[发明专利]一种双驱动弥散强化重油加氢反应系统及工艺

说明书

一种双驱动弥散强化重油加氢反应系统及工艺，在重油加氢复杂多相反应体系中产生数量及尺度可调控的微纳尺度反应强化微元，可从本质上全面提升重油加氢裂化微观反应过程中反应动力学速率和微观尺度分子扩散传递速率的协同匹配性，使得反应过程强化接近或达到重油加氢轻质化过程所涉及的主要化学反应的动力学极限。与现有的涉及气‑液、气‑液‑固等多相反应的多相流反应体系中的比相界面积提高2～3个数量级，总传质速率提高1～2个数量级，从本质上显著优化反应体系内的场分布，大幅提高原料转化率、提高反应体积空速、降低反应过程的化学氢耗，最终显著提升重劣质油轻质化过程的宏观反应速率。

技术领域

本发明属于反应过程强化技术领域，具体涉及一种双驱动弥散强化重油加氢反应系统及工艺。

背景技术

随着全球原油重质化、高硫化趋势不断加剧(全球剩余油气储量大约为100000亿桶，其中致密油、重油、油砂、油页岩油在内的重劣质油占比在70％以上，到2020年以后，全球石油产量的净增长将全部来自重劣质油、致密油、油砂等非常规能源的供应)，原油一次加工产生的渣油高硫、高氮、高金属、高残炭、高沥青质趋势加剧所带来的渣油加工难度不断攀升，客观上给渣油二次加工技术带来了巨大的压力与挑战。此外，随着全球范围内能源结构逐渐转型，轻质液体产品需求不断上升，石化产品需求加快，新建炼厂及现有炼厂升级改造趋势转变为炼油与石油化工物料互供、能量资源和公用工程共享的炼化一体化工艺，以提高石油资源的利用效率，降低投资和生产成本，适应油品和石化产品需求终端市场消费结构的变化。优化资源配置、降低投资和生产成本、提升产品附加值、加快转型升级、提高盈利水平成为全球炼化产业升级发展的必然趋势。

目前，包括减压渣油、环烷基重稠油等在内的劣质重油的二次加工技术路线可分为脱碳型与加氢型两大类。但脱碳型重油加工技术存在渣油利用率较低、副产20％-30％的高硫石油焦、轻质液收偏低、液体产品质量较差且仍需进一步加氢精制、加氢改质处理等技术瓶颈。而加氢型重油加工技术中，常规固定床加氢技术对进料中的残炭、金属、沥青质、胶质含量有着严格要求，且同样存在原料转化率低、催化剂用量大、空速低、投资高、运行成本较高等瓶颈；沸腾床加氢技术存在反应器内返混严重、催化剂磨损严重、催化剂的利用率低、投资强度高、操作复杂、渣油转化率不高、未转化渣油的安定性较差等技术缺陷；悬浮床加氢技术虽然原料适应性强，但因反应压力过高(16-30MPa)、产品二次加工性能差、投资强度高、系统结焦风险大(主要是反应器、循环管路、泵输设备等容易产生结焦堵塞)而无法实现工业装置长周期运行，严重限制了该技术的工业应用前景。

现有重油固定床加氢、沸腾床加氢、悬浮床加氢技术中存在的气-液-固三相传质传热效率低下、氢油比过高、反应器内温度场分布不均匀、原料转化效率低、原料轻质化程度低、产物组成较差、轻质液体收率偏低、系统易结焦堵塞而无法长周期运行等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在实现反应过程强化的同时，大幅提高化工过程原料利用率、目标产物综合收率、目标产物品质、装置产能强度、工艺技术经济性指标的双驱动弥散强化重油加氢反应系统及工艺。

为达到上述目的，本发明的系统包括：包括分别与伺服驱动器、弥散强化反应器和U型反应器相连通的进料系统；