[发明专利]一种多重优化的浆态床加氢反应器及其用途与设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种浆态床加氢反应器及与其配套的相关工艺，属于石油化工和煤化工领域。

背景技术

近年来，随着原油开采量的不断增加和常规原油储量的不断减少，原油劣质化趋势越来越严重，原油直接蒸馏得到的中间馏分油及焦化、催化裂化等二次加工得到的中间馏分中的S、N含量也相应增加。而市场对轻质油的需求不断增加，人们环保意识的不断增强，环保法律法规对发动机尾气排放要求更加严格，各种燃油标准要求S、N的含量也更加苛刻。因此，如何降低中间馏分中的硫、氮等杂质含量以满足环保要求是各炼厂所面临的重要问题。

在此现实环境下，重/渣油轻质化越来越受到重视。在重油加氢、煤直接液化和煤混炼工艺中，浆态床加氢具有操作灵活和原料适应性强以及可以处理高金属、高沥青质含量的重、劣质原料油及油煤混合物等特点而成为重要的研究方向。浆态床加氢过程为：首先将烃原料与催化剂混合均匀，然后与氢气混合以上流式从反应器底部进入反应器，进行加氢裂化、加氢脱硫、脱氮、脱金属反应。

浆态床加氢通常采用空筒式或有简单内构件的反应器，催化剂通常为固体微粒催化剂，以烃原料为载体连续进出反应器。反应器中没有固定的催化剂床层，催化剂加入量很少，通常占原料量的百分之几至万分之几。因此在此反应条件下，原料与催化剂的接触不紧密，不利于原料与氢气和催化剂之间的传质传热反应。特别是劣质重/油以及煤原料中固体含量较多，反应速度较慢，又由于比重较大，经常会发生未充分反应的固体物料堆积于反应器塔体底部的情况，既导致转化率的降低也严重影响反应器内进一步反应的进行。

国外相关专利提出一种增设内循环式反应器结构，将沸腾床反应器使用的内循环结构用于悬浮床反应器，以增强反应器内的返混效果，强化烃原料与催化剂及氢气之间的传质和传热过程，提高加氢转化效果。其缺点在于其将整个反应器形成一个循环区，新鲜进料与转化后物流进行充分返回，使得单个反应器的转化率低，反应器串联个数多；其催化剂需要在线加入和回收，占地面积大，建设成本和操作费用高。

发明内容

本发明提供一种多重优化的浆态床加氢反应器，增设强制内循环结构，增强了反应物的返混程度，提高了原料转化率和轻油收率，同时还解决了结焦、堵塞及飞温问题。

本发明的技术方案：

一种多重优化的浆态床加氢反应器，具有反应器塔体、进料口和出料口，所述进料口位于所述反应器塔体的下部，所述出料口位于塔体顶部，其特征在于还包括内循环结构和进料分布器，

所述内循环结构包括循环泡罩、循环管和循环泵，所述循环泡罩和循环管位于反应器塔体内，所述循环泡罩为上部开口的上底面大于下底面的台状空心杯，下端连通所述循环管的上端，所述循环管的下端通向所述反应器塔体底部并连通位于塔体外部的循环泵；所述进料口包括入口进料口和循环进料口，所述进料分布器包括入口进料分布器和循环进料分布器，位于所述塔体内下部塔体内壁与循环管之间并分别对应入口进料口和循环进料口，反应物料通过入料进料口后再通过所述入口进料分布器进入塔体，所述内循环结构回收的循环物料通过循环泵进入循环进料口后再通过所述循环进料分布器进入塔体。

所述反应塔体竖直布置，所述循环管的高度为反应塔体高度的20-95％。

优选的所述循环管高度为反应塔体高度的70-92％，所述循环管直径为塔体内径的30-50％。

优选的所述塔体高度为3500mm，内径为200mm；所述循环管高度为3200mm，直径为80mm。

包括多个冷氢入口，沿所述塔体的圆周侧壁均匀分布。

包括冲洗油进口，设置在反应器上部和下部各1-6个，沿所述塔体的圆周侧壁均匀分布。

所述反应器塔体内壁具有含钛合金的复合材料的涂层。

包括紧急泄压口，位于所述塔体外部，所述循环管和循环泵之间或所述循环泵和循环进料口之间。

所述反应器串联使用，串联数量为2-3个。

上述的一种多重优化的浆态床加氢反应器的用途，用于重油加氢工艺、煤直接液化工艺和油煤混炼工艺，所述重油为重质原油、渣油、催化油浆、脱油沥青、煤焦油的一种或者多种组合，所述煤为褐煤、烟煤、不粘煤中的一种或者多种组合，油煤混炼中油与煤的比例范围为97:3-40:60。

还包括对于以上浆态床加氢反应器的设计方法。

本发明的有益技术效果：