一种加氢处理生产清洁燃料的方法技术

本发明专利技术公开了一种固定床加氢处理方法。本发明专利技术方法包括：原料油与氢气混合，在加氢工艺条件下通过含有催化剂床层的加氢处理区，所述的加氢处理区包括单级或多级内部错流反应器，部分加氢产物与原料油混合循环使用。该方法氢油体积比较小，可以大大降低设备投资和操作费用；所采用的内部错流反应器同时具有催化加氢反应和将反应副产物Ｈ２Ｓ、ＮＨ３等汽提出反应系统的作用，因而大大提高了加氢反应效率。本发明专利技术既可用于汽、煤、柴油等馏分油加氢脱硫、脱氮、脱芳烃精制，也可用于馏分油如ＶＧＯ原料缓和加氢裂化生产优质清洁燃料工艺过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种固定床加氢处理方法，该方法不需要氢气循环环节和循环氢压縮机。
技术介绍
固定床加氢处理过程，通常是为了脱除来自原油的原料中的硫、氮、氧、金属等杂 质，或减小原料分子的大小而进行的催化反应过程。该过程中，为了控制催化剂床层的反应 温度和避免催化剂积炭失活，通常采用较大的氢油比。 当加氢处理采用较大的氢油比，在加氢反应完成后必然有大量的氢气富余。这些 富余的氢气通常都通过氢气循环环节经循环氢压縮机增压后与新氢混合后继续作为反应 的氢气进料。 炼油过程中氢气循环环节的投资占整个过程成本的很大比例。如果能够将加氢 处理过程中的氢气流量减小并省去氢气循环系统和循环氢压縮机，可以为企业大大节省投 资，也为我国即将进行的路用燃料清洁化降低成本。 —般含有简单硫化物的原料在滴流床加氢反应器中的反应动力学速度方程可表 达为一 _ _* 0 C s W ,_ A s — — -^(1 +《w .Cw)(l +《//2s c〃2s) 其中RS为该有机硫化物的加氢脱硫反应速率，K。、&、K^分别为反应速率常数、有 机氮化物的中毒常数和气相中的H^浓度(iig/g)， iU为催化剂的润湿因子。从上式可以 看出，加氢脱硫的反应速率除了与有机硫化物的浓度有关系外，还受催化剂的润湿状况、反 应器系统中的有机氮化物和H^浓度等因素的影响。催化剂的润湿因子l是对在加氢反 应条件下催化剂表面被液体反应物所浸润程度的一种度量。催化剂的浸润程度越高、催化 剂的润湿因子n就越高，也就是说催化剂的有效利用率越高。在催化剂等因素确定的条 件下，影响催化剂润湿因子的主要因素是反应器中液体的流速，以及气体和液体流速的比 (氢油比)。 一般认为，液体流速增加增强催化剂润湿效果，而氢油比过大降低催化剂的润湿效果，从而对润湿因子nw有负的影响。因此，加氢处理工艺的氢油比应采用满足反应需要即可，不宜过大。此外，炼油过程中氢气循环环节的投资占整个过程成本的很大比例。如果能够将加氢处理过程中的氢气 流量减小并省去氢气循环系统和循环氢压縮机，可以为企业大大节省投资，也为我国即将 进行的路用燃料清洁化降低成本。 有机氮化物是加氢催化剂的毒物，对加氢脱氮、加氢脱硫和加氢脱芳反应有明显 的抑止作用。这种抑止作用主要是由于有些氮化物和大多数氮化物的中间反应产物与催化 剂的加氢反应活性中心具有非常强的吸附能，从竞争吸附的角度抑止了其他加氢反应的进 行。而通过加氢产物循环将大大稀释原料中的杂质含量，有利于发挥催化剂的性能。 加氢脱硫副产物H^对加氢脱硫反应、加氢脱氮和加氢脱芳反应也有明显的 抑止作用。文献Sie S T. [J].Reaction order and role of hydrogen sulfide in de印hydrodesulfurization of gas oil -consequences for industrial reactor configuration, Fuel Processing Technology, 1999， 61 (1-2) :149-171.认为H2S对力口氢 脱硫反应的影响一是使加氢脱硫反应的活化能上升。以甲苯加氢为例，硫化氢分压为0时， 反应活化能为16kcal/mo1，当硫化氢分压达到42kPa时，活化能上升到20kcal/mo1 ;另一影 响是少量H2S存在就会大大降低加氢脱硫速率，并且H2S在催化剂表面的吸附为单层吸附， 一旦吸附中心被H^占据，反应速率将不再随H^分压提高而下降。因此，采用有效的手段 消除4S的影响是解决深度脱硫的关键问题。而本专利技术采用在反应器中间或底部具有汽提 作用的错流反应器将加氢脱硫副产物H2S带出反应系统将大大提高催化剂的反应效率。 中国专利CN86108622公开了 一种重整生成油的加氢精制工艺，氢油体积比为 200-1000 : 1 ;中国专利CN93101935.4公开了一种劣质原料油一段加氢裂化工艺方法，氢 油体积比1300-1500 : 1 ;中国专利CN94102955. 7公开了一种催化裂解汽油加氢精制方 法，体积氢油比150-500 : 1 ;中国专利CN96109792. 2公开了一种串联加氢工艺生产高质 量凡士林的方法，氢油体积比300-1400 : 1 ;中国专利CN96120125.8公开了一种由环烷基 直馏馏分直接加氢生产白油的方法，氢油体积比500-1500 : 1。 这些专利的特点是具有较高的氢油比，因此必须设置氢气循环环节和循环氢压縮 机。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种低成本的加氢处理方法。本专利技术加氢处理方法过程如下原料油与氢气混合，在加氢工艺条件下通过含有催化剂床层的加氢处理区，所述的加氢处理区包括单级或多级内部错流反应器，部分加氢产物与原料油混合循环使用。 在本专利技术方法中，所述单级内部错流反应器的结构如下反应器内上部为催化剂 床层区，下部或底部为错流汽提区，在错流汽提区装填规整填料或惰性多孔瓷球，或者设置 气液逆向接触的板式结构件；为了确保汽提区能够实现对反应产物的汽提作用，在催化剂 床层区和错流汽提区的下部分别设置有折流挡板。 其中通过汽提区的汽提气可以是装置氢气、高温高压水蒸气或其他惰性气体。原料油与氢气通过内部错流反应器的过程如下原料油与氢气混合后，进入催化剂床层区反应，反应后的产物离开催化剂床层区，流经折流挡板后进入错流汽提区，经汽提气汽提出其中的H2S和NH3后，从错流汽提区的下部离开反应器，而汽提气和H2S及NH3则从汽提区上部离开。当然，若加氢处理区包括多级内部错流反应器，则其组合形式可以多样化。所述的多级内部错流反应器包括至少两个彼此串联的单级错流反应器，它们或串联设置在一个反应器内，或分别设置在多个反应器内。诸如此等种种变化，都是本专利技术的保护范围。 在本专利技术方法中，部分加氢产物循环与新鲜原料油混合，以保证加氢反应的平稳操作以及催化剂的使用寿命。加氢产物的循环量可以根据反应系统的具体情况确定，例如反应放热较大时适当加大循环量，反应化学氢耗高时适当加大循环量等，一般来说以体积计循环量与新鲜原料油量的比值为o. i : i 20 : 1，优选为o.5 : i 5 : i，一般来说循环量大对反应过程有利，但会造成动力消耗增加等不利结果，可以综合各种因素最终确 定。循环使用的加氢产物可以直接循环使用，也可以经过分馏系统后再循环使用。 本专利技术所述固定床加氢处理过程，可以包括汽油、煤油、柴油、减压瓦斯油(VG0)、 焦化蜡油(CG0)、催化裂化轻循环油(LCO)、渣油、脱沥青油和润滑油的加氢处理过程。 本专利技术方法中，具体加氢工艺条件及催化剂的选择等
技术实现思路
可以按照原料性质 及产品质量要求，根据本领域常规知识确定。本专利技术所述的加氢处理过程是在小氢油比下的加氢处理过程，氢油体积比一般为io : i ioo : 1，优选为30 : i ioo : i，最优选 为50 : i ioo : i。其它加氢反应条件可以根据原料的性质、产品质量要求等，按本领域一般知识确定，一般来说，反应温度为150 45(TC，反应压力为1 17MPa，液时体积空速 为0. 5 10h—、所述的内部错流反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内部错流加氢处理方法，原料油与氢气混合，在加氢工艺条件下通过含有催化剂床层的加氢处理区，其特征在于：所述的加氢处理区包括单级或多级内部错流反应器，至少部分加氢产物与新鲜原料油混合循环使用。

【技术特征摘要】
一种内部错流加氢处理方法，原料油与氢气混合，在加氢工艺条件下通过含有催化剂床层的加氢处理区，其特征在于所述的加氢处理区包括单级或多级内部错流反应器，至少部分加氢产物与新鲜原料油混合循环使用。2. 根据权利要求1所述的加氢处理方法，其特征在于，所述单级内部错流反应器的结 构如下反应器内上部为催化剂床层区，下部或底部为错流汽提区，在错流汽提区装填规整 填料或惰性多孔瓷球，或者设置气液逆向接触的板式结构件；在催化剂床层区和错流汽提 区的下部分别设置有折流挡板。3. 根据权利要求1所述的加氢处理方法，其特征在于，通过汽提区的汽提气可以是装置氢气、高温高压水蒸气或其他惰性气体。4. 根据权利要求1所述的加氢处理方法，其特征在于，所述的原料油与氢气通过内部错流反应器的过程如下原料油与氢气混合后，进入催化剂床层区反应，反应后的产物离开催化剂床层区，流经折流挡板后进入错流汽提区，经汽提气汽提出其中的H2S和NH3后，从错 流汽提区的下部离开反应器，而汽提气和H2S及NH3则从汽提区上部离开。5. 根据权利要求1所述的加氢处理方法，其特征在于，所述的加氢处理区包括多级内 部错流反应器，所述的多级内部错流反应器包括至少两个彼此串联的单级错流反应器，它 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：方向晨，宋永一，刘继华，孙万付，李扬，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]