[发明专利]一种重油加氢反应器及加氢方法

说明书

本发明公开了一种重油加氢反应器及加氢方法。该反应器包含反应器外筒体、沿反应器轴向设置的内筒I和内筒II，内筒I由上而下横截面积逐渐减小，内筒II由上而下横截面积逐渐增大；内筒I、内筒II和反应器外筒体之间构成环形空间；所述的内筒I装填加氢催化剂I，环形空间装填加氢催化剂II，加氢催化剂I的活性高于加氢催化剂II的活性。本发明通过内筒II设置的减黏组件使物料黏度降低后依次经过内筒I及环形空间发生加氢反应，提高重油液相加氢反应的传质过程推动力和反应速率，控制反应物料与不同活性催化剂的接触时间，减缓催化剂表面结焦，减少轻质油深度裂解反应，提高重油液相加氢反应过程的液体收率和重质脱杂质转化率。

技术领域

本发明属于石油化工领域，具体地涉及一种重油加氢反应器及加氢方法。

背景技术

随着原油重质化、劣质化趋势的加氢，原油的组分越来越重，即重质原油的比例越来越高，因此重油加氢处理技术的进步成为加氢过程研究的关键之一。重油加氢反应器分为多种类型，如固定床加氢反应器、悬浮床加氢反应器、沸腾床加氢反应器等，以固定床加氢反应器的应用最为广泛，其中上流式固定床反应器能够处理多种类型的重质油品，在油品加氢过程中显示出了独特的优势，如劣质油品渣油、煤液化油中由于杂质含量高，容易造成加氢催化剂中毒或者催化剂孔道堵塞而快速失活，并且杂质可能堵塞床层使压降快速升高导致反应器工况变差，甚至无法正常操作，若采用上流式加氢反应过程使气液并流向上运动造成催化剂床层的膨胀，可以增加床层的空隙率，避免催化剂床层的堵塞。

在重油加氢工艺中，液相加氢工艺过程相比于传统的固定床气/液/固三相加氢工艺而言，具有加氢反应速率快、反应效率高、能耗低、投资少等诸多优势，得到广泛认可和应用，因此，上流式液相加氢反应过程综合了上流式加氢反应器和液相加氢反应工艺过程二者的优势，应用于加氢过程已经显示出了一定的优势。但是，重油液相加氢加氢反应器及反应工艺中仍然存在如下问题：（1）重油黏度大，氢油传质速率低，导致反应速率低；（2）重油加氢过程的反应停留时间不易控制，停留短达不到反应要求的深度，而反应停留时间长副反应或裂解及催化剂结焦严重的问题。

CN 109306272A提出了一种重油加氢处理系统，该重油加氢处理系统包括主反应器和至少一个子反应器，主反应器包括第一筒体，第一筒体用于盛放物料，子反应器包括：混合单元，用于将物料和氢气混合，混合单元包括第二筒体，第二筒体上设置有物料入口、氢气入口和第一出口，物料入口与第一筒体的出口连通；强化装置，强化装置的入口与第二筒体的第一出口连通，强化装置的出口与第一筒体的容纳腔连通，强化装置用于给物料提供能量以使物料发生裂化反应。

CN 108659882 A提出了一种重油加氢方法及其加氢系统，其中，所述重油加氢方法包括：将重油、循环油、硫化剂和催化剂混合，与氢气在第一反应器中进行加氢裂化，得到第一反应产物；将第一反应产物的部分物料返回第一反应器中，将其余物料在第二反应器中进行加氢裂化，得到第二反应产物；将第二反应产物分离为轻组分和重组分，将部分重组分返回第二反应器中，将其余重组分分离得到馏分油做为循环油；将轻组分在第三反应器中进行加氢精制得到轻油产品。该发明方法主要是为了提高传热、传质效率，保证物料在反应器内足够的停留时间，提高重油转化率和轻质油收率，但只是通过常规的加氢反应器结构，更不能有效的控制催化剂与原料的接触时间，也不能保证重油转化率和轻质油收率。

CN202063881U公开了一种液相加氢反应器，反应器顶部封头内设置混合器，混合器有混合油进料口和氢气入口，溶氢混合物出口和气体出口，混合物溶氢混合物出口插到反应器液相中。该专利的目的是通过混氢器在反应器内的结构，来增加气液相接触面积，使氢气溶解在混合油中，来提高加氢反应效率。

CN200810117101.1提出了一种上流式反应器及其应用，上流式反应器包括位于反应器底部的初始分布器和初始分布器上方的中间分布器，初始分布器由一个锥形折流板和一个位于其上方的筛板组成；中间分布器由开孔筛板和筛板板串结构组成，该发明所提供的上流式反应器的目的是实现气体均匀分布，从而提高催化剂的利用率。