CN112295511B - 一种碳三液相加氢反应器及碳三加氢反应方法 - Google Patents

一种碳三液相加氢反应器及碳三加氢反应方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112295511B
CN112295511B CN201910709556.0A CN201910709556A CN112295511B CN 112295511 B CN112295511 B CN 112295511B CN 201910709556 A CN201910709556 A CN 201910709556A CN 112295511 B CN112295511 B CN 112295511B
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon
bed layer
reactor
liquid
hydrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910709556.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112295511A (zh
Inventor
卫国宾
穆玮
张立岩
戚文新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
China Petroleum and Chemical Corp
Original Assignee
Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
China Petroleum and Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry, China Petroleum and Chemical Corp filed Critical Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
Priority to CN201910709556.0A priority Critical patent/CN112295511B/zh
Publication of CN112295511A publication Critical patent/CN112295511A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112295511B publication Critical patent/CN112295511B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0278—Feeding reactive fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/32—Selective hydrogenation of the diolefin or acetylene compounds
    • C10G45/34—Selective hydrogenation of the diolefin or acetylene compounds characterised by the catalyst used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/32—Selective hydrogenation of the diolefin or acetylene compounds
    • C10G45/34—Selective hydrogenation of the diolefin or acetylene compounds characterised by the catalyst used
    • C10G45/36—Selective hydrogenation of the diolefin or acetylene compounds characterised by the catalyst used containing nickel or cobalt metal, or compounds thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/32—Selective hydrogenation of the diolefin or acetylene compounds
    • C10G45/34—Selective hydrogenation of the diolefin or acetylene compounds characterised by the catalyst used
    • C10G45/40—Selective hydrogenation of the diolefin or acetylene compounds characterised by the catalyst used containing platinum group metals or compounds thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G65/00—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only
    • C10G65/02—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only
    • C10G65/04—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only including only refining steps
    • C10G65/06—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only including only refining steps at least one step being a selective hydrogenation of the diolefins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1037—Hydrocarbon fractions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
    • C10G2300/201—Impurities
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/70—Catalyst aspects

Abstract

本发明公开了一种碳三液相加氢反应器及碳三液相加氢反应方法。反应器的催化剂床层设置为两部分，催化剂上部床层和催化剂下部床层，催化剂上部床层和催化剂下部床层之间设置层间空隙区；层间空隙区的上部设有循环碳三和氢气进料分布器，循环碳三和氢气进料分布器是以筒体轴为轴心的圆柱体；在循环碳三和氢气进料分布器上均匀设有多个圆孔状气液出口；层间空隙区的下部设有二次气液分配盘。本发明可以让MAPD的高转化量阶段尽快能发生在高浓度MAPD条件下；尽量放低催化剂下部MAPD含量，以缩减出口MAPD合格时的丙烯损失，从而获得更高加氢效率和丙烯选择性。

Description

一种碳三液相加氢反应器及碳三加氢反应方法
技术领域
本发明涉及石油化工技术领域，进一步地说，是涉及一种碳三液相加氢反应器及碳三加氢反应方法，更具体地说，涉及一种采用反应器中部加入循环碳三物料和氢气来提升加氢效率和丙烯选择性的碳三加氢反应器及应用。
背景技术
石脑油等液态烃原料经蒸汽裂解和分离后，碳三馏分中含有丙烯，丙烷，及少量的丙炔和丙二烯(简称MAPD)，MAPD的含量约为1％～5％(体积)。在丙烯聚合反应中，MAPD会降低聚丙烯催化剂的活性，影响聚合级丙烯产品的质量。为了将MAPD从碳三馏分中脱除，当前工业上采用催化选择加氢和溶剂吸收法脱除MAPD。由于催化加氢法工艺流程简单，没有环境污染，所以催化加氢法的应用日益普遍。
碳三馏分催化加氢技术主要采用固定床反应器，分为等温固定床反应器和绝热固定床反应器。等温固定床反应器具有良好的传热性能，单位床层具有较大的传热面积，管内温度较易控制，适用于碳三馏分气相加氢工艺，但由于设备投资大，气相物料需换热冷却进入下游，能耗较高，其局限性日益突出。绝热固定床反应器，反应器外壳包裹绝热保温层，使催化剂床层与外界没有热量交换。中空圆筒的底部放置搁板，上面堆放固体催化剂，气液相物料从上而下通过催化剂床层。其结构简单，床层横截面温度均匀，单位体积内催化剂装填量大，即生产能力大，比较适合于热效应不大的反应，非常适合碳三馏分液相加氢工艺。
传统的碳三馏分固定床液相加氢工艺中，原料与氢气混合后从反应器上部进入，从上而下通过催化剂床层，反应后的气相中含有大量氢气和少量烃类，液相产物主要以烃类为主，气相和液相产物一起由反应器底部的出料口采出，在经过换热器和/或冷却器降低温度后，经过压力平衡罐稳压后进入到下游丙烯精馏塔。
戴伟、张立岩等的专利CN101139242公布了一种碳三馏分液相选择加氢方法，取消了反应器出口的冷却器，并将压力平衡罐改为气液分离罐，并在气液分离罐上部设有冷凝器，将少量的气相碳三馏分冷凝为液相。与传统的碳三加氢技术相比，该方法减少了设备投资，降低了丙烯精馏塔的分离负荷，甚至可以省去巴氏精馏段，但受管道传输的影响，气液分离罐的温度受物料流量影响较大，冷凝器控制难度较大，很容易造成整个碳三加氢系统的压力波动，影响催化加氢反应。
在固定床加氢反应器内，形成了气-液-固三相共存的反应体系，反应效率高低取决于气-液-固三相的相间传质速度。由于气相需要溶解到液相中，才能与固相(催化剂)发生吸附反应，所以气相分布方式对反应器的传质效率和氢气使用效率有重要影响。
甘永胜和李斌等的专利CN101279229公布了一种反应器的气液分布器，气相从气液分布器的液相通道管顶部小孔横向进入反应器，液相从气液分布器的液体通道管小孔流出，形成不同直径的环形分布，改善反应器内部气液分布。
叶汀的专利CN20286053公布了一种液体分布器，在分布器底部设置滴液头，提高了液滴分布的均匀程度以及液相与气相的反应质量。
乙烯裂解装置中，由脱丙烷塔塔顶或/和脱乙烷塔塔底采出的富含丙烯的新鲜碳三物料中普遍含由5-8mol％甲基乙炔(MA)和丙二烯(PD)。通过加氢反应器产出的已脱除MAPD的循环碳三物料来稀释新鲜碳三物料的方式，将反应器入口物料中MAPD含量降低至2％左右，再进行加氢反应。
碳三液相加氢为精制反应，MAPD普遍需脱除至几个或几十个ppm。为保证出口MAPD合格，入口MAPD含量越高，损失丙烯越高。
研究表明，相同的MAPD加氢转化量，入口MAPD含量越高，所获得的丙烯选择性越高。例如，条件1为入口MAPD含量1mol％，出口MAPD达到0.5mol％；与条件2为入口MAPD0.5mol％，出口MAPD0ppm作对比，虽然转化MAPD量为0.5mol％，但丙烯选择性差别超过40％以上。
如何从反应器设计和工艺改进提升催化剂最佳性能的发挥，将是本专利研究的重点方向。
为了获得更高加氢效率和丙烯选择性，让MAPD的高转化量阶段尽快能发生在高浓度MAPD条件下；尽量放低入口MAPD含量，以缩减出口MAPD合格时的丙烯损失。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，提高碳三液相加氢反应器的反应效果，本发明提供了一种碳三液相加氢反应器及碳三加氢反应方法。本发明通过在反应器催化剂上下床层之间的层间空隙区加入循环碳三和氢气进料分布器和气液分配盘，将循环碳三氢气在反应器中部注入。让MAPD的高转化量阶段尽快能发生在高浓度MAPD条件下；尽量放低催化剂下部MAPD含量，以缩减出口MAPD合格时的丙烯损失，从而获得更高加氢效率和丙烯选择性。
本发明的目的之一是提供一种碳三液相加氢反应器。
包括筒体、预分配器、气液分配盘、催化器床层、出口聚集器；筒体的顶部设置有进口；反应器内部，沿筒体的轴向从上至下依次设置预分配器、气液分配盘、催化剂床层和出口聚集器；
所述催化剂床层设置为两部分，催化剂上部床层和催化剂下部床层，催化剂上部床层和催化剂下部床层之间设置层间空隙区；
层间空隙区的上部设有循环碳三和氢气进料分布器，循环碳三和氢气进料分布器是以筒体轴为轴心的圆柱体；在循环碳三和氢气进料分布器上均匀设有多个圆孔状气液出口；
层间空隙区的下部设有二次气液分配盘。
其中，
所述循环碳三和氢气进料分布器的圆柱体下平面为封闭结构，圆柱体上平面与外部循环碳三和氢气混合进料管线相连通；循环碳三和氢气进料分布器的圆柱体侧面均匀分布有圆孔型气液出口，气液出口数量大于20个。
所述循环碳三和氢气进料分布器的直径为反应器筒体内径的10-30％，优选为15-25％。
所述循环碳三和氢气进料分布器的高度为层间空隙区高度的10-70％，优选为30-60％。
所述循环碳三和氢气进料分布器连接外部循环碳三和氢气混合进料管线，外部循环碳三和氢气混合进料管线由反应器外直通引入至层间空隙区中轴位置，与循环碳三和氢气进料分布器上部中心相连通。
所述层间空隙区与催化剂上部床层和催化剂下部床层总高度的比例为1:(2～8)，优选为1:(2.5～5)。
所述催化剂上部床层与催化剂下部床层体积比为1:(0.5～4)，优选为1:(1～3.5)；
所述催化剂床层总高度0.8-5.0米，催化剂床层内径与总高度比为1:(0.5～4)。
本发明的目的之二是提供一种碳三液相加氢方法。
包括：
新鲜碳三液相馏分物料与氢气混合后,由筒体上部的进口进入，经预分配器、气液分配盘均匀分配物料和氢气中的气液两相，通过催化剂上部床层进行加氢反应，然后在层间空隙区内与通过循环碳三和氢气进料分布器配入的循环碳三物料和氢气的混合物料，经过二次气液分配盘进入所述催化剂下部床层进行加氢反应；反应产物由出口聚集器排出反应器，经过换热器换热后，进入气液平衡罐，由气液平衡罐下部采出的碳三液相反应产物中，一部分作为丙烯精馏塔进料进入下游分离，另一部作为循环碳三物料与氢气混合返回至反应器中部的层间空隙区。
其中，优选：
所述的循环碳三物料与新鲜碳三液相馏分物料的流量比为0.3-1至6:1；
所述的新鲜碳三液相馏分物料中甲基乙炔和丙二烯含量为5-10mol％。
所述碳三液相选择加氢反应器的反应条件如下：总氢炔摩尔比0.2-3.0，反应压力为1.0-4.5MPa，反应器入口温度为4-40℃，反应器出口温度16-85℃，液相空速10-280h-1。
本发明具体可采用以下技术方案：
采用所述碳三液相加氢反应器C，所述新鲜碳三液相馏分物料A与氢气B混合后,由所述筒体1上部的入口进入，经预分配器2、气液分配盘3均匀分配所述物料和氢气中的气液两相，通过所述催化剂上部床层4进行加氢反应，然后在所述层间空隙区5内与通过循环碳三和氢气进料分布器6配入的循环碳三物料K和氢气B的混合物料，经过所述二次气液分配盘7进入所述催化剂下部床层8进行加氢反应。反应产物由所述出口聚集器9排出反应器，经过换热器换热后，进入气液平衡罐E稳压。由气液平衡罐下部采出的碳三液相反应产物F中，一部分作为丙烯精馏塔进料G进入下游分离，另一部分经过循环泵H作为循环碳三物料K与氢气混合返回至反应器C中部的层间空隙区5。
在具体实施时，所述循环碳三物料K与氢气B混合后，通过循环碳三和氢气进料分布器6进入到经层间空隙区5进行加氢反应；所述循环碳三物料K无须经过换热器加热的物料。所述新鲜碳三液相馏分物料A是丙烯生产过程中由脱丙烷塔塔顶或/和脱乙烷塔塔底采出的含有丙烯、丙烷、甲基乙炔和丙二烯的碳三液相馏分物料。所述的新鲜碳三液相馏分物料A中甲基乙炔和丙二烯含量为5-10mol％。所述的循环碳三物料K与新鲜碳三液相馏分物料A的流量比为0.3-1至6:1。
在具体实施时，所述碳三液相选择加氢反应器的反应条件如下：总氢炔摩尔比0.2-3.0，反应压力为1.0-4.5MPa，反应器入口温度为4-40℃，反应器出口温度16-85℃，液相空速10-280h-1。反应中装填碳三液相加氢催化剂，使反应出口物料中甲基乙炔和丙二烯含量为0-500ppm。
在具体实施时，所述碳三液相器中催化剂主活性组分为Pd、Ni、Co、Ru、Rh、Pt、Au中的至少一种；所述的催化剂载体选自二氧化钛、氧化硅、分子筛、氧化铝、氧化锌、碳化硅或它们的混合物。
对于如何既提高丙烯选择性又同时减少丙烯的损失，本申请是分成两步完成该目标，第一步保持尽可能高的MAPD浓度下，进行MAPD加氢(出口MAPD也是较高浓度)，在保证较高MAPD转化量的同时又不保持较高的丙烯选择性；第二步是通过循环量稀释，大幅降低第一步出口MAPD浓度，再进行加氢并达到出口MAPD合格(MAPD<10或者<50ppm)。
本发明通过在反应器催化剂上下床层之间的层间空隙区加入循环碳三和氢气进料分布器和气液分配盘，将循环碳三氢气在反应器中部注入。让MAPD的高转化量阶段尽快能发生在高浓度MAPD条件下；尽量放低催化剂下部MAPD含量，以缩减出口MAPD合格时的丙烯损失，从而获得更高加氢效率和丙烯选择性。
与传统的碳三加氢工艺流程相比，只需要控制新鲜碳三物料的入口温度，省去了循环碳三物料管线上的换热器，节省了设备投资和能量消耗。
附图说明
图1为本发明碳三液相加氢反应器示意图；
图2为本发明碳三液相加氢反应的工艺图
图3为传统碳三液相加氢反应器示意图；
图4为传统碳三液相加氢反应器工艺图。
附图标记说明：
1-反应器筒体，2-预分配器，3-气液分配盘，4-催化剂上部床层，5-层间空隙区，6-循环碳三和氢气进料分布器，7-二次气液分配盘，8-催化剂下部床层，9-出口聚集器，10-催化剂床层；
A-新鲜碳三液相馏分物料，B-氢气，C-碳三液相加氢反应器，D-反应器出口换热器，E-气液平衡罐，F-碳三液相反应产物，G-丙烯精馏塔进料，H-循环泵，K-循环碳三物料；J-循环碳三物料加热器。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
实施例1
如图1所示，
一种碳三液相加氢反应器，包括筒体1、预分配器2、气液分配盘3、催化器床层、出口聚集器9；筒体1的顶部设置有进口；反应器内部，沿筒体的轴向从上至下依次设置预分配器2、气液分配盘3、催化剂床层和出口聚集器9；
所述催化剂床层设置为两部分，催化剂上部床层4和催化剂下部床层8，催化剂上部床层4和催化剂下部床层8之间设置层间空隙区5；
层间空隙区5的上部设有循环碳三和氢气进料分布器6，循环碳三和氢气进料分布器6是以筒体轴为轴心的圆柱体；下平面为封闭结构，圆柱体直径为0.3米，高度0.4米；圆柱体侧面均匀设有50个圆孔状气液出口；外循环碳三和氢气从分布器6进入层间空隙区5，与循环碳三和氢气进料分布器上部中心相连通；层间空隙区的下部设有二次气液分配盘7。
反应器筒体内径1.6米，催化剂床层总高度2.0米，催化剂上部床层4高度为1.3米，催化剂下部床层7高度0.7米，层间空隙区5高度1.0米。
如图2所示，上述加氢反应器用于碳三馏分液相选择加氢脱除甲基乙炔和丙二烯；上部催化剂床层加氢反应的空速在43h-1、压力2.5MPa；反应器入口的碳三物料组成中有丙烷和大量的丙烯，其中MAPD含量为7.32％(mol)；反应器入口配氢气量按氢气与MAPD的摩尔比为0.85计算，循环碳三与新鲜碳三流量比为1.5：1，反应器中部配入氢气量按氢气与入口MAPD的摩尔比为0.25计算，按反应器入口温度25℃，出口温度60.2℃；催化剂采用BC-L-83催化剂(中石化北京化工研究院提供)；进行选择加氢反应后，反应器底部出料主要含有丙烯、丙烷，其中MAPD含量49ppm，氢气为1856ppm。丙烯选择性为78％。
实施例2
层间空隙区5的上部设有循环碳三和氢气进料分布器6，循环碳三和氢气进料分布器6是以筒体轴为轴心的圆柱体；下平面为封闭结构，圆柱体直径为0.5米，高度0.25米；圆柱体侧面均匀设有65个圆孔状气液出口；外循环碳三和氢气从分布器6进入层间空隙区5，与循环碳三和氢气进料分布器上部中心相连通；层间空隙区的下部设有二次气液分配盘7。
反应器筒体内径2.0米，催化剂床层总高度3.5米，催化剂上部床层4高度为1.2米，催化剂下部床层7高度2.3米，层间空隙区5高度0.5米
对比例
碳三液相加氢反应器如图3所示，与实施例加氢反应器相比，没有催化剂床层分层，没有设置层间空隙区和循环碳三和氢气进料分布管以及二次气液分配器，加氢反应产物由加氢反应器底部排出。加氢工艺按传统碳三液相加氢工艺如图4所示，新鲜物料与循环碳三混合后加入氢气进入反应器中进行加氢。
其他反应器参数(反应器直径和催化剂总装填量)、新鲜碳三物料的组成流量、循环碳三流量和加氢反应条件以及总配氢量与实施例1相同。
进行选择加氢反应后，反应器底部出料气液混合物料中MAPD含量765ppm，氢气含量3876ppm，丙烯选择性34％。
对比结果显示：本发明反应器的催化剂床层进行了分层，并在催化剂床层之间引入循环碳三和氢气，有效地改善反应器内催化剂的加氢环境，获得了更好的加氢效率和丙烯选择性。相同配氢量的条件下，与传统碳三液相加氢反应器相比，新型反应器和工艺能够更为有效地控制出口MAPD，同时获得更高的丙烯选择性。

Claims (6)

1.一种碳三液相加氢反应器，由筒体、预分配器、气液分配盘、催化器床层、出口聚集器组成；筒体的顶部设置有进口；反应器内部，沿筒体的轴向从上至下依次设置预分配器、气液分配盘、催化剂床层和出口聚集器；其特征在于：
所述催化剂床层设置为两部分，催化剂上部床层和催化剂下部床层，催化剂上部床层和催化剂下部床层之间设置层间空隙区；
层间空隙区的上部设有循环碳三和氢气进料分布器，循环碳三和氢气进料分布器是以筒体轴为轴心的圆柱体；在循环碳三和氢气进料分布器上均匀设有多个圆孔状气液出口；所述循环碳三和氢气进料分布器的直径为反应器筒体内径的15-25%；所述循环碳三和氢气进料分布器的高度为层间空隙区高度的30-60%；
层间空隙区的下部设有二次气液分配盘；
所述层间空隙区与催化剂上部床层和催化剂下部床层总高度的比例为1:（2~8）；
所述催化剂上部床层与催化剂下部床层体积比为1:（0.5~4）；
所述催化剂床层总高度0.8-5.0米，催化剂床层内径与总高度比为1:（0.5~4）；
所述循环碳三和氢气进料分布器的圆柱体下平面为封闭结构，圆柱体上平面与外部循环碳三和氢气混合进料管线相连通；循环碳三和氢气进料分布器的圆柱体侧面均匀分布有圆孔型气液出口，气液出口数量大于20个；
所述循环碳三和氢气进料分布器连接外部循环碳三和氢气混合进料管线，外部循环碳三和氢气混合进料管线由反应器外直通引入至层间空隙区中轴位置，与循环碳三和氢气进料分布器上部中心相连通。
2.如权利要求1所述的碳三液相加氢反应器，其特征在于：
所述层间空隙区与催化剂上部床层和催化剂下部床层总高度的比例为1:（2.5~5）。
3.如权利要求1所述的碳三液相加氢反应器，其特征在于：
所述催化剂上部床层与催化剂下部床层体积比为1:（1~3.5）。
4.一种采用如权利要求1~3之一所述的反应器的碳三液相加氢方法，其特征在于所述方法包括：
新鲜碳三液相馏分物料与氢气混合后,由筒体上部的进口进入，经预分配器、气液分配盘均匀分配物料和氢气中的气液两相，通过催化剂上部床层进行加氢反应，然后在层间空隙区内与通过循环碳三和氢气进料分布器配入的循环碳三物料和氢气的混合物料，经过二次气液分配盘进入所述催化剂下部床层进行加氢反应；反应产物由出口聚集器排出反应器，经过换热器换热后，进入气液平衡罐，由气液平衡罐下部采出的碳三液相反应产物中，一部分作为丙烯精馏塔进料进入下游分离，另一部作为循环碳三物料与氢气混合返回至反应器中部的层间空隙区。
5.如权利要求4所述的碳三液相加氢方法，其特征在于：
所述的循环碳三物料与新鲜碳三液相馏分物料的流量比为0.3-1至6:1；
所述的新鲜碳三液相馏分物料中甲基乙炔和丙二烯含量为5-10mol%。
6.如权利要求5所述的碳三液相加氢方法，其特征在于：
所述碳三液相选择加氢反应器的反应条件如下：总氢炔摩尔比0.2-3.0，反应压力为1.0-4.5MPa，反应器入口温度为4-40℃，反应器出口温度16-85℃，液相空速10-280h-1。
CN201910709556.0A 2019-08-02 2019-08-02 一种碳三液相加氢反应器及碳三加氢反应方法 Active CN112295511B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910709556.0A CN112295511B (zh) 2019-08-02 2019-08-02 一种碳三液相加氢反应器及碳三加氢反应方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910709556.0A CN112295511B (zh) 2019-08-02 2019-08-02 一种碳三液相加氢反应器及碳三加氢反应方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112295511A CN112295511A (zh) 2021-02-02
CN112295511B true CN112295511B (zh) 2022-09-20

Family

ID=74485420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910709556.0A Active CN112295511B (zh) 2019-08-02 2019-08-02 一种碳三液相加氢反应器及碳三加氢反应方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112295511B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115400697B (zh) * 2021-05-27 2024-02-13 中国石油化工股份有限公司 双层结构碳三液相加氢反应器的自动控制方法、控制系统及加氢反应器

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6554994B1 (en) * 1999-04-13 2003-04-29 Chevron U.S.A. Inc. Upflow reactor system with layered catalyst bed for hydrotreating heavy feedstocks
CN101139242B (zh) * 2006-09-07 2011-05-04 中国石油化工股份有限公司 一种碳三馏分液相选择加氢的方法
CN101993721B (zh) * 2009-08-25 2016-04-13 中国石油化工股份有限公司 液相循环加氢处理方法和反应系统
CN102911721B (zh) * 2012-11-15 2015-02-11 中国海洋石油总公司 一种重整生成油液相循环选择性加氢脱烯烃的方法
CN203002357U (zh) * 2013-01-07 2013-06-19 刘寿山 新型氢气还原分布器
CN104028176B (zh) * 2014-06-13 2015-12-09 浙江工业大学 一种加氢裂化制备生物航空煤油反应装置
CN205412952U (zh) * 2016-03-18 2016-08-03 西北大学 一种煤焦油加氢反应器
CN109985570B (zh) * 2017-12-29 2021-08-31 中国石油化工股份有限公司 一种具有减冲元件的加氢反应器
CN108485701B (zh) * 2018-03-30 2020-05-29 中海油天津化工研究设计院有限公司 一种膜分散液相循环加氢精制的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112295511A (zh) 2021-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100417436C (zh) 一种催化选择加氢的方法
CN105582854B (zh) 一种固定床加氢反应器及应用方法
CN101993323B (zh) 丁二烯抽提装置废气的利用方法和设备
CN109777514A (zh) 一种催化柴油加氢转化制芳烃的方法
CN109012742B (zh) 一种石脑油催化裂解的催化剂及制备方法和应用
CN112295511B (zh) 一种碳三液相加氢反应器及碳三加氢反应方法
CN106883090A (zh) 固体酸催化4-甲基-3-环己烯甲醛合成对二甲苯的方法
CN112275221A (zh) 一种固定床加氢反应器及碳三馏分液相选择加氢的方法
CN109401785A (zh) 一种石脑油改质方法
CN105779046A (zh) 以费托合成尾气为原料制备lng的方法
CN213803649U (zh) 一种二氧化碳催化加氢制汽油的装置
CN101671221B (zh) 聚合溶剂级异丁烷的制备方法
CN101898930A (zh) 苯加氢生产环己烷的装置及合成工艺
CN104449842B (zh) 煤焦油加氢全馏分方法
CN101333143A (zh) 一种石油裂解干气生产芳烃的方法
CN101880218A (zh) 一种甲醇脱水制备二甲醚的工艺及其专用设备
CN101397510B (zh) 一种劣质汽油改质方法
CN113200807A (zh) 一种制备高纯度c16及c18正构单烷烃的方法
CN112295508A (zh) 一种带氢气分布管的反应器及应用方法
CN105967965B (zh) 一种低碳烃流化床芳构化装置及应用
CN112295510A (zh) 一种反应器及应用
CN112295509A (zh) 一种绝热固定床反应器及反应方法
CN103450928A (zh) 一种芳构化改质汽油的生产方法
CN105396514A (zh) 甲醇制汽油装置及方法
CN102060647A (zh) 一种碳二馏分选择加氢方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant