CN109181762B - 一种劣质油的多级悬浮床加氢装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，所述加工装置包括反应单元和产物分离单元，所述反应单元包括第一反应装置以及与第一反应装置连接的第二反应装置；所述第一反应装置包括串联连接的多级全混合式悬浮床加氢反应器；所述第二反应装置包括一台一次通过式悬浮床加氢反应器。所述加工装置结构简单，所述加工方法简便易操作，提高了重质油的转化率，且能够处理固含量高达50％的劣质油，本发明提供的加工装置及方法能够减缓加工过程中的结焦现象，使所述加工装置能够长周期稳定运行。

Description

一种劣质油的多级悬浮床加氢装置及方法

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种加氢装置，尤其涉及一种劣质油的多级悬浮床加氢装置及方法。

背景技术

重质油中一般含有较多的胶质和沥青质，并且含有较多的金属杂质，其包含数量繁多的大分子烃类，还集中了原油中大部分硫、氮、氧及金属化合物。由于重质油含有杂质较多且燃烧性能奇差，因此不适合直接用于内燃机和锅炉燃料。但是目前，对轻质燃料油的需求正在大幅增长，原油的价格一直在高位运行；与此同时，原油资源的重质化、劣质化却日趋明显，这就对原油的加工深度提出了更高的要求。随着加工原料的劣质化，减压渣油中的金属含量、残炭和沥青质含量都不断增加。

悬浮床加氢轻质化是重质劣质油加工重要路径之一，悬浮床加氢工艺将高分散的细颗粒催化剂或添加物与原料油和氢气一起通过反应器，是一种投资和操作费用较低的劣质重油深加工方法，具有原料适应性强、工艺简单、转化率及脱金属率高、轻油收率高等特点。因此，重油悬浮床加氢技术处理引起了国内外的广泛关注。固定床加氢技术无法满足对杂质含量较高的原料进行处理的要求，同时现有的悬浮床加氢工艺，为了方便控制反应进行，都是采用的二级反应，反应产物中仍有很大比例的未转化重油，生产效率较低。

贾丽等在当代化工,2007,36(5):447-450，发表了题为悬浮床与固定床渣油加氢改制技术的区别的文章，该文献公开了悬浮床渣油加氢以及固定床渣油加氢的区别，该文献指出，悬浮床渣油加氢和固定床渣油加氢改质技术在催化剂组成和性质、反应机理及工艺过程等方面有很大的区别，是渣油加氢处理的两种不同的路线。固定床渣油加氢是较成熟的技术，渣油原料经固定床处理后，得到部分柴油、少量石脑油和重油裂化催化原料，但其对原料的残炭和金属含量有严格的要求，而悬浮床加氢技术原料适应性强，操作灵活，可以根据实际情况调整操作参数，但其产品质量较差，需要二次加工。

CN 1459490 A公开了一种重油悬浮床加氢裂化工艺，该工艺所用的加氢裂化反应器为全反混式环流反应器，并附有与之相配合的固定床加氢精制反应器，而且该工艺在产物分离系统中设置了多个旋流分离器，大大降低了循环尾油和减压尾油的固体含量，该工艺虽然能够提高渣油的转化率但是设置了旋流分离器，增大了设备投资，操作工序繁琐。

CN 1335366 A公开了一种重渣油加氢转化方法，其包括如下步骤：首先将反应原料在第一段悬浮床加氢装置中进行低温长时间加氢转化的预处理，经预处理后的反应流出物再在第二段悬浮床加氢装置中进行高温短时间加氢转化。上述技术采用第一段悬浮床加氢预处理，使渣油中的沥青质也更好的分散在胶体悬浮液中，使渣油在进行第二段高温悬浮床加氢转化时，反应生焦率降低了，在一定程度上提高了悬浮床渣油加氢工艺的转化率，但是该工艺氢耗较高，不利于节约资源。

CN 107177372 A公开了一种重油原料的悬浮床加氢方法，所述方法为：将包括重油原料、氢气以及吸附剂的反应进料送入反应单元进行悬浮床加氢反应，以得到加氢产物；其中，所述反应单元为多个串联连接的悬浮床加氢反应器；所述吸附剂为多孔碳质材料；本发明还提供了利用上述方法进行重油原料加氢处理的加氢系统。该方法提高了原料重质组分与沥青烯的转化率，但该方法添加了吸附剂，增加了产品中的固含量，不利于后续工序的加工处理。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法。该方法通过全混合式悬浮床加氢反应器以及一次通过式悬浮床加氢反应器的串联步骤以及加氢工艺参数的选择配合，提高了重质劣质油的转化率，提高了生产效率，对于固体杂质含量高的重质劣质油具有很强的适应性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置，包括反应单元和产物分离单元，所述反应单元包括第一反应装置以及与第一反应装置连接的第二反应装置。

所述第一反应装置包括串联连接的多级全混合式悬浮床加氢反应器。

所述第二反应装置为一台一次通过式悬浮床加氢反应器。

本发明提供的技术方案中，多级全混合式悬浮床加氢反应器能够将重质油中的轻组分进行加氢裂解处理，降低后续一次通过式悬浮床加氢反应器的负荷；更高反应温度更高氢分压下的一次通过式悬浮床加氢反应器能够将重质油中难以裂解的成分进行深度加氢反应，提高重质油的转化率。

所述一次通过式悬浮床加氢反应器为底部没有设置循环回路的反应器，重质底油从所述一次通过式悬浮床加氢反应器的底部进料口进入，产物由顶部出料口排出。

所述第一反应装置中前一级全混合式悬浮床加氢反应器的顶部出料口与后一级全混合式悬浮床加氢反应器的底部进料口连接。

串联连接的全混合式悬浮床加氢反应器能够通过多次初步加氢反应，能够充分加氢裂解重质油中的轻组分，提高重质油的转化率。

优选地，所述第一反应装置中全混合式悬浮床加氢反应器的级数为2-6级，例如可以是2级、3级、4级、5级或6级，优选为3-5级。全混合式悬浮床加氢反应器的级数与重质油的组成相关，本领域的技术人员可以根据工艺需要进行合理地选择。

优选地，所述全混合式悬浮床加氢反应器的塔底设置有循环回路。循环回路能够均匀混合反应器底部的重油，提高氢气与液体的混合程度，进而提高底部重油中轻组分的转化率。

优选地，最后一级全混合是悬浮床加氢反应器的顶部出料口与所述产物分离单元相连。

优选地，所述第一反应装置中最后一级全混合式悬浮床加氢反应器的循环回路与所述一次通过式悬浮床加氢反应器的底部进料口连接。其中，最后一级全混合式悬浮床加氢反应器的循环回路中为全混合式悬浮床加氢反应器难以处理的油分。

优选地，所述一级一次通过式悬浮床加氢反应器的底部进料口还与溶剂油进料口连接。溶剂油可以缓解重质油在反应器内的结焦程度，保证加氢裂解反应的顺利进行。

优选地，所述一次通过式悬浮床加氢反应器的顶部出料口与所述产物分离单元相连。

优选地，所述加工装置还包括原料供给单元以及氢气供给单元。

优选地，所述原料供给单元与所述第一反应装置中第一级全混合式悬浮床加氢反应器的底部进料口连接；

优选地，所述氢气供给单元与全混合式悬浮床加氢反应器的底部进料口以及一次通过式悬浮床加氢反应器的底部进料口连接。

第二方面，本发明还提供了一种利用多级悬浮床加工装置对重质劣质油进行加工的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)重质油、第一溶剂油和催化剂混合后进入多级全混合式悬浮床加氢反应器进行初步加氢反应，得到第一轻质产品油与重质底油；

(2)步骤(1)所得重质底油进入所述一次通过式悬浮床加氢反应器进行深度加氢反应，得到第二轻质产品油。

优选地，所述第一溶剂油包括链烷烃类溶剂油、双环芳烃类溶剂油或多环芳烃类溶剂油中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括链烷烃类溶剂油与双环芳烃类溶剂油的组合、链烷烃类溶剂油与多环芳烃类溶剂油的组合或链烷烃类溶剂油、双环芳烃类溶剂油与多环芳烃类类溶剂油的组合。

优选地，所述重质油包括兰炭煤焦油重馏分、热解煤焦油重馏分、石油基重油馏分、页岩油基重油馏分或含固体粉焦重油馏分中的任意一种或至少两种以上的组合，典型但非限制性的组合包括兰炭煤焦油重馏分与热解煤焦油重馏分的组合，兰炭煤焦油重馏分、石油基重油馏分与页岩油基重油馏分的组合或热解煤焦油重馏分、石油基重油馏分、页岩油基重油馏分与含固体粉焦重油馏分的组合。

优选地，所述重质油中的固含量为0-50wt％，例如可以是20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％或50wt％，优选为10-30wt％。

本领域的技术人员应当知晓，重质油中的固含量与兰炭煤焦油重馏分、热解煤焦油重馏分、石油基重油馏分、页岩油基重油馏分或含固体粉焦重油馏分的组成相关。

优选地，所述催化剂粉末的活性组分包括Fe、Ni、Co或Mo中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括Fe与Ni的组合，Fe与Co的组合，Ni、Co与Mo的组合或Fe、Ni、Co与Mo的组合。

优选地，所述第一溶剂油：重质油：催化剂的重量比为(0.5-2):1:(0-0.1)，例如可以是0.5:1:0.01，1:1:0.05，1.5:1:0.1或2:1:0.05，优选为1:1:0.05。

优选地，步骤(1)所述原料的进料温度为350-420℃，例如可以是350℃、360℃、370℃、380℃、390℃、400℃、410℃或420℃，优选为360-400℃，进一步优选为370-390℃。

优选地，步骤(1)所述初步加氢反应的氢油比为(500-1500):1，例如可以是500:1、600:1、700:1、800:1、900:1、1000:1、1100:1、1200:1、1300:1、1400：1或1500:1，优选为(600-1200):1，进一步优选为(800-1000):1。

优选地，步骤(1)所述初步加氢反应的反应温度为420-480℃，例如可以是420℃、425℃、430℃、435℃、440℃、445℃、450℃、455℃、460℃、465℃、470℃、475℃或480℃，优选为430-470℃，进一步优选为440-460℃。

优选地，步骤(1)所述初步加氢反应的反应压力为19-25MPa，例如可以是19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa或25MPa，优选为20-24MPa，进一步优选为21-23MPa。

优选地，步骤(2)所述深度加氢反应的反应温度为460-510℃，例如可以是460℃、465℃、470℃、475℃、480℃、485℃、490℃、495℃、500℃、505℃或510℃，优选为470-500℃，进一步优选为480-490℃。

优选地，步骤(2)所述深度加氢反应的反应压力为19-25MPa，例如可以是19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa或25MPa，优选为20-24MPa，进一步优选为21-23MPa。

优选地，步骤(2)所述深度加氢反应的氢油比为(800-2000):1，例如可以是800:1、900:1、1000:1、1100:1、1200:1、1300:1、1400:1、1500:1、1600:1、1700:1、1800:1、1900:1或2000:1，优选为(1000-1800):1，进一步优选为(1200-1600):1。

优选地所述加工方法还包括步骤(1)与步骤(2)之间的步骤(a)：混合重质底油与第二溶剂油，得到混合重质油。

优选地，所述重质底油与所述第二溶剂油的重量比为7:(2-4)，例如可以是7:2、7:3或7:4，优选为7:3。

优选地，所述第二溶剂油包括链烷烃类溶剂油、环烷烃类溶剂油或芳香烃类溶剂油中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括链烷烃类溶剂油与环烷烃类溶剂油的组合、链烷烃类溶剂油与芳香烃类溶剂油的组合或链烷烃类溶剂油、环烷烃类溶剂油与芳香烃类溶剂油的组合。

优选地，所述加工方法还包括步骤(2)之后的步骤(b)：混合第一轻质油与第二轻质油，得到混合轻质油。

作为本发明的提供加工方法的优选方案，所述加工方法包括如下步骤：

(1)重质油、第一溶剂油和催化剂混合后按照重量比为(0.5-2):1:(0.01-0.1)混合后通入多级全混合式悬浮床加氢反应器进行初步加氢反应，所述初步加氢反应的氢油比为(500-1500):1，在最后一级全混合式悬浮床加氢反应器的顶部出料口得到第一轻质产品油，在最后一级全混合式悬浮床加氢反应器的底部得到重质底油，其中初步加氢反应的反应温度为420-480℃，初步加氢反应的反应压力为19-25MPa；

(2)重质底油通过底部循环回路流出后与第二溶剂油混合，得到混合重质油，重质底油与第二溶剂油混合的重量比为7:(2-4)；

(3)氢气与混合重质油按照氢油比(800-2000):1进行混合后通入所述一次通过式悬浮床加氢反应器进行深度加氢反应，在所述一次通过式悬浮床加氢反应器的顶部出料口得到第二轻质产品油，其中深度加氢反应的反应温度为460-510℃，深度加氢反应的反应压力为19-25MPa；

(4)混合第一轻质油与第二轻质油，得到混合轻质油。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)多级全混合式悬浮床加氢反应器能够加氢裂解重质油中的轻组分，降低一次通过式悬浮床加氢反应器的负荷；全混合式悬浮床加氢反应器与一次通过式悬浮床加氢反应器配合，提高了重质油的转化率。

(2)本发明提供的重质劣质油的多级悬浮床加工装置能够处理固含量高达50％的重质油，且本发明提供的加工装置及方法能够减缓加工过程中的结焦现象，使所述加工装置能够长周期稳定运行。

附图说明

图1为实施例1提供的重质劣质油的多级悬浮床加工方法的流程图。

其中：1第一反应装置；2，第二反应装置；3，氢气供给单元；4，原料供给单元；5，产物分离单元；6，溶剂油进料口；

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，所述加工装置包括第一反应装置1以及与第一反应装置1连接的第二反应装置2。

所述第一反应装置1包括串联连接的三级全混合式悬浮床加氢反应器，所述第二反应装置2为一台一次通过式悬浮床加氢反应器。

所述第一反应装置1中前一级全混合式悬浮床加氢反应器的顶部出料口与后一级全混合式悬浮床加氢反应器的底部进料口连接，最后一级全混合是悬浮床加氢反应器的顶部出料口与所述产物分离单元5相连；全混合式悬浮床加氢反应器的塔底设置有循环回路，最后一级全混合式悬浮床加氢反应器的循环回路与所述一次通过式悬浮床加氢反应器的底部进料口连接。

所述一次通过式悬浮床加氢反应器的顶部出料口与所述产物分离单元5相连，所述一次通过式悬浮床加氢反应器的底部进料口还与溶剂油进料口6连接。

所述加工装置还包括原料供给单元4以及氢气供给单元3，所述原料供给单元4与所述第一反应装置1中第一级全混合式悬浮床加氢反应器的底部进料口连接，氢气供给单元3与全混合式悬浮床加氢反应器的底部进料口以及一次通过式悬浮床加氢反应器的底部进料口连接。

应用所述加工装置的加工方法包括：

(1)重质油、第一溶剂油和催化剂按照重量比1:1:0.05混合后进入三级全混合式悬浮床加氢反应器进行初步加氢反应，得到第一轻质产品油与重质底油；

(2)步骤(1)所得重质底油与第二溶剂油混合后进入所述一次通过式悬浮床加氢反应器进行深度加氢反应，得到第二轻质产品油；

(3)第一轻质产品油与第二轻质产品油混合后通入产物分离单元5。

其中，步骤(1)所述第一溶剂油为链烷烃类溶剂油；所述重质油包括兰炭煤焦油重馏分与热解煤焦油重馏分；所述重质油的固含量为35wt％；所述催化剂的活性组分为Fe；所述重质油、第一溶剂油和催化剂混合后的温度为380℃；所述初步加氢反应的氢油比为900:1；所述初步加氢的反应温度为450℃；所述初步加氢反应的反应压力为22MPa。

其中，步骤(2)所述第二溶剂油为链烷烃类溶剂油；所述深度加氢反应的反应温度为480℃，所述深度加氢反应的氢油比为1400:1；所述深度加氢反应的反应压力为23MPa。

实施例2

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，所述加工装置除第一反应装置1为串联连接的四级全混合式悬浮床加氢反应器外，其余均与实施例1相同。

应用所述加工装置的加工方法包括：

(1)重质油、第一溶剂油和催化剂按照重量比为0.5:1:0.01混合后进入四级全混合式悬浮床加氢反应器进行初步加氢反应，得到第一轻质产品油与重质底油；

(2)步骤(1)所得重质底油与第二溶剂油混合后进入所述一次通过式悬浮床加氢反应器进行深度加氢反应，得到第二轻质产品油；

(3)第一轻质产品油与第二轻质产品油混合后通入产物分离单元5。

其中，步骤(1)所述第一溶剂油为链烷烃类溶剂油；所述重质油包括兰炭煤焦油重馏分与热解煤焦油重馏分；所述重质油的固含量为40wt％；所述催化剂的活性组分为Fe和Ni；所述重质油、第一溶剂油和催化剂混合后的温度为360℃；所述初步加氢反应的氢油比为1000:1；所述初步加氢的反应温度为460℃；所述初步加氢反应的反应压力为24MPa。

其中，步骤(2)所述第二溶剂油为链烷烃类溶剂油；所述深度加氢反应的反应温度为490℃，所述深度加氢反应的氢油比为1600:1；所述深度加氢反应的反应压力为22MPa。

实施例3

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，所述加工装置除第一反应装置1为串联连接的五级全混合式悬浮床加氢反应器外，其余均与实施例1相同。

应用所述加工装置的加工方法包括：

(1)重质油、第一溶剂油和催化剂按照重量比1.5:1:0.1混合后进入五级全混合式悬浮床加氢反应器进行初步加氢反应，得到第一轻质产品油与重质底油；

(2)步骤(1)所得重质底油与第二溶剂油混合后进入所述一次通过式悬浮床加氢反应器进行深度加氢反应，得到第二轻质产品油；

(3)第一轻质产品油与第二轻质产品油混合后通入产物分离单元5。

其中，步骤(1)所述第一溶剂油为双环烷烃类溶剂油；所述重质油包括兰炭煤焦油重馏分与热解煤焦油重馏分；所述重质油的固含量为30wt％；所述催化剂的活性组分为Fe、Co和Ni；所述重质油、第一溶剂油和催化剂混合后的温度为390℃；所述初步加氢反应的氢油比为800:1；所述初步加氢的反应温度为440℃；所述初步加氢反应的反应压力为23MPa。

其中，步骤(2)所述第二溶剂油为多环烷烃类溶剂油；所述深度加氢反应的反应温度为500℃，所述深度加氢反应的氢油比为1200:1；所述深度加氢反应的反应压力为24MPa。

实施例4

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，所述加工装置除第一反应装置1为串联连接的六级全混合式悬浮床加氢反应器外，其余均与实施例1相同。

应用所述加工装置的加工方法包括：

(1)重质油、第一溶剂油和催化剂按照重量比2:1:0.05混合后进入六级全混合式悬浮床加氢反应器进行初步加氢反应，得到第一轻质产品油与重质底油；

(2)步骤(1)所得重质底油与第二溶剂油混合后进入所述一次通过式悬浮床加氢反应器进行深度加氢反应，得到第二轻质产品油；

(3)第一轻质产品油与第二轻质产品油混合后通入产物分离单元5。

其中，步骤(1)所述第一溶剂油为多环烷烃类溶剂油；所述重质油包括石油基重油馏分与页岩油基重油馏分；所述重质油的固含量为50wt％；所述催化剂的活性组分为Fe、Co、Mo和Ni；所述重质油、第一溶剂油和催化剂混合后的温度为370℃；所述初步加氢反应的氢油比为1200:1；所述初步加氢的反应温度为430℃；所述初步加氢反应的反应压力为21MPa。

其中，步骤(2)所述第二溶剂油为芳香烃类溶剂油；所述深度加氢反应的反应温度为470℃，所述深度加氢反应的氢油比为1800:1；所述深度加氢反应的反应压力为21MPa。

实施例5

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，所述加工装置除第一反应装置1为串联连接的二级全混合式悬浮床加氢反应器外，其余均与实施例1相同。

应用所述加工装置的加工方法包括：

(1)重质油、第一溶剂油和催化剂按照重量比1:1:0.05混合后进入二级全混合式悬浮床加氢反应器进行初步加氢反应，得到第一轻质产品油与重质底油；

(2)步骤(1)所得重质底油与第二溶剂油混合后进入所述一次通过式悬浮床加氢反应器进行深度加氢反应，得到第二轻质产品油；

(3)第一轻质产品油与第二轻质产品油混合后通入产物分离单元5。

其中，步骤(1)所述第一溶剂油为芳香烃类溶剂油；所述重质油包括石油基重油馏分与页岩油基重油馏分；所述重质油的固含量为20wt％；所述催化剂的活性组分为Fe、Co、Mo和Ni；所述重质油、第一溶剂油和催化剂混合后的温度为400℃；所述初步加氢反应的氢油比为500:1；所述初步加氢的反应温度为470℃；所述初步加氢反应的反应压力为20MPa。

其中，步骤(2)所述第二溶剂油为多环烷烃类溶剂油；所述深度加氢反应的反应温度为510℃，所述深度加氢反应的氢油比为1000:1；所述深度加氢反应的反应压力为20MPa。

实施例6

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，所述加工装置与实施例1相同。

应用所述加工装置的加工方法包括：

(1)重质油、第一溶剂油和催化剂按照重量比1:1:0.05混合后进入三级全混合式悬浮床加氢反应器进行初步加氢反应，得到第一轻质产品油与重质底油；

(2)步骤(1)所得重质底油与第二溶剂油混合后进入所述一次通过式悬浮床加氢反应器进行深度加氢反应，得到第二轻质产品油；

(3)第一轻质产品油与第二轻质产品油混合后通入产物分离单元5。

其中，步骤(1)所述第一溶剂油为双环烷烃类溶剂油；所述重质油包括固体粉焦重油馏分；所述重质油的固含量为35wt％；所述催化剂的活性组分为Fe、Co、Mo和Ni；所述重质油、第一溶剂油和催化剂混合后的温度为350℃；所述初步加氢反应的氢油比为1500:1；所述初步加氢的反应温度为480℃；所述初步加氢反应的反应压力为25MPa。

其中，步骤(2)所述第二溶剂油为环烷烃类溶剂油；所述深度加氢反应的反应温度为460℃，所述深度加氢反应的氢油比为2000:1；所述深度加氢反应的反应压力为25MPa。

实施例7

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，所述加工装置与实施例1相同。

应用所述加工装置的加工方法包括：

(1)重质油、第一溶剂油和催化剂按照重量比1:1:0.05混合后进入三级全混合式悬浮床加氢反应器进行初步加氢反应，得到第一轻质产品油与重质底油；

(2)步骤(1)所得重质底油与第二溶剂油混合后进入所述一次通过式悬浮床加氢反应器进行深度加氢反应，得到第二轻质产品油；

(3)第一轻质产品油与第二轻质产品油混合后通入产物分离单元5。

其中，步骤(1)所述第一溶剂油为芳香烃类溶剂油与链烷烃类溶剂油的组合；所述重质油包括固体粉焦重油馏分；所述重质油的固含量为35wt％；所述催化剂的活性组分为Mo和Ni；所述重质油、第一溶剂油和催化剂混合后的温度为420℃；所述初步加氢反应的氢油比为600:1；所述初步加氢的反应温度为420℃；所述初步加氢反应的反应压力为19MPa。

其中，步骤(2)所述第二溶剂油为链烷烃类溶剂油、双环烷烃类溶剂油与多环烷烃类溶剂油的组合；所述深度加氢反应的反应温度为460℃，所述深度加氢反应的氢油比为800:1；所述深度加氢反应的反应压力为19MPa。

实施例8

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，所述加工装置1与实施例1相同，除深度加氢反应中不包括第二溶剂油外，其余均与实施例1相同。

实施例9

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，除第一反应装置1中的全混合式悬浮床加氢反应器的级数为1外，其余均与实施例1相同。

实施例10

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，除第一反应装置1中的全混合式悬浮床加氢反应器的级数为8外，其余均与实施例1相同。

实施例11

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，除重质油中的固含量为10wt％，其余均与实施例1相同。

实施例12

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，除重质油中的固含量为60wt％，其余均与实施例1相同。

实施例13

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，除重质油、第一溶剂油、催化剂混合后的温度为300℃外，其余均与实施例1相同。

实施例14

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，除重质油、第一溶剂油、催化剂混合后的温度为500℃外，其余均与实施例1相同。

实施例15

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，除初步加氢反应的氢油比为300:1外，其余均与实施例1相同。

实施例16

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，除初步加氢反应的氢油比为2000:1外，其余均与实施例1相同。

实施例17

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，除初步加氢反应的反应温度为350℃外，其余均与实施例1相同。

实施例18

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，除初步加氢反应的反应温度为550℃外，其余均与实施例1相同。

实施例19

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，除初步加氢反应的反应压力为15MPa外，其余均与实施例1相同。

实施例20

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，除初步加氢反应的反应压力为30MPa外，其余均与实施例1相同。

实施例21

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，除深度加氢反应的氢油比为500:1外，其余均与实施例1相同。

实施例22

本实施例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，除深度加氢反应的氢油比为2500:1外，其余均与实施例1相同。

对比例1

本对比例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，除不包括第二反应装置2外，其余均与实施例1相同。

对比例2

本对比例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，除不包括第一反应装置1，且第二反应装置2为串联连接的三级一次通过式悬浮床加氢反应器是，其余均与实施例1相同。

对比例3

本对比例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，除第二反应装置2为固定床加氢反应器外，其余均与实施例1相同。

对比例4

本对比例提供了一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，除初步加氢反应时不包括第一溶剂油外，其余均与实施例1相同。

应用本发明提供的实施例与对比例对重质油进行处理，得到的重质油的转化率情况见表1：

表1

比较实施例1与实施例8可知，第二溶剂油的加入可以深度加氢反应的反应环境，减少结焦现象，从而提高重质油的转化率；比较实施例1与实施例9可知，全混合式悬浮床加氢反应器的级数较少时，不利于提高重质油的转化率；比较实施例1与实施例10可知，全混合式悬浮床加氢反应器的级数较多时，重质油的转化率不会明显的上升，但设备成本增加；比较实施例1与实施例11-12可知，本发明提供的加工装置对固含量较高的重质油有很强的适应性，同时也能用于加工固含量较低的重质油；比较实施例1与实施例13-14、实施例17-18可知，初步加氢反应的进料温度以及反应温度超出本发明提供的工艺参数范围时不利于固含量转化率的提高；比较实施例1与实施例15-16、实施例21-22可知，氢油比较少时，不利于重质油的转化；比较实施例1与对比例1-2可知，全混合式悬浮床加氢反应器与一次通过式悬浮床加氢反应器相互配合，协同作用，提高了重质油的转化率；比较实施例1与对比例3可知，一次通过式悬浮床加氢反应器的设置提高了重质油的转化率；比较实施例1与对比例4可知，第一溶剂油可以改善初步加氢反应的反应条件，提高重质油的转化率。

综上，本发明提供的重质劣质油的多级悬浮床加工装置及方法，工艺简单，能够处理固含量较高的重质油，且通过多级全混合式悬浮床与一次通过式悬浮床加氢反应器的相互配合提高了重质油的转化率；通过选择特定的初步加氢反应条件以及深度加氢反应条件，有效减小了结焦现象，提高了重质油的转化率。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (39)

1.一种重质劣质油的多级悬浮床加工装置，包括反应单元和产物分离单元，其特征在于，所述反应单元包括第一反应装置以及与第一反应装置连接的第二反应装置；

所述第一反应装置包括串联连接的多级全混合式悬浮床加氢反应器；

所述第二反应装置为一台一次通过式悬浮床加氢反应器；

所述第一反应装置中前一级全混合式悬浮床加氢反应器的顶部出料口与后一级全混合式悬浮床加氢反应器的底部进料口连接；所述全混合式悬浮床加氢反应器的塔底设置有循环回路；

所述第一反应装置中最后一级全混合式悬浮床加氢反应器的循环回路与所述一次通过式悬浮床加氢反应器的底部进料口连接；所述一次通过式悬浮床加氢反应器的底部进料口还与溶剂油进料口连接；

所述加工装置还包括原料供给单元以及氢气供给单元；所述原料供给单元与所述第一反应装置中第一级全混合式悬浮床加氢反应器的底部进料口连接；所述氢气供给单元与全混合式悬浮床加氢反应器的底部进料口以及一次通过式悬浮床加氢反应器的底部进料口连接。

2.根据权利要求1所述的重质劣质油的多级悬浮床加工装置，其特征在于，所述第一反应装置中全混合式悬浮床加氢反应器的级数为2-6级。

3.根据权利要求2所述的重质劣质油的多级悬浮床加工装置，其特征在于，所述第一反应装置中全混合式悬浮床加氢反应器的级数为3-5级。

4.根据权利要求1或3所述的重质劣质油的多级悬浮床加工装置，其特征在于，最后一级全混合式悬浮床加氢反应器的顶部出料口与所述产物分离单元相连。

5.根据权利要求4所述的重质劣质油的多级悬浮床加工装置，其特征在于，最后一级一次通过式悬浮床加氢反应器的顶部出料口与所述产物分离单元相连。

6.一种利用如权利要求1-5任一项所述的多级悬浮床加工装置对重质劣质油进行加工的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)重质油、第一溶剂油和催化剂混合后进入多级全混合式悬浮床加氢反应器进行初步加氢反应，得到第一轻质产品油与重质底油；

(2)步骤(1)所得重质底油进入所述一次通过式悬浮床加氢反应器进行深度加氢反应，得到第二轻质产品油；

所述加工方法还包括步骤(1)与步骤(2)之间的步骤(a)：混合重质底油与第二溶剂油，得到混合重质油。

7.根据权利要求6所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(1)所述第一溶剂油包括链烷烃类溶剂油、双环芳烃类溶剂油或多环芳烃类溶剂油中的任意一种或至少两种的组合。

8.根据权利要求6所述的加工的 方法，其特征在于，所述重质油包括兰炭煤焦油重馏分、热解煤焦油重馏分、石油基重油馏分、页岩油基重油馏分或含固体粉焦重油馏分中的任意一种或至少两种以上的组合。

9.根据权利要求8所述的加工的 方法，其特征在于，所述重质油中的固含量为0-50wt％。

10.根据权利要求9所述的加工的 方法，其特征在于，所述重质油中的固含量为10-30wt％。

11.根据权利要求6所述的加工的 方法，其特征在于，所述催化剂的活性组分包括Fe、Ni、Co或Mo中的任意一种或至少两种的组合。

12.根据权利要求6所述的加工的 方法，其特征在于，所述第一溶剂油：重质油：催化剂的重量比为(0.5-2):1:(0.01-0.1)。

13.根据权利要求12所述的加工的 方法，其特征在于，所述第一溶剂油：重质油：催化剂的重量比为1:1:0.05。

14.根据权利要求6所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(1)所述重质油、第一溶剂油和催化剂混合后的温度为350-420℃。

15.根据权利要求14所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(1)所述重质油、第一溶剂油和催化剂混合后的温度为360-400℃。

16.根据权利要求15所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(1)所述重质油、第一溶剂油和催化剂混合后的温度为370-390℃。

17.根据权利要求6所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(1)所述初步加氢反应的氢油比为(500-1500):1。

18.根据权利要求17所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(1)所述初步加氢反应的氢油比为(600-1200):1。

19.根据权利要求18所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(1)所述初步加氢反应的氢油比为(800-1000):1。

20.根据权利要求6所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(1)所述初步加氢反应的反应温度为420-480℃。

21.根据权利要求20所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(1)所述初步加氢反应的反应温度为430-470℃。

22.根据权利要求21所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(1)所述初步加氢反应的反应温度为440-460℃。

23.根据权利要求6所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(1)所述初步加氢反应的反应压力为19-25MPa。

24.根据权利要求23所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(1)所述初步加氢反应的反应压力为20-24MPa。

25.根据权利要求24所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(1)所述初步加氢反应的反应压力为21-23MPa。

26.根据权利要求6所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(2)所述深度加氢反应的反应温度为460-510℃。

27.根据权利要求26所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(2)所述深度加氢反应的反应温度为470-500℃。

28.根据权利要求27所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(2)所述深度加氢反应的反应温度为480-490℃。

29.根据权利要求6所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(2)所述深度加氢反应的反应压力为19-25MPa。

30.根据权利要求29所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(2)所述深度加氢反应的反应压力为20-24MPa。

31.根据权利要求30所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(2)所述深度加氢反应的反应压力为21-23MPa。

32.根据权利要求6所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(2)所述深度加氢反应的氢油比为(800-2000):1。

33.根据权利要求32所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(2)所述深度加氢反应的氢油比为(1000-1800):1。

34.根据权利要求33所述的加工的 方法，其特征在于，步骤(2)所述深度加氢反应的氢油比为(1200-1600):1。

35.根据权利要求6所述的加工的 方法，其特征在于，所述重质底油与所述第二溶剂油的重量比为7:(2-4)。

36.根据权利要求35所述的加工的 方法，其特征在于，所述重质底油与所述第二溶剂油的重量比为7:3。

37.根据权利要求6或35所述的加工的 方法，其特征在于，所述第二溶剂油包括链烷烃类溶剂油、双环芳烃类或多环芳烃类溶剂油中的任意一种或至少两种的组合。

38.根据权利要求6所述的加工的 方法，其特征在于，所述加工方法还包括步骤(2)之后的步骤(b)：混合第一轻质油与第二轻质油，得到混合轻质油。

39.根据权利要求6所述的加工的 方法，其特征在于，所述加工方法包括如下步骤：

(1)重质油、第一溶剂油和催化剂混合后按照重量比为(0.5-2):1:(0.01-0.1)混合后通入多级全混合式悬浮床加氢反应器进行初步加氢反应，所述初步加氢反应的氢油比为(500-1500):1，在最后一级全混合式悬浮床加氢反应器的顶部出料口得到第一轻质产品油，在最后一级全混合式悬浮床加氢反应器的底部得到重质底油，其中初步加氢反应的反应温度为420-480℃，初步加氢反应的反应压力为19-25MPa；

(2)重质底油通过底部循环回路流出后与第二溶剂油混合，得到混合重质油，所述重质底油与第二溶剂油的重量比为7:(2-4)；

(3)氢气与混合重质油按照氢油比(800-2000):1进行混合后通入所述一次通过式悬浮床加氢反应器进行深度加氢反应，在所述一次通过式悬浮床加氢反应器的顶部出料口得到第二轻质产品油，其中深度加氢反应的温度为460-510℃，深度加氢反应的压力为19-25MPa；

(4)混合第一轻质油与第二轻质油，得到混合轻质油。

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