[发明专利]一种加氢反应器及加氢工艺

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭及石油化工技术领域，具体涉及一种加氢反应器及加氢工艺。

背景技术

煤干馏或煤气化过程中产生的煤焦油是一种含有不同沸程馏分的混合物，如石脑油馏分、柴油馏分、蜡油馏分及煤沥青馏分，不同沸程馏分的密度、粘度、残炭含量、金属含量、沸点等性质差别很大，因此，在进行加氢转化时，不同沸程馏分所需的反应压力、反应温度、催化剂配制、反应速率、反应放热等均存在较大差异。

对于中小规模的加氢装置来说，若将不同馏分在不同的条件下分别进行加氢会大大提高成本，不够经济；若将全馏分的煤焦油在常规的轴向固定床反应器内采用相同的反应条件(温度、压力、催化剂)下进行反应，可能会出现下述问题：1)若适应重组分油品，则反应温度较高，这时轻组分油品反应速率过快，不能有效控制，且反应过程中，轻组分急剧放热容易造成床层“飞温”；2)若适应轻组分油品，则反应温度相对较低，对于重组分来说流动性太差，导致床层压降过大。

近些年来，国内外采用悬浮床加氢反应器来处理全馏分的煤焦油，悬浮床加氢反应器可以将煤焦油中的重组分裂化为轻组分，并且可以将重组分中的绝大部分的金属杂质吸附掉。目前比较节能和简单的办法是在一段加氢反应流程中悬浮床加氢反应器的产物直接进行在线加氢，通过热高压分离器对悬浮床反应器反应流出物进行汽液分离后，对汽相进行适当冷却后直接送至固定床加氢反应器内进行加氢精制反应。这种做法存在如下问题：1)悬浮床加氢反应器的反应温度一般都较高(420℃～450℃)，轻组分在此温度下一般为气相，气相在悬浮床反应器内的停留时间较短，因此没有经过充分的加氢反应，轻组分中仍含有大量的烯烃、二烯烃等组分，容易造成固定床加氢反应器的“飞温”；2)虽然在此过程中已经通过热高压分离器对悬浮床反应流出物进行了汽液分离，悬浮床加氢催化剂绝大部分已被分离至液相中，但仍不可避免存在一些雾沫夹带等现象，导致进入固定床反应器的原料油中会携带一些催化剂颗粒，这部分颗粒会在反应器催化剂床层上积累，导致床层压降增大，缩短装置使用周期。

发明内容

因此，本发明提供一种适合加工宽馏分煤焦油的加氢反应器及工艺来解决轻重组分无法混合加氢的问题以及悬浮床产物携带催化剂影响装置长周期运行的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种加氢反应器，至少一层反应床层包括：

径向催化剂套管，设有若干个，具有外套筒和套设于所述外套管内的内套筒，及盖在所述外套筒和所述内套筒上部的盖板，所述外套筒和所述内套筒的筒壁设有开孔；

持液板，周缘与所述反应器壳体密封连接；所述径向催化剂套管以轴向竖直地设于所述持液板上，且对应所述内套筒内腔的所述持液板成型有通向下部床层通孔。

可选地，所述外套筒与所述内套筒同轴设置。

可选地，所述外套筒与内套筒的筒径比为5/1～5/3。

可选地，所述内套筒高度与内套筒的直径比为5/1～20/1。

可选地，若干个所述径向催化剂套管在所述加氢反应器内均匀设置；所述径向催化剂套管的数量为1～50个。

可选地，所述外套筒和内套筒之间为催化剂床层，所述催化剂床层距离底部的10％～40％体积区间填充重油组分催化剂，其余上部体积区间填充轻质油组分催化剂。

可选地，所述重油组分催化剂为一种加氢保护催化剂，不含或含少量的加氢活性金属组分，主要吸附重油组分中的金属杂质，具有高的容金属性能；所述轻油组分催化剂为一种含有5wt％～30wt％的加氢活性金属组分的加氢精制催化剂，主要参与轻油组分中的烯烃、二烯烃等易反应组分；所述加氢活性金属组分选自至少一种第Ⅷ族金属组分和至少一种第VB族金属组分。

可选地，所述径向催化剂套管开孔孔径小于所述重油组分催化剂和轻油组分催化剂粒径。

可选地，所述催化剂床层的催化剂粒径为0.5mm～3mm，所述重油组分催化剂与所述轻油组分催化剂粒径相同。

一种使用上述的加氢反应器的煤焦油加氢工艺，包括以下步骤：

煤焦油被加热或被冷却到300～350℃，使得煤焦油中馏程范围小于300℃的轻组分的汽化率大于80wt％，馏程范围大于300℃的重组分的气化率小于30wt％；

煤焦油从加氢反应器入口进入，经预分配器打散；

散落在所述持液板上的重组分油品和汽化的轻组分油品分别穿过重油组分催化剂和轻油组分催化剂进行加氢反应；

穿过径向催化剂床层后的气液两相进入所述内套筒内腔，并沿内套筒内侧流经所述持液板底部的所述通孔进入后续床层。