沸腾床加氢反应设备及沸腾床加氢方法技术

本发明专利技术属于加氢技术领域，具体涉及一种沸腾床加氢反应设备及沸腾床加氢方法。所述的沸腾床加氢反应设备，包括沸腾床加氢反应器、催化剂加入系统和加剂管路，其中，催化剂加入系统包括催化剂储罐和连通催化剂储罐与沸腾床加氢反应器内部空间的催化剂输送管路，催化剂输送管路上设置至少两个阀门，两个阀门之间的催化剂输送管路与加剂管路之间采用防硫化氢泄露管路连通，防硫化氢泄露管路上设置至少一个阀门。本发明专利技术所述的沸腾床加氢反应设备，解决了催化剂加入系统因特殊工况下频繁操作造成内漏带来的安全隐患；进一步提高了反应器的利用率，提升了加氢反应效果，提高了装置操作的稳定性；所述的沸腾床加氢方法，科学合理、简单易行。

Boiling bed hydrogenation reaction equipment and boiling bed hydrogenation method

The invention belongs to the field of hydrogenation technology, in particular to a fluidized bed hydrogenation reaction equipment and a fluidized bed hydrogenation method. The fluidized bed hydrogenation reactor includes the boiling bed hydrogenation reactor, the catalyst adding system and the additive pipeline, in which the catalyst adding system includes the catalyst delivery line of the catalyst storage tank and the connected catalyst storage tank and the internal space of the fluidized bed hydrogenation reactor, and at least two valves are installed on the conveying line. The catalyst transmission line between the two valves is connected with the hydrogen sulfide leakage line between the catalyst delivery line and the additive line, and at least one valve is set on the hydrogen sulfide leakage line. The boiling bed hydrogenation reaction equipment described in the invention solves the hidden danger caused by the leakage of the internal leakage caused by the frequent operation of the catalyst system in the special working condition, further improves the utilization rate of the reactor, improves the effect of the hydrogenation reaction, and improves the stability of the operation of the device; the fluidized bed hydrogenation method is scientific and reasonable. It is simple and easy to do.

【技术实现步骤摘要】
沸腾床加氢反应设备及沸腾床加氢方法
本专利技术属于加氢
，具体涉及一种沸腾床加氢反应设备及沸腾床加氢方法。
技术介绍
沸腾床加氢反应指原料油(主要为液相)、氢气(气相)在催化剂(固相)上进行加氢反应的过程，加氢反应主要发生加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱氧、加氢饱和、加氢裂化等。反应器在气、液、固三相的沸腾状态下操作，催化剂在从反应器底部进入的原料油和氢气的带动下，处于沸腾状态，与固定床反应器处于完全不同的流体状态。沸腾床加氢反应可以处理高金属、高沥青质含量的劣质原料油，反应具有压力降小、温度均匀、可以在线加排催化剂以保持催化剂活性等特点。沸腾床加氢反应器一般要设置催化剂在线加排系统，用于催化剂的加入和排出。但催化剂在线加排系统并不是连续使用，一般是反应性能达不到要求时进行催化剂更新，根据原料性质及转化深度要求，一般一周或更长时间进行催化剂更新一次。催化剂加入系统处于常压与反应器的高压(一般反应压力在15MPa以上)之间，启用时打开相关各阀门，将固体物料沿输送管路及相关设备加入反应器中，加入完毕后再将相关阀门关闭。由于催化剂加入系统操作频繁，加之固体物料对阀门的磨损，使得催化剂加入系统的阀门内漏现象比其它位置的阀门严重得多。由于催化剂加入系统与常压设备(如催化剂备用储罐等)连接，反应系统内的高含硫化氢气体容易经过这些内漏的阀门进入常压设备内或进一步泄露至环境，硫化氢是剧毒物质，因此，对安全生产带来一定安全隐患。目前没有适宜的解决方案，只能从阀门的耐用性解决该问题，或及时更换内漏的阀门，增加了装置运行成本。目前存在两种主要类型的沸腾加氢技术，一类是采用油相循环的方式，如USRe25,770中描述的沸腾床工艺，此工艺在实际应用中的不足在于：为保持液固分离效果，反应器内催化剂用量不能太多，反应器利用率低，工业沸腾床反应器利用率一般只有40％左右(利用率一般指催化剂装填量占反应器容积(不计封头空间)的百分数，固定床反应器利用率一般在90％以上)；反应器有较大空间使液体物料在没有催化条件下的停留时间过长，此部位没有加氢反应，物料在高温下容易反应结焦。另一类是在反应器内设置三相分离器，在反应器内上部进行气-液-固分离，如CN02109404.7介绍的沸腾床反应器，按该方案通过设置内置三相分离器，可以提高催化剂的用量，即提高反应器的利用空间，但在实际使用时，催化剂用量提高用限，如果催化剂用量增加，三相分离器的分离效果快速下降，实际上比第一类沸腾床反应器利用率提高有限；CN200710012680.9对上述技术进行了进一步改进，在三相分离器下部设置导向结构，利用导向结构，增加三相分离器的操作弹性，确保三相分离器的高效分离，减少催化剂的带出量，提高催化剂藏量，提高反应器利用率，但在使用时，仍需在三相分离器下部一定区设置催化剂稀相区(如其附图所示，该区域催化剂量很少，基本不发生加氢反应)，否则三相分离器的分离效果仍不能满足要求，而稀相区的存在，影响反应器利用率的进一步提升(虽然其说明书中指出反应器壳体内的催化剂装量可以为反应器容积的40～70％，但一般也只有在50％左右的情况下可以稳定运转)，也影响加氢反应效果，并且反应器规模放大后，催化剂装量更难以提高，难以达到实验装置的效果。后者虽然理论上不需循环油，但在开工、停工、操作异常时会造成催化剂难以达到稳定的沸腾状态，操作稳定性不足。因此，如何提高沸腾床加氢反应器的利用效率，提高反应效果，提高装置的稳定性，是本领域需要解决的技术问题。
技术实现思路
根据以上现有技术中的不足，本专利技术要解决的技术问题是：提供一种沸腾床加氢反应设备，解决催化剂加入系统因特殊工况下频繁操作造成内漏带来的安全隐患；进一步提高反应器的利用率，提升加氢反应效果，提高装置操作的稳定性；本专利技术同时提供了采用所述的沸腾床加氢反应设备的沸腾床加氢方法，科学合理、简单易行。本专利技术所述的沸腾床加氢反应设备，包括沸腾床加氢反应器、催化剂加入系统和加剂管路，其中，催化剂加入系统包括催化剂储罐和连通催化剂储罐与沸腾床加氢反应器内部空间的催化剂输送管路，催化剂输送管路上设置至少两个阀门，两个阀门之间的催化剂输送管路与加剂管路之间采用防硫化氢泄露管路连通，防硫化氢泄露管路上设置至少一个阀门。所述的加剂管路为新氢压缩机出口管线或原料油泵出口管线。所述的沸腾床加氢反应器包括壳体和位于壳体内上部的三相分离器，三相分离器包括内径不同的两个同心圆筒，即内筒和外筒，内筒和外筒的上下两端全部开口，外筒的上端开口低于内筒的上端开口，外筒的下端开口低于内筒的下端开口，外筒上部为直筒段，外筒下部为一锥台形收缩段，收缩段的下端开口即外筒的下端开口，内筒的下端开口与外筒收缩段之间设置有间隙，壳体为垂直于水平面的圆筒型壳体，壳体、内筒和外筒为同轴心设置，外筒通过支撑结构固定在壳体内壁上，内筒通过支撑结构固定在外筒内壁上，内筒内的上部设置有液体排出管线，壳体上部设置有液体出口，液体排出管线与液体出口相连，外筒的下端开口的下方设置导流体，壳体内下部设置有分配盘，壳体顶部设置有气体出口，壳体底部设置有物料入口和催化剂排出口。所述的外筒的直筒段的内径为壳体内径的50～90％，优选为75～85％。所述的内筒与外筒之间的环隙距离为外筒相应位置半径的30～70％，优选为40～60％。所述的内筒上端与外筒上端的高度差为外筒半径的10～50％，优选为20～40％。所述的内筒的下端开口与外筒收缩段之间的间隙为外筒直筒段半径的5～40％，优选为10～30％。所述的外筒收缩段下端开口直径为外筒直筒段直径的10～50％，优选为15～35％。所述的外筒收缩段的收缩角角度为20°～80°，优选为30°～60°。所述的外筒上部直筒段的高度为0.4～3m，优选为0.5～1m。所述的沸腾床加氢反应器内三相分离器上部设置气相空间，气相空间高度为反应器壳体(不包括反应器封头部分)的0～20％，优选为5～10％。所述的沸腾床加氢反应器内三相分离器外筒收缩段下部设置直筒段，即外筒从上至下依次为直筒段-收缩段-直筒段结构。所述的导流体是上下两端小、中间大的纺锤形，纺锤形轴向横截面最大处直径为外筒下端开口直径的1～3倍。导流体与三相分离器外筒下端口之间设置适宜间隙。所述的沸腾床加氢反应器根据需要设置反应液相流出物循环系统，反应液相流出物循环系统包括循环泵，循环泵入口管路与反应器三相分离器的液相区连通，循环泵出口通过管路与反应器进料口连通。本专利技术中反应器壳体的底部设有物料(液体原料油和氢气)入口，在三相分离器内筒内部的上部设置液体排出管线，将反应生成的液体导出反应器。所述的沸腾床反应器根据需要设置其它构件，如温度检测系统、压力检测系统、流体流态检测系统、催化剂分布状态检测系统、物料再分配系统或催化剂在线加排系统中一种或几种。上述构件可以由本领域技术人员按现有技术确定。所述的沸腾床加氢反应系统根据需要设置配套装置，如原料泵、换热器、加热炉、分离器等。上述配套装置可以由本领域技术人员按现有技术确定。采用本专利技术所述的沸腾床加氢反应设备的沸腾床加氢方法，步骤如下：(1)原料准备：反应原料为重质或劣质原料油，如减压渣油、煤焦油、煤液化油、沥青油砂、页岩油等；催化剂为固体颗粒，颗粒直径(以等体积球形计)为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沸腾床加氢反应设备，其特征在于：包括沸腾床加氢反应器、催化剂加入系统和加剂管路(1)，其中，催化剂加入系统包括催化剂储罐(2)和连通催化剂储罐(2)与沸腾床加氢反应器内部空间的催化剂输送管路(3)，催化剂输送管路(3)上设置至少两个阀门(4)，两个阀门(4)之间的催化剂输送管路(3)与加剂管路(1)之间采用防硫化氢泄露管路(5)连通，防硫化氢泄露管路(5)上设置至少一个阀门(4)。

【技术特征摘要】
1.一种沸腾床加氢反应设备，其特征在于：包括沸腾床加氢反应器、催化剂加入系统和加剂管路(1)，其中，催化剂加入系统包括催化剂储罐(2)和连通催化剂储罐(2)与沸腾床加氢反应器内部空间的催化剂输送管路(3)，催化剂输送管路(3)上设置至少两个阀门(4)，两个阀门(4)之间的催化剂输送管路(3)与加剂管路(1)之间采用防硫化氢泄露管路(5)连通，防硫化氢泄露管路(5)上设置至少一个阀门(4)。2.根据权利要求1所述的沸腾床加氢反应设备，其特征在于：所述的沸腾床加氢反应器包括壳体(6)和位于壳体(6)内上部的三相分离器，三相分离器包括内径不同的两个同心圆筒，即内筒(7)和外筒(8)，内筒(7)和外筒(8)的上下两端全部开口，外筒(8)的上端开口低于内筒(7)的上端开口，外筒(8)的下端开口低于内筒(7)的下端开口，外筒(8)上部为直筒段，外筒(8)下部为一锥台形收缩段，收缩段的下端开口即外筒(8)的下端开口，内筒(7)的下端开口与外筒(8)收缩段之间设置有间隙，壳体(6)为垂直于水平面的圆筒型壳体(6)，壳体(6)、内筒(7)和外筒(8)为同轴心设置，外筒(8)通过支撑结构固定在壳体(6)内壁上，内筒(7)通过支撑结构固定在外筒(8)内壁上，内筒(7)内的上部设置有液体排出管线(9)，壳体(6)上部设置有液体出口(10)，液体排出管线(9)与液体出口(10)相连，外筒(8)的下端开口的下方设置导流体(11)，壳体(6)内下部设置有分配盘(12)，壳体(6)顶部设置有气体出口(13)，壳体(6)底部设置有物料入口(14)和催化剂排出口(15)。3.根据权利要求1所述的沸腾床加氢反应设备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小英，
申请(专利权)人：上海英保能源化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31