床反應器。現有的工業化沸騰床加氫技術包括 H-oil工藝和LC-Fining工藝等，這兩種工藝的沸騰床反應器內設置有循環杯進行氣液分 離，分離出的油品經循環下降管和循環泵進行循環。因此，現有沸騰床加氫工藝存在著以下 不足：（1)工藝操作復雜，需要使用復雜的料面監控儀和循環油泵；系統穩定性差，循環油 泵發生故障時催化劑會因無法流化而向反應器底部沉降，造成裝置被迫停工。（2)反應器內 催化劑藏量較低，反應器空間利用率低。（3)能耗大，固體催化劑的流化靠循環油泵打入大 量的循環油來實現。（4)循環下降管中氫氣很少，為非臨氫環境，液體在高溫下會發生二次 裂解反應結焦而降低產品質量。
[0004] 沸騰床反應器改進的方向主要包括：降低操作的復雜性，提高反應器的空間利用 率，降低能耗，提高反應器的操作彈性等。CN1448212A提出了一種新型的沸騰床反應器，該 沸騰床反應器取消了復雜的料面監控儀和循環油泵，因此具有結構簡單、操作容易等特點。 但由于該反應器使用粒徑為0. 1-0. 2mm的固體催化劑，因此操作彈性較小，催化劑容易帶 出反應器，影響系統的操作穩定性。
[0005] 沸騰床反應器內物料處于三相返混狀態，如果在同一反應器內使用多種催化劑的 組合，這些催化劑會在反應區內基本呈均勻分布，這樣某些孔徑較小、容金屬能力較差的催 化劑也會在反應器入口遇到較劣質的原料，孔口會很快被沉積的金屬和積炭堵塞，造成加 氫活性快速下降，而那些孔徑較大、容金屬能力較強的催化劑活性下降則會慢很多。這樣不 同催化劑失活不同步，而取出失活催化劑時又無法對這兩種催化劑進行區分，最終會造成 催化劑利用率低，經濟效益差。因此，現有單個沸騰床反應器內一般只能使用一種催化劑， 無法像固定床工藝那樣使用多功能催化劑的組合，現有沸騰床中不同催化劑級配的技術一 般是通過多段反應器來實現的。
[0006] CN1458234A公開了一種串級式沸騰床渣油加氫方法和設備，通過內構件的設置將 單個沸騰床反應器分為兩段或兩段以上，每段單獨加排催化劑，所以可以在單個反應器內 實現加氫脫金屬和加氫脫硫、脫氮等催化劑的級配。但該方法使用大量內構件，有反應器體 積效率低，操作復雜性高和穩定性低等缺點。
[0007] CN102443414A公開了一種重質油原料油沸騰床加氫處理方法，其要點在于在同一 個沸騰床反應器內使用至少兩種催化劑的混合催化劑，催化劑A的可幾孔徑為15-30nm，孔 徑30-300nm的孔占總孔容的35%-60%，催化劑B的孔直徑在5-20nm的孔至少占總孔容的 70%。該方法雖然在同一沸騰床反應器內實現了多種加氫催化劑的級配優化，但是由于混合 的兩種催化劑都會直接跟剛進入反應器的劣質原料接觸反應，催化劑B有大量的小孔，其 容金屬能力較差，孔口會很快被沉積的金屬和積炭堵塞，造成加氫脫硫活性快速下降，而催 化劑A活性下降則會慢很多。這樣兩種催化劑失活不同步，而取出失活催化劑時又無法對 這兩種催化劑進行區分，最終會造成催化劑利用率低，經濟效益差。
[0008] CN102453525A公開了一種多段沸騰床加氫工藝，其使用的反應器至少包括一個內 循環區，內循環區由圓形套筒和錐形擴散段以及一個導向結構構成。在其一種實施方式中， 從反應器底部到頂部的內循環區使用催化劑的活性依次增加，粒度減小。由于各內循環區 間的液速差別很小，不同粒度的催化劑會較大比例的在各循環區內返混，因此還是無法避 免催化劑失活不同步卻無法分別采出的問題。
【發明內容】
[0009] 本發明的目的是為了克服現有的渣油加氫工藝中存在的問題，提供一種新的渣油 加氫方法。
[0010] 本發明提供了一種渣油加氫方法，該方法在沸騰床反應器中進行，所述沸騰床反 應器內從上至下依次設置有三相分離區、沸騰區和環流區，所述渣油加氫方法包括：從所述 沸騰區的上部注入沸騰床加氫催化劑和懸浮床加氫催化劑，使渣油和氫氣在所述沸騰床反 應器內進行加氫反應。
[0011] 根據本發明的所述渣油加氫方法，工藝操作容易，能耗低、操作彈性大，同時可以 實現不同功能的加氫催化劑在同一沸騰床反應器內進行級配，使得其反應效率較高，產品 質量較好。
[0012] 在優選情況下，實施本發明所述的渣油加氫方法的沸騰床反應器包括：殼體、三相 分離部件、內管和氣液分布器，所述三相分離區、所述沸騰區和所述環流區設置于所述殼體 的內部，所述三相分離部件設置于所述三相分離區，所述內管設置于所述環流區，所述氣液 分布器設置于所述內管的底部，其中，所述三相分離部件包括沿周向形成的錐形擋板和設 置于該錐形擋板上方的中空回轉體，所述錐形擋板上設置有通孔，所述通孔到所述殼體的 縱向中心軸線的最小距離大于所述中空回轉體的內側到所述殼體的縱向中心軸線的最小 距離，所述中空回轉體的上部為倒錐臺形，下部為錐臺形，所述三相分離部件的四周與所述 殼體的內壁分離，并且對應于所述中空回轉體的殼體的側壁上設置有液體排出口。
[0013] 在上述優選的沸騰床反應器中，通過在殼體內設置內管，并且使氣液分布器位于 所述內管的底部，使反應器內形成環流區，物料在反應器內環流區的循環完全可以由入口 物料的動能以及上升管（即所述內管）和下降管（即由所述內管和所述殼體構成的環形管） 中物料的密度差來共同推動，從而可以取消能耗大的循環泵；此外，通過在環流區上部設置 沸騰區作為環流區和三相分離區之間的緩沖，可以最大程度地降低環流區高速度的物流對 三相分離區的沖擊，同時通過優化三相分離部件，提高了三相分離的效率和彈性，從而可以 取消操作復雜的料面監控儀。上述幾個方面的改進使得沸騰床反應器在反應過程中更加節 能，并且操作更加簡便。
[0014] 而且，在上述沸騰床反應器的運行過程中，下降管內是氣液固三相共存的狀態，因 而在下降管中仍然可以進行反應，從而大大提高了反應器的利用效率；并且還保證了下降 管的臨氫氣氛，因而大大減少了非臨氫環境下的熱裂解反應的發生，從而可以避免由于非 臨氫氣氛的熱裂解反應而產生的結焦。
[0015] 本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0016] 附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：
[0017] 圖1是本發明所述的渣油加氫方法中使用的沸騰床反應器的優選實施方式的結 構示意圖；
[0018] 圖2是本發明所述的渣油加氫方法中使用的沸騰床反應器的優選實施方式的結 構示意圖；
[0019] 圖3是本發明所述的渣油加氫方法中使用的沸騰床反應器的優選實施方式的結 構示意圖；
[0020] 圖4是圖3所示的沸騰床反應器的參數示意圖；
[0021] 圖5是本發明所述的渣油加氫方法中使用的沸騰床反應器的優選實施方式的結 構示意圖；
[0022] 圖6是氣液分布器的一種實施方式的結構不意圖。
[0023] 附圖標記說明
[0024] 1 殼體 2 三相分離部件3 內管
[0025] 4 氣液分布器 5 沸騰床加氫催化劑入口
[0026] 6 催化劑排出管 7 進料口 8 排氣口
[0027] 9 液體排出口 10 噴嘴 14懸浮床催化劑入口
[0028] 20錐臺形擋板 21錐形擋板 22 中空回轉體
[0029] 24氣體分離管 25通孔
【具體實施方式】
[0030] 以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描 述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0031] 在本發明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如"上、下"通常是指參考附 圖所示的上、下；"內、外"是指相對于各部件本身的輪廓的內、外。
[0032] 本發明提供的所述渣油加氫方法在沸騰床反應器中進行，所述沸騰床反應器內從 上至下依次設置有三相分離區、沸騰區和環流區。
[0033] 優選情況下，如圖1-5所示，所述沸騰床反應器包括殼體1、三相分離部件2、內管 3和氣液分布器4,所述三相分離區、所述沸騰區和所述環流區設置于所述殼體1的內部，所 述三相分離部件2設置于所述三相分離區，所述內管3設置于所述環流區，所述氣液分布器 4設置于所述內管3的底部，其中，所述三相分離部件2包括沿周向形成的錐形擋板21和設 置于該錐形擋板21上方的中空回轉體22,所述錐形擋板21上設置有通孔25,所述通孔25 到所述殼體1的縱向中心軸線的最小距離大于所述中空回轉體22的內側到所述殼體1的 縱向中心軸線的最小距離，所述中空回轉體22的上部為倒錐臺形，下部為錐臺形，所述三 相分離部件2的四周與所述殼體1的內壁分離，并且對應于所述中空回轉體22的殼體1的 側壁上設置有液體排出口 9。