[发明专利]上进碳氢料的液体产物循环式上流膨胀床加氢反应器系统

说明书

上进碳氢料的液体产物循环式上流膨胀床加氢反应器系统，特别适合于杂质气体携带量高或快速反应生成大量气体的碳氢料2级或多级加氢反应过程如褐煤加氢直接液化反应过程的初期加氢反应器，使褐煤携带的水分和易反应羧基快速加氢产物COx快速离开加氢反应过程，避免它们通过反应器主体反应空间从而大幅度提高气相氢气分压、降低稀释氢气数量、提高反应空间液含率；也可直接回收循环料全部反应产物携带的反应热，完成反应产物的降温避免使用急冷油或过多使用急冷氢气；还可降低顶部的分离空间温度，使得产物气相中的中质烃部分冷凝成为循环液而提高供氢剂利用率；降低了循环管内循环液温度，可抑制少氢气的循环管结焦，延长操作周期。

技术领域

本发明涉及上进碳氢料的液体产物循环式上流膨胀床加氢反应器系统，特别适合于杂质气体携带量高或快速反应生成大量气体的碳氢料2级或多级加氢反应过程如褐煤加氢直接液化反应过程的初期加氢反应器，使褐煤携带的水分和易反应羧基快速加氢产物COx快速离开加氢反应过程，避免它们通过反应器主体反应空间从而大幅度提高气相氢气分压、降低稀释氢气数量、提高反应空间液含率；也可直接回收循环料全部反应产物携带的反应热，完成反应产物的降温避免使用急冷油或过多使用急冷氢气；还可降低顶部的分离空间温度，使得产物气相中的中质烃部分冷凝成为循环液而提高供氢剂利用率；降低了循环管内循环液温度，可抑制少氢气的循环管结焦，延长操作周期；原料煤浆吸收中质烃的消泡效应，利于改善顶部气液分离效果。

背景技术

本发明所述碳氢料，包括碳氢粉料如煤、碳氢液料如劣质重油。

本发明所述碳氢料加氢反应过程，可以是煤加氢直接液化反应过程、劣质重油加氢反应过程、煤油共加氢反应过程。

本发明所述膨胀床反应器，为立式上流式反应器，使用催化剂时属于膨胀床反应器；立式指的是安装后工作状态反应器的中心轴线垂直于地面；上流式指的是反应过程物料主体流向由下向上穿行通过反应空间或催化剂床层或与上行的催化剂同向流动；膨胀床指的是工作状态催化剂床层处于膨胀状态，催化剂床层膨胀比定义为催化剂床层有反应原料通过时的工作状态的最大高度CWH与该催化剂床层的空床静置状态的高度CUH之比值KBED，通常，KBED低于1.10时称为微膨胀床，KBED介于1.25～1.55时称为沸腾床，而悬浮床被认为是最极端形式的膨胀床。

本发明所述返混流膨胀床反应器，指的是使用膨胀床反应器的反应区或主反应区的操作方式存在液流返混或者说存在循环液；返混流或循环液，指的是流程点K处的中间产物XK或最终产物XK中的至少一部分液相XK-L作为循环液流XK-LR返回物流XK上游反应区，循环液流XK-LR的反应产物流过K点并存在于XK之中。形成返混流的方式可以是任意合适的方式，如设置内置式内环流筒、内置式外环流筒、内置式集液杯+导流管+循环泵、外置式循环管等。

本发明所述液体产物循环上流式膨胀床加氢反应器系统，指的是使用膨胀床反应器的反应区或主反应区的操作方式存在液体产物返回上游反应空间循环加工或者说存在液体产物循环；加氢反应器内的液体产物循环，指的是流程点K处的中间产物XK或最终产物XK中的至少一部分液相XK-L作为循环液流XK-LR返回物流XK上游反应区，循环液流XK-LR的反应产物流过K点并存在于XK之中。形成液体产物循环的方式可以是任意合适的方式，但是必须在反应器内的顶部空间设置气液分离区，得到循环液和其它产物，即设置内置式集液杯+导流管+循环增压器，循环增压器通常是循环泵，可以布置在反应器内部或外部。

本发明所述反应器内设置的集液杯或集液器，指的是布置于反应器内的用于收集液体的容器，通常上部或上部侧面开口，底部或下部侧面安装导流管用于输送或排出收集液；膨胀床反应器的顶部集液器，通常安装在气液物料的脱液区，得到含有少量气泡的液体和气液混相物流或得到液体和气体，至少部分液相产物经过循环泵加压后返回反应空间循环加工。典型的例子是H-OIL工艺使用的重油沸腾床加氢反应器、煤加氢直接液化反应器。

本发明所述热高分器，指的是用于分离加氢反应中间产物或最终产物的气液分离设备。