[发明专利]一种液相加氢反应装置、系统和烃油液相加氢方法

说明书

一种液相加氢反应装置、系统和烃油液相加氢方法，液相加氢反应装置中，反应器包括混氢区(3)和反应区(15)，混氢区底部与反应区相通，反应区内装填加氢催化剂，其中，所述的混氢区设有液相入口(1)、气相入口(5)、气相出口(12)和压力检测设备(9)；气相入口和气相出口分别设有流量控制阀；所述的反应区设有液相出口(17)和流量控制阀。本发明提供的液相加氢反应装置结构简单，操作简便。烃油液相加氢方法混氢/溶氢过程中可降低传质传热过程阻力，提高溶氢效率。氢气的补入量可根据溶解消耗量自动补加，最大限度降低氢气的外排损耗。

技术领域

本发明涉及石油化工领域的反应器及反应方法，更具体地说，涉及一种烃油连续加氢反应装置及方法。

背景技术

加氢处理技术能够有效脱除石油化工产品中的S、N、O、金属、残炭等杂质，饱和或部分饱和烃类产品中的芳烃、烯烃、二烯烃，以及实现烃类分子的异构化、环化、芳构化、裂化等反应过程，在石油化工生产过程中具有非常重要的作用。

目前加氢处理过程大多采用传统的滴流床技术。由于加氢过程大多为强放热，而为了反应取热以控制反应器温度，以及出于抑制催化剂积碳等副反应的考虑，常规采用的方法是氢气大量循环，此方法需要配备复杂的循环氢系统，相应的反应器体积也较大，势必增大装置投资以及操作能耗。

为了克服上述滴流床加氢技术所存在的不足，有技术研究人员提出了液相加氢技术，它是将氢气溶解于原料油中来满足加氢反应所需氢气，并通过液体循环以溶解足量的氢气，以满足加氢反应的需要，其反应在液相条件下进行。液相加氢工艺技术节省了循环压缩机系统、高分系统及其相应设备，可以大大节约投资和能耗。同时由于液相加氢工艺技术可以消除催化剂的润湿因子影响，而且循环油的比热容大，从而提高催化剂的利用效率，大大降低反应器的温升，降低裂化等副反应。

US6213835、US6428686公开了一种加氢处理方法，将新鲜原料及稀释剂先与大量氢气混合，所述的稀释剂是指对氢气具有较高溶解度的物质，如循环的加氢裂化产物等，然后将得到混合物经气液分离装置分离出多余的气体后进入反应器中与催化剂接触并进行反应。虽然在反应器部分是液相体系，但仍然是采用了过量的氢气与原料及循环物料的预混合，并经过气液分离将多余的氢气外排。CN101280217A、CN105647577A和CN101787305A也采用的是类似的流程，在反应器前均设置有气液分离装置。针对反应器前的预混氢过程可采用不同的方法，如CN105733662A提出采用微气泡发生器，CN103773441A所用混合器选自旋涡混合器、静态混合器、或射流混合器，CN103666547A则是将氢气通过平均孔径为纳米尺寸的通孔注入烃油中，实现氢气高度分散并以较快的速度溶解在烃油中。CN208583196U则公开了一种新型溶氢器，它采用多层结构，每一层都设置有分散平板、膜层以及溢流挡板，其中所述的膜层具有纳米级孔径的微孔。CN109731512A则更是采用了结构复杂的微通道混合器用于烃油与氢气的混合。

从现有技术中看出，反应物料的混氢溶氢过程是液相加氢技术的一个重要环节和关键步骤。对于上述混氢过程，大多采用的方法是以烃类物流为连续相，氢气为分散相，而气体在烃油液相中的分散往往存在不均匀现象，从而导致混氢溶氢过程效果不佳，进而影响催化剂性能的发挥及最终的反应效果，而过量氢气的外排也是一种物料和能量的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在现有技术的基础上，提供一种液相加氢反应装置及烃油加氢方法。通过对氢气的溶解和传递过程进行强化，实现了氢气的快速溶解平衡，提高氢气利用率和加氢过程的反应效率。

本发明提供的一种液相加氢反应装置，反应器包括混氢区I和反应区II，混氢区底部与反应区相通，反应区内装填加氢催化剂，其中，所述的混氢区设有液相入口1、气相入口5、气相出口12和液位检测设备13，气相入口和气相出口分别设有流量控制阀；所述的反应区设有液相出口17和流量控制阀，反应区流量控制阀的开度与混氢区液位连锁控制。

一种液相加氢反应系统，由至少两台上述的液相加氢反应装置串联或并联连接。