CN113150821B - 一种浆态床加氢裂化反应系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于化工重油(渣油)改质技术领域，具体公开了一种浆态床加氢裂化反应系统及利用该系统防止油品疏密分层的方法。本发明的浆态床加氢裂化反应系统使浆态床加氢裂化装置反应器内重液相组分及液相中的固体物质在吹扫介质的辅助下排放至排放分离器内，有效解决了浆态床加氢裂化装置反应器内重液相组分及液相中的固体物质受到重力影响与轻组分发生的疏密分层沉积在反应器底部的现象，避免了反应器底部结焦；同时还避免了排放设施在热备状态下因为高温、无流动而引起的生焦堵塞。

Description

一种浆态床加氢裂化反应系统及方法

技术领域

本发明属于化工重油(渣油)改质技术领域，更具体地，涉及一种浆态床加氢裂化反应系统及利用该系统防止油品疏密分层的方法。

背景技术

中国一直严重依赖原油进口，进口重质原油或高硫石油是大势所趋。而重油所产生的渣油处理是世界难题。目前国内每年渣油加工处理约1-2亿吨，采用传统延迟焦化技术的收率大约60～70％左右；采用高压沸腾床加氢技术其收率大约60-75％左右。延迟焦化技术在国家日益严格的环保要求下，可预期的前景黯淡；固定床渣油加氢不仅受制于原料杂质的限制，即使采用最先进的催化剂与工艺流程技术其操作周期无法突破22个月,无法与三年或者四年的检修周期相匹配。沸腾床渣油加氢由于无法保证产品中沥青质的稳定性，分馏系统易出现堵塞，进而影响装置的稳定操作，使转化率无法逾越75～80％的天花板。

浆态床临氢热裂化工艺对所加工原料中杂质的含量几乎没有限制，甚至可以加工沥青和油砂，浆态床加氢裂化工艺由于转化率高，可以达到90～95％以上，在设备条件允许的前提下几乎无装置操作周期的限制，无操作初、末期的区别，因而被视为对于劣质重、渣油轻质化的一条比较有效的途径，也是替代现有焦化装置，大幅度提高全厂原油加工灵活性和提高全厂轻油收率的重要技术手段。

浆态床加氢裂化反应遵循自由基的反应机理，在氢气与催化剂的氛围下，合理控制反应条件可以有效抑制反应结焦。浆态床渣油加氢裂化反应器的进料方式多为下进上出，反应器内根据密度的不同分为鼓泡区与泡沫区，反应正常进行时，鼓泡区内的上下层密度差需要控制在一定的范围内，当鼓泡区内的上下层密度差呈现增大的趋势、反应器底部切线以下的密度急剧增加、浆态床反应器轴向温度分布随反应器底部温度的降低而增大时表明浆态床反应器底部有较重的化合物和较大的固体富集，富集程度将随反应的进行而越发严重，必须及时将较重液相与固体排出反应器，以防止反应器底部生焦。而针对上述状况设计的排放及接收设施不宜过于复杂，需要考虑：1、高压高温热备状态下设施的安全、成本与维护的问题；2、处于热备状态下的排放设施如何防止与反应器相连的管线阀门因介质出现高温、无流动而引起的生焦堵塞；3、如何规避排放设施投用后残留在设施内的液体、固杂在高温、静止条件下生焦的风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种浆态床加氢裂化反应系统及方法，该反应系统不仅解决了浆态床加氢裂化装置反应器内重液相组分及液相中的固体物质受到重力影响与轻组分发生的疏密分层沉积在反应器底部的现象，有效防止了排放设施在热备状态下因高温、无流动而引起的生焦堵塞的出现；还避免了高压高温热备状态下由于排放及接收设施设计过于复杂而带来的安全、成本与维护问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种浆态床加氢裂化反应系统，该浆态床加氢裂化反应系统包括：浆态床加氢裂化反应器、反应产物分离器、排放管线、吹扫系统以及排放分离器；其中，

所述浆态床加氢裂化反应器顶部与反应产物分离器连接，下部或底部通过排放管线与排放分离器连接；所述反应产物分离器底部通过管线与所述排放分离器连接，所述管线上设置有隔离阀；

所述排放管线上依次设置有减压阀、排放口以及隔断阀组；

所述吹扫系统通过吹扫接口与排放管线连通，所述吹扫接口设置在减压阀上或设置在减压阀上游的排放管线上。

本发明中，优选地，所述排放管线设置有伴热管线。

本发明中，对承接从反应器排出的较重液相与固体的装置没有特殊要求，一般地，所述排放分离器可以为装置内已有设备，不需再设置专用容器及相关附属设施，例如热低压分离罐、温低压分离罐、热中压分离罐、温中压分离罐、减压塔中的至少一种。根据本发明，优选地，所述浆态床加氢裂化反应系统还包括冲洗接口和冲洗系统；所述冲洗系统通过所述冲洗接口与排放管线连通；所述冲洗接口设置在减压阀上或设置在减压阀和排放口之间的排放管线上。

本发明另一方面提供一种防止浆态床加氢裂化反应系统疏密分层的方法，所述方法在上述浆态床加氢裂化反应系统内进行，包括：

当浆态床加氢裂化反应器正常运行时，关闭减压阀、隔断阀组以及排放口，向排放管线内连续注入吹扫介质，将排放管线内的物料反向吹入浆态床加氢裂化反应器内；

当通过检测判断浆态床加氢裂化反应器内出现疏密分层现象后，打开减压阀和隔断阀组，关闭排放口，将浆态床加氢裂化反应器底部的物料排放至排放分离器内。

本发明中涉及的浆态床加氢裂化反应所采用的催化剂优选选自天然矿物固体粉末催化剂、工业废渣固体粉末催化剂、有机金属催化剂和无机化合物中的至少一种，所述催化剂的活性成分为二硫化钼；所述浆态床加氢裂化反应的反应原料选自减压渣油、脱油沥青、乙烯裂解焦油、煤焦油、超稠原油以及炼油厂污泥中的至少一种。

本发明中，在浆态床加氢裂化反应器正常运行时，向排放管线内连续注入吹扫介质，可以将排放管线内的物料反向吹入浆态床加氢裂化反应器内，使得排放管线内无物料的残留，有效地防止在热备状态下因浆态床加氢裂化反应器内物料流出，进而滞留在排放管线内，而导致的生焦堵塞的风险。而在浆态床加氢裂化反应器内出现疏密分层后，将浆态床加氢裂化反应器底部的物料排放至排放分离器内，实现了浆态床加氢裂化装置反应器内重液相组分及液相中的固体物质的及时排除。本发明中，所述浆态床加氢裂化反应器底部的物料一般包括任选掺杂有固体颗粒的石脑油、柴油、蜡油、未转化油中的至少一种。

为了防止排放管线启用后，残留在其中的液体在高温、静止状态下生焦，优选地，待加氢裂化反应器内疏密分层现象缓解后，关闭减压阀、隔断阀组，打开排放口，向排放管线内连续注入冲洗介质和吹扫介质，其中，冲洗介质与被冲洗的排放管线内残留的油浆一同从排放口排出，吹扫介质将排放管线内的物料反向吹入浆态床加氢裂化反应器，待达到冲洗目标后，停止注入冲洗介质，关闭排放口。

本发明中，浆态床反应器底部排放设施需进行伴热，优选地，所述排放管线的伴热温度大于等于200℃，优选大于等于250℃。

本发明中，选用的吹扫介质可以为蜡油、催化油浆以及氢气的至少一种，优选为氢气。冲洗介质可以为蜡油、催化油浆、氢的至少一种，优选为催化油浆。

与现有技术相比，本发明具备如下优点：

1)本发明的浆态床加氢裂化反应系统使浆态床加氢裂化装置反应器内重液相组分及液相中的固体物质排放至排放分离器内，有效解决了浆态床加氢裂化装置反应器内重液相组分及液相中的固体物质受到重力影响与轻组分发生的疏密分层沉积在反应器底部的现象，避免了反应器底部结焦；同时还避免了排放设施在热备状态下因为高温、无流动而引起的生焦堵塞。

2)本发明的浆态床加氢裂化反应系统还可以进一步规避了排放设施投用后残留在设施内的液体在高温、静止条件下生焦的风险。

3)本发明公开的浆态床加氢裂化反应系统设计简单，没有新增专用接收设备，设备成本低，且维护简单，有效避免了反应器底部生焦，克服了困扰浆态床技术难点，大范围进行推广。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本发明一个具体实施例中浆态床加氢裂化反应系统的示意图。

附图标记说明：

A、浆态床加氢裂化反应器；B、反应产物分离器；C、排放分离器；D1、吹扫接口；D2、冲洗接口；D3、冲洗排放接口；E、减压阀；F、隔离阀；G、排放管线；K、吹扫阀组；L、冲洗阀组；M、排放口；I、伴热管线；J、隔断阀组；

1、反应原料；2、氢气；3、排放介质；4、催化油浆；5、反应产物；6、液相反应产物。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。

实施例

一种浆态床加氢裂化反应系统，包括：浆态床加氢裂化反应器A、反应产物分离器B、排放管线G、冲洗系统、吹扫系统以及排放分离器C；其中，

浆态床加氢裂化反应器A顶部与反应产物分离器B连接，下部通过排放管线G与排放分离器C连接；反应产物分离器B底部通过管线与排放分离器C连接，管线上设置有隔离阀F；

排放管线G上依次设置有减压阀E以及隔断阀组J；排放管线G设置有伴热管线I，冲洗接口D2与吹扫接口D1设置于减压阀E上，

吹扫系统通过吹扫接口D1与排放管线G连通，冲洗系统通过冲洗接口D2与排放管线G连通。

在上述浆态床加氢裂化反应系统中，反应原料1(选自减压渣油、脱油沥青、乙烯裂解焦油、煤焦油、超稠原油以及炼油厂污泥中的至少一种)由下至上进入浆态床加氢裂化反应器A并在浆态床加氢裂化反应器A内进行化学反应(浆态床加氢裂化反应所采用的催化剂选自天然矿物固体粉末催化剂、工业废渣固体粉末催化剂、有机金属催化剂和无机化合物中的至少一种，催化剂的活性成分为二硫化钼)，反应产物5从浆态床加氢裂化反应器A的顶部流出进入反应产物分离器B内进行气液分离，液相反应产物6从反应产物分离器B的底部流出进入排放分离器C进一步进行气液分离。

当浆态床加氢裂化反应器A正常运行时，关闭减压阀E、隔断阀组J以及排放口M，向排放管线G内连续注入氢气2，将排放管线G内的物料反向吹入浆态床加氢裂化反应器A内；

当通过检测判断浆态床加氢裂化反应器A内出现疏密分层现象后，打开减压阀E和隔断阀组J，关闭排放口M，将浆态床加氢裂化反应器A底部的物料排放至排放分离器C内；

待加氢裂化反应器A内疏密分层现象缓解后，关闭减压阀E、隔断阀组J，打开排放口M，向排放管线G内连续注入催化油浆4和氢气2，其中，催化油浆4与被冲洗的排放管线内残留的油浆一同从排放口M排出，氢气2将排放管线G内的物料反向吹入浆态床加氢裂化反应器A，待达到冲洗目标后，停止注入催化油浆4，关闭排放口M。

其中，排放管线的伴热温度大于等于250℃；

浆态床加氢裂化反应器底部的物料包括任选掺杂有固体颗粒的石脑油、柴油、蜡油、未转化油中的至少一种。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种浆态床加氢裂化反应系统，其特征在于，该浆态床加氢裂化反应系统包括：浆态床加氢裂化反应器、反应产物分离器、排放管线、吹扫系统以及排放分离器；其中，

所述浆态床加氢裂化反应器顶部与反应产物分离器连接，下部或底部通过排放管线与排放分离器连接；所述反应产物分离器底部通过管线与所述排放分离器连接，所述管线上设置有隔离阀；

所述排放管线上依次设置有减压阀、排放口以及隔断阀组；

所述吹扫系统通过吹扫接口与排放管线连通，所述吹扫接口设置在减压阀上或设置在减压阀上游的排放管线上；

所述排放分离器为热低压分离罐、温低压分离罐、热中压分离罐、温中压分离罐、减压塔中的至少一种；

所述浆态床加氢裂化反应系统还包括冲洗接口和冲洗系统；

所述冲洗系统通过所述冲洗接口与排放管线连通；所述冲洗接口设置在减压阀上或设置在减压阀和排放口之间的排放管线上。

2.根据权利要求1所述的浆态床加氢裂化反应系统，其中，所述排放管线设置有伴热管线。

3.一种防止浆态床加氢裂化反应系统疏密分层的方法，其特征在于，所述方法在权利要求1或2所述的浆态床加氢裂化反应系统内进行，包括：

当浆态床加氢裂化反应器正常运行时，关闭减压阀、隔断阀组以及排放口，向排放管线内连续注入吹扫介质，将排放管线内的物料反向吹入浆态床加氢裂化反应器内；

当通过检测判断浆态床加氢裂化反应器内出现疏密分层现象后，打开减压阀和隔断阀组，关闭排放口，将浆态床加氢裂化反应器底部的物料排放至排放分离器内；

待加氢裂化反应器内疏密分层现象缓解后，关闭减压阀、隔断阀组，打开排放口，向排放管线内连续注入冲洗介质和吹扫介质，其中，冲洗介质与被冲洗的排放管线内残留的油浆一同从排放口排出，吹扫介质将排放管线内的物料反向吹入浆态床加氢裂化反应器，待达到冲洗目标后，停止注入冲洗介质，关闭排放口。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述排放管线的伴热温度大于等于200℃。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述排放管线的伴热温度大于等于250℃。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述吹扫介质为蜡油、催化油浆以及氢气的至少一种。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述吹扫介质为氢气。

8.根据权利要求3所述的方法，其中，所述冲洗介质为蜡油、催化油浆以及氢气的至少一种。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述冲洗介质为催化油浆。

10.根据权利要求3所述的方法，其中，所述浆态床加氢裂化反应所采用的催化剂选自天然矿物固体粉末催化剂、工业废渣固体粉末催化剂、有机金属催化剂和无机化合物中的至少一种，所述催化剂的活性成分为二硫化钼；

所述浆态床加氢裂化反应的反应原料选自减压渣油、脱油沥青、乙烯裂解焦油、煤焦油、超稠原油以及炼油厂污泥中的至少一种；

所述浆态床加氢裂化反应器底部的物料包括任选掺杂有固体颗粒的石脑油、柴油、蜡油、未转化油中的至少一种。

Images