CN112391199B - 一种渣油加氢装置和一种渣油加氢的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及渣油加氢领域，公开了一种渣油加氢装置和一种渣油加氢的方法，该装置包括：第一反应单元I，含有加氢保护‑加氢脱金属反应器；第二反应单元II，含有用于加氢精制的固定床反应器；第三反应单元III，含有加氢保护‑加氢脱金属反应器；第一反应单元I、第二反应单元II和第三反应单元III之间设置有带有阀门的管线，使得进入该装置的流体能够依次流经I、II和III。本发明的装置和方法有利于解决渣油加氢保护‑加氢脱金属反应器易出现热点和压降容易达到上限的问题，且本发明的方法中的加氢保护‑加氢脱金属反应器能够长期保持较高的加氢脱金属能力，从而延长了装置的运转周期。

Description

一种渣油加氢装置和一种渣油加氢的方法
技术领域
本发明涉及渣油加氢领域，具体涉及一种渣油加氢装置和一种渣油加氢的方法。
背景技术
近年来，石油资源不断劣质化、重质化，市场对轻质石油产品需求日益增加，因此炼化企业越来越重视发展劣、重质原料油的轻质化加工技术。
渣油是原油的重馏分，一般具有较高含量的S、N、金属杂质以及残炭，若直接作为催化裂化原料易引起催化剂永久失活等问题。因此，渣油直接通过催化裂化进行轻质化存在一定技术难度。
而固定床渣油加氢可以通过加氢反应脱除渣油中的S、N、金属等杂质以及降低残炭值，为催化裂化装置提供优质合格的进料。因此，渣油加氢已经成为石油资源高效清洁利用的一种非常重要的技术手段。
但是，渣油的沥青质、金属等杂质组分含量较高，对渣油加氢催化剂毒害作用较大，导致缩短了渣油加氢催化剂运行时间。因此，如何延长渣油加氢处理装置运转周期已成为一项备受关注的技术难题。
目前，导致渣油加氢装置非正常停工的主要因素有局部床层过热和床层高压降，尤其是加氢脱金属催化剂床层最易出现热点和高压降的问题。经工业装置运转发现，造成这种情况的主要原因是，加氢脱金属催化剂床层金属等杂质组分的脱除负荷比较大，物流分布情况相对较差，导致了热点和高压降最大概率地发生在加氢脱金属催化剂床层，由此推高了整个渣油加氢处理装置的停工风险。
因此，如何最大程度的保持加氢保护-加氢脱金属反应器的长周期运转，是实现渣油加氢处理装置长周期运转的关键。
现有技术通常是采用在渣油加氢的过程中并联两个例如脱铁脱钙反应器或并联加氢保护反应器等方式来实现催化剂的在线置换，进而延长装置的运转周期。但是，在工业生产过程中，这种并联反应器的工艺存在例如降低了装置的处理量等缺陷。
为此，需提供一种能够稳定获得高质量产品且能够延长运转周期的渣油加氢处理方法，实现渣油加氢装置在线更换加氢保护催化剂和加氢脱金属催化剂的目的。尽量避免停工更换催化剂，进而实现渣油加氢装置的长周期运转。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的渣油加氢方法中存在的加氢保护-加氢脱金属反应器易发生非正常停工换剂而不能实现长周期运转，且获得的产品稳定性不高的缺陷。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种渣油加氢装置，该装置包括：
第一反应单元I，该第一反应单元I中含有加氢保护-加氢脱金属反应器；
第二反应单元II，该第二反应单元II中含有用于加氢精制的固定床反应器；
第三反应单元III，该第三反应单元III中含有加氢保护-加氢脱金属反应器；
其中，所述第一反应单元I和所述第三反应单元III中的反应器各自独立地选自上流式反应器和固定床反应器中的至少一种；以及
所述第一反应单元I、所述第二反应单元II和所述第三反应单元III之间设置有带有阀门的管线，使得进入该装置的流体能够依次流经所述第一反应单元I、所述第二反应单元II和所述第三反应单元III，或者能够依次流经所述第三反应单元III、所述第二反应单元II和所述第一反应单元I。
本发明的第二方面提供一种渣油加氢的方法，该方法在包括第一反应单元I、第二反应单元II和第三反应单元III的渣油加氢装置中实施，所述第一反应单元I中含有加氢保护-加氢脱金属反应器，所述第二反应单元II中含有用于加氢精制的固定床反应器，所述第三反应单元III中含有加氢保护-加氢脱金属反应器，该方法包括：
(1)将原料油引入至头部的反应单元中进行加氢反应；
(2)将步骤(1)的反应单元的流出物引入至所述第二反应单元II中进行加氢精制；
(3)将步骤(2)的反应单元的流出物引入至尾部的反应单元中进行加氢反应；
其中，所述头部的反应单元和所述尾部的反应单元分别为所述第一反应单元I和所述第三反应单元III中的任意一者；以及
所述第一反应单元I和所述第三反应单元III中的反应器各自独立地选自上流式反应器和固定床反应器中的至少一种。
本发明的装置和方法有利于解决渣油加氢保护-加氢脱金属反应器易出现热点和压降容易达到上限的问题，且本发明的方法中的加氢保护-加氢脱金属反应器能够长期保持较高的加氢脱金属等脱杂质能力，从而延长了装置的运转周期。
具体地，本发明提供的渣油加氢方法能够实现加氢保护-加氢脱金属反应器中的催化剂的在线置换，进而能够实现渣油加氢装置的长周期运转。
与常规渣油加氢技术相比，本发明的方法中能够实现连续运转周期延长20-100％，增加了渣油加氢装置的运行效率，提高了装置操作经济性。
附图说明
图1是本发明的渣油加氢的方法的一种优选的具体实施方式的工艺流程图；
图2是本发明的渣油加氢的方法的另一种优选的具体实施方式的工艺流程图；
图3是本发明的渣油加氢的方法的另一种优选的具体实施方式的工艺流程图。
附图标记说明
1、2、3、4均表示阀门
f1表示第一反应单元I的进料
f2表示第三反应单元III的进料
p1表示第三反应单元III的出料
p2表示第一反应单元I的出料
p3表示第二反应单元II的出料
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
如前所述，本发明的第一方面提供了一种渣油加氢装置，该装置包括：
第一反应单元I，该第一反应单元I中含有加氢保护-加氢脱金属反应器；
第二反应单元II，该第二反应单元II中含有用于加氢精制的固定床反应器；
第三反应单元III，该第三反应单元III中含有加氢保护-加氢脱金属反应器；
其中，所述第一反应单元I和所述第三反应单元III中的反应器各自独立地选自上流式反应器和固定床反应器中的至少一种；以及
所述第一反应单元I、所述第二反应单元II和所述第三反应单元III之间设置有带有阀门的管线，使得进入该装置的流体能够依次流经所述第一反应单元I、所述第二反应单元II和所述第三反应单元III，或者能够依次流经所述第三反应单元III、所述第二反应单元II和所述第一反应单元I。
如前所述，本发明的第二方面提供了一种渣油加氢的方法，该方法在包括第一反应单元I、第二反应单元II和第三反应单元III的渣油加氢装置中实施，所述第一反应单元I中含有加氢保护-加氢脱金属反应器，所述第二反应单元II中含有用于加氢精制的固定床反应器，所述第三反应单元III中含有加氢保护-加氢脱金属反应器，该方法包括：
(1)将原料油引入至头部的反应单元中进行加氢反应；
(2)将步骤(1)的反应单元的流出物引入至所述第二反应单元II中进行加氢精制；
(3)将步骤(2)的反应单元的流出物引入至尾部的反应单元中进行加氢反应；
其中，所述头部的反应单元和所述尾部的反应单元分别为所述第一反应单元I和所述第三反应单元III中的任意一者；以及
所述第一反应单元I和所述第三反应单元III中的反应器各自独立地选自上流式反应器和固定床反应器中的至少一种。
本发明的所述第一反应单元I中的反应器例如可以均为上流式反应器，又如可以均为固定床反应器，还能为上流式反应器和固定床反应器两者的混合。
同样地，本发明的所述第三反应单元III中的反应器例如可以均为上流式反应器，又如可以均为固定床反应器，还能为上流式反应器和固定床反应器两者的混合。
根据一种优选的具体实施方式，本发明的方法还包括：当所述第一反应单元I或所述第三反应单元III中出现热点或反应器压降达到上限时，将该出现热点或反应器压降达到上限的反应单元进行短路以进行换剂处理，同时通过调节连接各反应单元的管线上的阀门以使得未出现热点且反应器压降未达到上限的所述第一反应单元I或所述第三反应单元III能够作为步骤(1)中的所述头部的反应单元，并且，将进行所述换剂处理后的反应单元作为步骤(3)中的所述尾部的反应单元。
本发明的前述方法能够实现原料油和氢气的物流方向依次为第一反应单元I、第二反应单元II和第三反应单元III，也能够为第三反应单元III、第二反应单元II和第一反应单元I。使得原料油和氢气与各个反应单元中的多个催化剂床层发生接触并进行反应。
在本发明中，例如，当尾部的反应单元中出现热点或反应器压降达到上限时，短路该反应单元，并置换该反应单元中出现热点反应器或压降达到上限反应器中的催化剂，置换后的反应单元重新插入物流的尾部参与反应。又如，当头部的反应单元中出现热点或反应器压降达到上限时，短路该反应单元，同时改变物流流向，并置换该反应单元中出现热点反应器或压降达到上限反应器中的催化剂，置换后的反应单元重新插入物流的尾部参与反应。
特别优选情况下，在出现热点或反应器压降达到上限的反应单元处于短路期间，处于工作状态的所述头部的反应单元中的渣油进料量为所述第一反应单元I和所述第三反应单元III同时处于工作状态时的0.6-1倍。
优选情况下，按照物流方向，所述第一反应单元I和所述第三反应单元III中均依次装填加氢保护催化剂和加氢脱金属催化剂。
优选地，所述第一反应单元I和所述第三反应单元III中的加氢保护催化剂和加氢脱金属催化剂的装填体积比各自独立地为1：(0.5-19.5)。更优选所述第一反应单元I和所述第三反应单元III中的加氢保护催化剂和加氢脱金属催化剂的装填体积比相同。
优选地，按照物流方向，所述第二反应单元II中依次装填加氢脱硫催化剂、加氢脱残炭催化剂以及加氢脱氮催化剂中的至少一种。
优选情况下，所述加氢脱硫催化剂的装填体积与所述第二反应单元II中剩余催化剂的装填体积的比例为(0.5-9.5)：1。
根据一种优选的具体实施方式，在所述步骤(1)中，所述头部的反应单元中的反应条件包括：反应压力为12-17MPa；反应温度为320-405℃；液时体积空速为0.1-2.0h-1；氢油体积比为100-1000。
根据另一种优选的具体实施方式，在所述步骤(3)中，所述尾部的反应单元中的反应条件包括：反应压力为12-17MPa；反应温度为320-405℃；液时体积空速为0.1-2.0h-1；氢油体积比为100-1000。
根据另一种优选的具体实施方式，在所述步骤(2)中，所述第二反应单元II中的反应条件包括：反应压力为12-17MPa；反应温度为320-405℃；液时体积空速为0.1-2.0h-1；氢油体积比为100-1000。
优选地，所述原料油选自常压渣油，减压渣油，由煤、石油砂、油页岩或沥青经热解所得的油中的至少一种。
本发明对所述加氢保护催化剂、加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂、加氢脱氮催化剂和加氢脱残炭催化剂等催化剂的具体种类没有特别的要求，可以为常规使用的具有这些功能的催化剂。这些催化剂一般都是以介孔无机氧化物(如氧化铝)为载体、以第VIB族和/或VIII族金属氧化物(如Mo、W、Co和Ni中的一种或几种的氧化物)为活性组分，选择性地加入各种助剂(如P、Si、F和B中一种或几种)的催化剂。例如，由石油化工科学研究院开发的RG、RDM、RMS、RSN和RSC系列的重、渣油加氢保护催化剂、加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂、加氢脱氮催化剂和加氢脱残炭催化剂。
需要说明的是，本发明的所述加氢脱氮催化剂和所述加氢脱残炭催化剂的装填体积比，一般依据具体工业生产要求而定。
根据本发明提供的方法，反应器的压降上限优选为反应器设计压降的0.4-0.8倍，更优选为设计压降的0.5-0.8倍。
根据本发明提供的方法，所述热点是指在催化剂床层中出现局部的较高温度点，优选至少一个催化剂床层中的径向温差为10-30℃，更优选为15-25℃。
以下结合附图对本发明的方法予以进一步说明，但并不因此而限制本发明。
图1为本发明的渣油加氢的方法的一种优选的具体实施方式的工艺流程图。按照图1所示，渣油加氢装置被分为三个反应单元，此三个反应单元分别为第一反应单元I、第二反应单元II、第三反应单元III，其中第一反应单元I和第三反应单元III均为加氢保护-加氢脱金属反应单元、第二反应单元II为加氢精制反应单元。第二反应单元II中的反应器均采用固定床反应器，而第一反应单元I和第三反应单元III中的反应器此处均采用上流式反应器。
结合图1，具体工艺流程主要分四种情况进行操作：其一，当物流方向为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ时，进料为f1(即f1表示第一反应单元I的进料)，出料为p1(即p1表示第三反应单元III的出料)，此时阀门工作状态为开启1-3阀组和关闭2-4阀组；其二，当物流方向为Ⅲ→Ⅱ→Ⅰ时，进料为f2(即f2表示第三反应单元III的进料)，出料为p2(即p2表示第一反应单元I的出料)，此时阀门工作状态为开启2-4阀组和关闭1-3阀组；其三，当第一反应单元Ⅰ中反应器出现热点或反应器压降达到上限时，需短路第一反应单元Ⅰ且对相应反应器中催化剂进行置换，物流方向应调整为Ⅲ→Ⅱ，进料为f2，出料为p3(即p3表示第二反应单元II的出料)，此时阀门工作状态为开启2阀组和关闭1-3-4阀组，第一反应单元Ⅰ置换完毕后重新切入装置，此时物流方向为Ⅲ→Ⅱ→Ⅰ；其四，当第三反应单元III反应器出现热点或反应器压降达到上限时，需短路第三反应单元III，且对相应反应器中催化剂进行置换，物流方向应为Ⅰ→Ⅱ，进料为f1，出料为p3，此时阀门工作状态为开启1阀组和关闭2-3-4阀组，第三反应单元III置换完毕后重新切入装置，此时物流方向为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ。
图2是本发明的渣油加氢的方法的另一种优选的具体实施方式的工艺流程图。按照图2所示，渣油加氢装置被分为三个反应单元，此三个反应单元分别为第一反应单元I、第二反应单元II、第三反应单元III，其中第一反应单元I和第三反应单元III均为加氢保护-加氢脱金属反应单元、第二反应单元II为加氢精制反应单元。第一反应单元I、第二反应单元II、第三反应单元III中的反应器均采用固定床反应器。
结合图2，具体工艺流程主要分四种情况进行操作：其一，当物流方向为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ时，进料为f1，出料为p1，此时阀门工作状态为开启1-3阀组和关闭2-4阀组；其二，当物流方向为Ⅲ→Ⅱ→Ⅰ时，进料为f2，出料为p2，此时阀门工作状态为开启2-4阀组和关闭1-3阀组；其三，当第一反应单元Ⅰ中反应器出现热点或反应器压降达到上限时，需短路第一反应单元Ⅰ且对相应反应器中催化剂进行置换，物流方向应调整为Ⅲ→Ⅱ，进料为f2，出料为p3，此时阀门工作状态为开启2阀组和关闭1-3-4阀组，第一反应单元Ⅰ置换完毕后重新切入装置，此时物流方向为Ⅲ→Ⅱ→Ⅰ；其四，当第三反应单元III反应器出现热点或反应器压降达到上限时，需短路第三反应单元III，且对相应反应器中催化剂进行置换，物流方向应为Ⅰ→Ⅱ，进料为f1，出料为p3，此时阀门工作状态为开启1阀组和关闭2-3-4阀组，第三反应单元III置换完毕后重新切入装置，此时物流方向为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ。
图3是本发明的渣油加氢的方法的另一种优选的具体实施方式的工艺流程图。按照图3所示，渣油加氢装置被分为三个反应单元，此三个反应单元分别为第一反应单元I、第二反应单元II、第三反应单元III，其中第一反应单元I和第三反应单元III均为加氢保护-加氢脱金属反应单元、第二反应单元II为加氢精制反应单元。第二反应单元II、第三反应单元III中的反应器均采用固定床反应器，第一反应单元I中的反应器均采用上流式反应器。
结合图3，具体工艺流程主要分四种情况进行操作：其一，当物流方向为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ时，进料为f1，出料为p1，此时阀门工作状态为开启1-3阀组和关闭2-4阀组；其二，当物流方向为Ⅲ→Ⅱ→Ⅰ时，进料为f2，出料为p2，此时阀门工作状态为开启2-4阀组和关闭1-3阀组；其三，当第一反应单元Ⅰ中反应器出现热点或反应器压降达到上限时，需短路第一反应单元Ⅰ且对相应反应器中催化剂进行置换，物流方向应调整为Ⅲ→Ⅱ，进料为f2，出料为p3，此时阀门工作状态为开启2阀组和关闭1-3-4阀组，第一反应单元Ⅰ置换完毕后重新切入装置，此时物流方向为Ⅲ→Ⅱ→Ⅰ；其四，当第三反应单元III反应器出现热点或反应器压降达到上限时，需短路第三反应单元III，且对相应反应器中催化剂进行置换，物流方向应为Ⅰ→Ⅱ，进料为f1，出料为p3，此时阀门工作状态为开启1阀组和关闭2-3-4阀组，第三反应单元III置换完毕后重新切入装置，此时物流方向为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ。
本发明的方法能够灵活短路和置换反应器中的催化剂，从而保持了加氢保护-加氢脱金属反应区较强的脱金属能力，有利于延长渣油加氢处理装置的运转周期。
以下将通过实例对本发明进行详细描述。以下实例中，在没有特别说明的情况下，使用的各种原料均来自商购。
实施例1
所用催化剂为石油化工科学研究院开发催化剂，且均由中国石油化工股份有限公司催化剂长岭分公司生产。
此实施例采用的工艺流程如图1所示。
图1中第一反应单元I、第二反应单元II、第三反应单元III的反应器中催化剂装填情况为：
第一反应单元I和第三反应单元III的反应器具有相同的催化剂装填量和比例，自下而上依次为RG-20、RG-30、RDM-35、RDM-32B；催化剂装填体积均为500mL，四种剂的体积比为2.5∶7.5∶50∶40。
第二反应单元II的反应器自上而下所装填催化剂为RMS-3B、RCS-30B；催化剂装填体积为800mL，两种催化剂的体积比为67∶33。
原料油为表1所示性质的渣油R。
渣油加氢处理反应条件为：
第一反应单元I：反应压力为15.0MPa，反应温度为330-400℃，氢油体积比为240∶1，液时体积空速为0.72h-1；
第二反应单元II：反应压力为15.0MPa，反应温度为330-400℃，氢油体积比为650∶1，液时体积空速为0.45h-1
第三反应单元III：反应压力为15.0MPa，反应温度为330-400℃，氢油体积比为240∶1，液时体积空速均为0.72h-1；
总的液时体积空速为0.2h-1。
在短路更新第一反应单元I或第三反应单元III的反应器期间，处于工作状态的第三反应单元III或第一反应单元I的渣油进料量为第一反应单元I和第三反应单元III同时处于工作状态时的0.65倍。
表1
Figure BDA0002165466570000111
Figure BDA0002165466570000121
在渣油加氢过程中，通过调节反应温度，使所得加氢生成油品质保持稳定，其中S含量≯0.30wt.％，N含量≯0.23wt.％，残炭含量≯3.5wt.％、重金属(Ni+V)含量≯5.7μg/g。
本实施例的装置运转状况：开工后物流流向为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ，装置稳定运转11个月；而后第一反应单元I的反应器反应温度达到400℃，置换更新第一反应单元I并重新切入装置，此时物流流向为Ⅲ→Ⅱ→Ⅰ；装置又稳定运转6个月，而后第三反应单元III的反应器反应温度达到400℃，置换更新第三反应单元III并重新切入装置，此时物流流向为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ；装置又稳定运转8个月，随后各反应器温度均达到400℃，且产品油质量变差装置停工。装置连续运转周期为25个月，中间共更新2次加氢保护催化剂和加氢脱金属催化剂。
实施例2
所用催化剂为石油化工科学研究院开发催化剂，且均由中国石油化工股份有限公司催化剂长岭分公司生产。
此实施例采用的工艺流程如图2所示。
图2中第一反应单元I、第二反应单元II、第三反应单元III的反应器中催化剂装填情况为：
第一反应单元I和第三反应单元III的反应器具有相同的催化剂装填量和比例，自上而下依次为RG-20、RG-30、RDM-35、RDM-32B；催化剂装填体积均为500mL，四种剂的体积比为2.5∶7.5∶50∶40。
第二反应单元II的反应器自上而下所装填催化剂为RMS-3B、RCS-30B；催化剂装填体积为800mL，两种催化剂的体积比为67∶33。
原料油为表1所示性质的渣油R。
渣油加氢处理反应条件为：
第一反应单元I：反应压力为15.0MPa，反应温度为330-400℃，氢油体积比为650∶1，液时体积空速为0.72h-1；
第二反应单元II：反应压力为15.0MPa，反应温度为330-400℃，氢油体积比为650∶1，液时体积空速为0.45h-1；
第三反应单元III：反应压力为15.0MPa，反应温度为330-400℃，氢油体积比为650∶1，液时体积空速均为0.72h-1；
总的液时体积空速为0.2h-1。
在短路更新第一反应单元I或第三反应单元III的反应器期间，处于工作状态的第三反应单元III或第一反应单元I的渣油进料量为第一反应单元I和第三反应单元III同时处于工作状态时的0.65倍。
在渣油加氢过程中，通过调节反应温度，使所得加氢生成油品质保持稳定，其中S含量≯0.30wt.％，N含量≯0.23wt.％，残炭含量≯3.5wt.％、重金属(Ni+V)含量≯5.7μg/g。
本实施例的装置运转状况：开工后物流流向为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ，装置稳定运转10个月；而后第一反应单元I的反应器反应温度达到400℃，置换更新第一反应单元I并重新切入装置，此时物流流向为Ⅲ→Ⅱ→Ⅰ；装置又稳定运转6个月，而后第三反应单元III的反应器反应温度达到400℃，置换更新第三反应单元III并重新切入装置，此时物流流向为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ；装置又稳定运转7个月，随后各反应器反应温度均达到400℃，且产品质量变差装置停工。装置连续运转周期为23个月，中间共更新2次加氢保护催化剂和加氢脱金属催化剂。
实施例3
所用催化剂为石油化工科学研究院开发催化剂，且均由中国石油化工股份有限公司催化剂长岭分公司生产。
此实施例采用的工艺流程如图3所示。
图3中第一反应单元I、第二反应单元II、第三反应单元III的反应器中催化剂装填情况为：
第一反应单元I和第三反应单元III的反应器具有相同的催化剂装填量和比例，其中，第一反应单元I的反应器自下而上依次为RG-20、RG-30、RDM-35、RDM-32B，第三反应单元III的反应器自上而下依次为RG-20、RG-30、RDM-35、RDM-32B；催化剂装填体积均为500mL，四种剂的体积比为2.5∶7.5∶50∶40。
第二反应单元II的反应器自上而下所装填催化剂为RMS-3B、RCS-30B；催化剂装填体积为800mL，两种催化剂的体积比为67∶33。
原料油为表1所示性质的渣油R。
渣油加氢处理反应条件为：
第一反应单元I：反应压力为15.0MPa，反应温度为330-400℃，氢油体积比为240∶1，液时体积空速为0.45h-1；
第二反应单元II：反应压力为15.0MPa，反应温度为330-400℃，氢油体积比为650∶1，液时体积空速为0.72h-1；
第三反应单元III：反应压力为15.0MPa，反应温度为330-400℃，氢油体积比为650∶1，液时体积空速均为0.45h-1；
总的液时体积空速为0.2h-1。
在短路更新第一反应单元I或第三反应单元III的反应器期间，处于工作状态的第三反应单元III或第一反应单元I的渣油进料量为第一反应单元I和第三反应单元III同时处于工作状态时的0.65倍。
在渣油加氢过程中，通过调节反应温度，使所得加氢生成油品质保持稳定，其中S含量≯0.30wt.％，N含量≯0.23wt.％，残炭含量≯3.5wt.％、重金属(Ni+V)含量≯5.7μg/g。
本实施例的装置运转状况：开工后物流流向为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ，装置稳定运转12个月；而后第一反应单元I的反应器反应温度达到400℃，置换更新第一反应单元I并重新切入装置，此时物流流向为Ⅲ→Ⅱ→Ⅰ；装置又稳定运转4个月，而后第三反应单元III的反应器反应温度达到400℃，置换更新第三反应单元III并重新切入装置，此时物流流向为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ；装置又稳定运转8个月，随后各反应器反应温度均达到400℃，且产品质量变差装置停工。装置连续运转周期为24个月，中间共更新2次加氢保护催化剂和加氢脱金属催化剂。
对比例1
所用催化剂为石油化工科学研究院开发催化剂，且均由中国石油化工股份有限公司催化剂长岭分公司生产。
本对比例采用的工艺流程为常规渣油加氢工艺流程，即第一反应单元I、第二反应单元II联用，且两个反应单元中的反应器均为下流式固定床反应器。反应物流依次进入第一反应单元I和第二反应单元II，发生加氢反应。
第一反应单元I、第二反应单元II的反应器中催化剂装填情况为：
第一反应单元I的反应器中催化剂自上而下依次装填RG-20、RG-30、RDM-35、RDM-32B；催化剂装填总体积为500mL，四种剂的体积比为2.5∶7.5∶50∶40。
第二反应单元II的反应器自上而下所装填催化剂为RMS-3B、RCS-30B；催化剂装填体积为800mL，两种催化剂的体积比为67∶33。
原料油为表1所示性质的渣油R。
渣油加氢处理反应条件为：
第一反应单元I：反应压力为15.0MPa，反应温度为330-400℃，氢油体积比为650∶1，液时体积空速为0.52h-1；
第二反应单元II：反应压力为15.0MPa，反应温度为330-400℃，氢油体积比为650∶1，液时体积空速为0.325h-1；
总的液时体积空速为0.2h-1。
在渣油加氢过程中，通过调节反应温度，使所得加氢生成油品质保持稳定，其中S含量≯0.30wt.％，N含量≯0.23wt.％，残炭含量≯3.5wt.％、重金属(Ni+V)含量≯5.7μg/g。
本对比例的装置运转状况：装置稳定运转13个月；随后各反应器反应温度均已达到400℃，且产品质量变差装置停工。装置运转周期明显少于实施例1、实施例2和实施例3中装置运转周期，且渣油进料处理量仅为实施例1、实施例2和实施例3的37.5％、40.8％和39.1％。
由上述结果可以看出，本发明的渣油加氢方法能够实现装置的连续长周期运转，且渣油处理量大，并且产品性质稳定。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种渣油加氢装置，其特征在于，该装置包括：
第一反应单元I，该第一反应单元I中含有加氢保护-加氢脱金属反应器；
第二反应单元II，该第二反应单元II中含有用于加氢精制的固定床反应器；
第三反应单元III，该第三反应单元III中含有加氢保护-加氢脱金属反应器；
其中，所述第一反应单元I和所述第三反应单元III中的反应器各自独立地选自上流式反应器和固定床反应器中的至少一种；以及
所述第一反应单元I、所述第二反应单元II和所述第三反应单元III之间设置有带有阀门的管线，使得进入该装置的流体能够依次流经所述第一反应单元I、所述第二反应单元II和所述第三反应单元III，或者能够依次流经所述第三反应单元III、所述第二反应单元II和所述第一反应单元I；
当所述第一反应单元I或所述第三反应单元III中出现热点或反应器压降达到上限时，将该出现热点或反应器压降达到上限的反应单元进行短路以进行换剂处理，同时通过调节连接各反应单元的管线上的阀门以使得未出现热点且反应器压降未达到上限的所述第一反应单元I或所述第三反应单元III能够作为头部的反应单元，并且，将进行所述换剂处理后的反应单元作为尾部的反应单元。
2.一种利用权利要求1中所述的渣油加氢装置的渣油加氢的方法，其特征在于，该方法在包括第一反应单元I、第二反应单元II和第三反应单元III的渣油加氢装置中实施，所述第一反应单元I中含有加氢保护-加氢脱金属反应器，所述第二反应单元II中含有用于加氢精制的固定床反应器，所述第三反应单元III中含有加氢保护-加氢脱金属反应器，该方法包括：
（1）将渣油引入至头部的反应单元中进行加氢反应；
（2）将步骤（1）的反应单元的流出物引入至所述第二反应单元II中进行加氢精制；
（3）将步骤（2）的反应单元的流出物引入至尾部的反应单元中进行加氢反应；
其中，所述头部的反应单元和所述尾部的反应单元分别为所述第一反应单元I和所述第三反应单元III中的任意一者；以及
所述第一反应单元I和所述第三反应单元III中的反应器各自独立地选自上流式反应器和固定床反应器中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在出现热点或反应器压降达到上限的反应单元处于短路期间，处于工作状态的所述头部的反应单元中的渣油进料量为所述第一反应单元I和所述第三反应单元III同时处于工作状态时的0.6-1倍。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，按照物流方向，所述第一反应单元I和所述第三反应单元III中均依次装填加氢保护催化剂和加氢脱金属催化剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一反应单元I和所述第三反应单元III中的加氢保护催化剂和加氢脱金属催化剂的装填体积比各自独立地为1：（0.5-19.5）。
6.根据权利要求2或3所述的方法，其中，按照物流方向，所述第二反应单元II中依次装填加氢脱硫催化剂、加氢脱残炭催化剂以及加氢脱氮催化剂中的至少2种。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述加氢脱硫催化剂的装填体积与所述第二反应单元II中剩余催化剂的装填体积的比例为（0.5-9.5）：1。
8.根据权利要求2或3所述的方法，其中，在所述步骤（1）中，所述头部的反应单元中的反应条件包括：反应压力为12-17 MPa；反应温度为320-405℃；液时体积空速为0.1-2.0 h-1；氢油体积比为100-1000。
9.根据权利要求2或3所述的方法，其中，在所述步骤（3）中，所述尾部的反应单元中的反应条件包括：反应压力为12-17 MPa；反应温度为320-405℃；液时体积空速为0.1-2.0 h-1；氢油体积比为100-1000。
10.根据权利要求2或3所述的方法，其中，在所述步骤（2）中，所述第二反应单元II中的反应条件包括：反应压力为12-17 MPa；反应温度为320-405℃；液时体积空速为0.1-2.0 h-1；氢油体积比为100-1000。
11.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述渣油选自常压渣油，减压渣油中的至少一种。
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