[发明专利]一种液相加氢系统及液相加氢方法

说明书

本发明公开了一种液相加氢系统及液相加氢方法，该系统包括溶氢区和高效加氢反应区，所述的溶氢区内设置若干溶氢设备，溶氢设备包括溶氢设备壳体，溶氢设备壳体内部包含若干并联溶氢组件；高效加氢反应区包括多个串联管式反应器；所述管式反应器的外形为“U形”，包括两侧的直管段、底部连通两侧直管段的水平段。本发明方法以溶氢区形成的“油包气”型气液混合流体作为液相加氢反应的进料，进入高效加氢反应区内的“U形”管式反应器发生深度加氢反应，可大幅度降低加氢反应过程的补充氢油比，提高氢气利用率，降低氢耗及能耗，且能够持续的将反应过程产生的H₂S、NH₃等气体移出反应体系，提高并维持较高的加氢反应速率和反应效率，实现深度加氢反应。

技术领域

本发明属于石油化工领域，具体为一种液相加氢系统及液相加氢方法。

背景技术

液相加氢技术与常规的滴流床气\液\固三相加氢过程相比，具有工艺流程简单、节省投资、降低生产成本、反应效率高等优点。常规滴流床加氢反应过程中主要是以氢气进行传质，即氢气是从气相扩散并溶解到油中的速度是整个加氢反应的速率控制步骤。而液相加氢工艺则消除了氢气扩散传质的影响，使加氢反应在动力学控制区进行，即氢气溶解于原料油中来满足加氢反应所需氢气，在反应器中为纯液相反应，可消除氢气从气相到液相的传质影响，通过液体循环来溶解反应所需的氢气量，满足加氢反应的需要。在液相加氢技术中，不需设置氢气循环系统，改为增加液相循环油系统和溶氢系统，保证反应过程为氢气始终与油为单一相。

CN200810141293.X提出了一种液相加氢方法，取消了循环氢和循环氢压缩机，将氢气在溶剂或稀释剂存在下与新鲜反应进料和部分循环油混合形成混合物流，混合物流在分离罐中将气体分离后，液相进入反应器发生加氢反应，反应流出物一部分作为循环油，另一部分进入后续分馏系统。该方法由于化学耗氢远大于溶解氢，因此为了使反应器进料的油中溶解较多的氢气，设置了循环油和稀释剂，以达到反应过程所需的反应氢，使装置能耗大幅度增加，反应器体积也增加很多，同时还涉及后续过程稀释剂的脱除问题。

CN201644076U提出了一种液相加氢反应器，反应器包括反应器筒体和催化剂床层，反应器出口和反应器入口，特征在于：催化剂床层之间设置混合器，混合器油进料和氢气入口，混合器还设置有溶氢混合物出口和气体出口，混合器溶氢混合物出口浸在下一催化剂床层液体中，该混合物可有效的增加气液接触面积，使氢气溶解在混合油中，从而提高加氢效率。该加氢反应器是通过在床层间设置氢油混合器增加气液接触面积，目的是提高加氢效率，但是由于加氢反应过程中氢气在油中的分散状态不稳定，氢气容易向上扩散而逸出，也降低了氢气的利用率，另外设备较为复杂，与提高的加氢效率相比不是一种较为经济的方法。

CN103965959A提出了一种多级溶氢的液相加氢反应方法，是将循环液体物料与原料油混合，进入加热炉加热；氢气分为n路进入加热炉加热；一路氢气和液相物料在混合器中混合，进行第一级溶氢，其余（n-1）路氢气通过反应器床层的入口进入器内氢油混合构件与上一床层反应后的混合物进行混合，进行第二级溶氢，汽提出反应副产物H₂S和NH₃等物质，在反应器顶部设置反应压力控制系统，在每段反应器设置排气系统；反应产物进入汽提塔，汽提塔内设置氢油混合器，汽提出副产物H₂S和NH₃等物质，增加溶氢能力，汽提塔出来的油品一部分进入产品罐，一部分再循环。该发明方法的目的是在加氢反应的同时将H₂S和NH₃等物质排出反应系统，使固相催化剂接触的为液相反应物，提高反应效率。该方法中，一方面反应系统、循环系统及加热炉系统的组合使用使反应过程十分复杂，成本高且不易操作；另一方面引入了大量的循环物料，增大了反应器总体积；采用多次普通溶氢混合的方法无法实现氢气的稳定溶解分散，且造成氢气的大量浪费，降低了氢气利用率；常规固定床反应器难以实现深度加氢。

发明内容