一种渣油加氢方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种渣油加氢方法，具体地，涉及一种采用内环流式沸腾床反应器对 渣油进行加氢处理的方法，该方法特别适合于加工劣质渣油。
【背景技术】
[0002] 世界原油的重、劣质化日益严重而市场对轻质油品的需求持续增长，因此渣油加 氢作为渣油改质和轻质化的有效手段，已经成为炼油工业的发展重点之一。目前工业上最 常用的渣油加氢技术包括固定床技术和沸腾床技术，其中沸腾床加氢工艺具有以下优点： 可加工高金属含量、高残炭值的重、劣质原料；反应器温度易控且均匀，压降低且恒定；可 在线加入和取出催化剂，因此催化剂性能可以在整个操作周期保持恒定；可达到较高的转 化率和较长的操作周期。但沸腾床加氢工艺也存在较明显的缺点，突出反映在工艺复杂，反 应效率低，产品质量也较差。这可以从沸腾床反应器和催化剂级配技术两方面的原因进行 分析。
[0003] 沸腾床加氢工艺的核心在于沸腾床反应器。现有的工业化沸腾床加氢技术包括 H-oil工艺和LC-Fining工艺等，这两种工艺的沸腾床反应器内设置有循环杯进行气液分 离，分离出的油品经循环下降管和循环泵进行循环。因此，现有沸腾床加氢工艺存在着以下 不足：（1)工艺操作复杂，需要使用复杂的料面监控仪和循环油泵；系统稳定性差，循环油 泵发生故障时催化剂会因无法流化而向反应器底部沉降，造成装置被迫停工。（2)反应器内 催化剂藏量较低，反应器空间利用率低。（3)能耗大，固体催化剂的流化靠循环油泵打入大 量的循环油来实现。（4)循环下降管中氢气很少，为非临氢环境，液体在高温下会发生二次 裂解反应结焦而降低产品质量。
[0004] 沸腾床反应器改进的方向主要包括：降低操作的复杂性，提高反应器的空间利用 率，降低能耗，提高反应器的操作弹性等。CN1448212A提出了一种新型的沸腾床反应器，该 沸腾床反应器取消了复杂的料面监控仪和循环油泵，因此具有结构简单、操作容易等特点。 但由于该反应器使用粒径为0. 1-0. 2mm的固体催化剂，因此操作弹性较小，催化剂容易带 出反应器，影响系统的操作稳定性。
[0005] 沸腾床反应器内物料处于三相返混状态，如果在同一反应器内使用多种催化剂的 组合，这些催化剂会在反应区内基本呈均匀分布，这样某些孔径较小、容金属能力较差的催 化剂也会在反应器入口遇到较劣质的原料，孔口会很快被沉积的金属和积炭堵塞，造成加 氢活性快速下降，而那些孔径较大、容金属能力较强的催化剂活性下降则会慢很多。这样不 同催化剂失活不同步，而取出失活催化剂时又无法对这两种催化剂进行区分，最终会造成 催化剂利用率低，经济效益差。因此，现有单个沸腾床反应器内一般只能使用一种催化剂， 无法像固定床工艺那样使用多功能催化剂的组合，现有沸腾床中不同催化剂级配的技术一 般是通过多段反应器来实现的。
[0006] CN1458234A公开了一种串级式沸腾床渣油加氢方法和设备，通过内构件的设置将 单个沸腾床反应器分为两段或两段以上，每段单独加排催化剂，所以可以在单个反应器内 实现加氢脱金属和加氢脱硫、脱氮等催化剂的级配。但该方法使用大量内构件，有反应器体 积效率低，操作复杂性高和稳定性低等缺点。
[0007] CN102443414A公开了一种重质油原料油沸腾床加氢处理方法，其要点在于在同一 个沸腾床反应器内使用至少两种催化剂的混合催化剂，催化剂A的可几孔径为15-30nm，孔 径30-300nm的孔占总孔容的35%-60%，催化剂B的孔直径在5-20nm的孔至少占总孔容的 70%。该方法虽然在同一沸腾床反应器内实现了多种加氢催化剂的级配优化，但是由于混合 的两种催化剂都会直接跟刚进入反应器的劣质原料接触反应，催化剂B有大量的小孔，其 容金属能力较差，孔口会很快被沉积的金属和积炭堵塞，造成加氢脱硫活性快速下降，而催 化剂A活性下降则会慢很多。这样两种催化剂失活不同步，而取出失活催化剂时又无法对 这两种催化剂进行区分，最终会造成催化剂利用率低，经济效益差。
[0008] CN102453525A公开了一种多段沸腾床加氢工艺，其使用的反应器至少包括一个内 循环区，内循环区由圆形套筒和锥形扩散段以及一个导向结构构成。在其一种实施方式中， 从反应器底部到顶部的内循环区使用催化剂的活性依次增加，粒度减小。由于各内循环区 间的液速差别很小，不同粒度的催化剂会较大比例的在各循环区内返混，因此还是无法避 免催化剂失活不同步却无法分别采出的问题。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是为了克服现有的渣油加氢工艺中存在的问题，提供一种新的渣油 加氢方法。
[0010] 本发明提供了一种渣油加氢方法，该方法在沸腾床反应器中进行，所述沸腾床反 应器内从上至下依次设置有三相分离区、沸腾区和环流区，所述渣油加氢方法包括：从所述 沸腾区的上部注入沸腾床加氢催化剂和悬浮床加氢催化剂，使渣油和氢气在所述沸腾床反 应器内进行加氢反应。
[0011] 根据本发明的所述渣油加氢方法，工艺操作容易，能耗低、操作弹性大，同时可以 实现不同功能的加氢催化剂在同一沸腾床反应器内进行级配，使得其反应效率较高，产品 质量较好。
[0012] 在优选情况下，实施本发明所述的渣油加氢方法的沸腾床反应器包括：壳体、三相 分离部件、内管和气液分布器，所述三相分离区、所述沸腾区和所述环流区设置于所述壳体 的内部，所述三相分离部件设置于所述三相分离区，所述内管设置于所述环流区，所述气液 分布器设置于所述内管的底部，其中，所述三相分离部件包括沿周向形成的锥形挡板和设 置于该锥形挡板上方的中空回转体，所述锥形挡板上设置有通孔，所述通孔到所述壳体的 纵向中心轴线的最小距离大于所述中空回转体的内侧到所述壳体的纵向中心轴线的最小 距离，所述中空回转体的上部为倒锥台形，下部为锥台形，所述三相分离部件的四周与所述 壳体的内壁分离，并且对应于所述中空回转体的壳体的侧壁上设置有液体排出口。
[0013] 在上述优选的沸腾床反应器中，通过在壳体内设置内管，并且使气液分布器位于 所述内管的底部，使反应器内形成环流区，物料在反应器内环流区的循环完全可以由入口 物料的动能以及上升管（即所述内管）和下降管（即由所述内管和所述壳体构成的环形管） 中物料的密度差来共同推动，从而可以取消能耗大的循环泵；此外，通过在环流区上部设置 沸腾区作为环流区和三相分离区之间的缓冲，可以最大程度地降低环流区高速度的物流对 三相分离区的冲击，同时通过优化三相分离部件，提高了三相分离的效率和弹性，从而可以 取消操作复杂的料面监控仪。上述几个方面的改进使得沸腾床反应器在反应过程中更加节 能，并且操作更加简便。
[0014] 而且，在上述沸腾床反应器的运行过程中，下降管内是气液固三相共存的状态，因 而在下降管中仍然可以进行反应，从而大大提高了反应器的利用效率；并且还保证了下降 管的临氢气氛，因而大大减少了非临氢环境下的热裂解反应的发生，从而可以避免由于非 临氢气氛的热裂解反应而产生的结焦。
[0015] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0016] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0017] 图1是本发明所述的渣油加氢方法中使用的沸腾床反应器的优选实施方式的结 构示意图；
[0018] 图2是本发明所述的渣油加氢方法中使用的沸腾床反应器的优选实施方式的结 构示意图；
[0019] 图3是本发明所述的渣油加氢方法中使用的沸腾床反应器的优选实施方式的结 构示意图；
[0020] 图4是图3所示的沸腾床反应器的参数示意图；
[0021] 图5是本发明所述的渣油加氢方法中使用的沸腾床反应器的优选实施方式的结 构示意图；
[0022] 图6是气液分布器的一种实施方式的结构不意图。
[0023] 附图标记说明
[0024] 1 壳体 2 三相分离部件3 内管
[0025] 4 气液分布器 5 沸腾床加氢催化剂入口
[0026] 6 催化剂排出管 7 进料口 8 排气口
[0027] 9 液体排出口 10 喷嘴 14悬浮床催化剂入口
[0028] 20锥台形挡板 21锥形挡板 22 中空回转体
[0029] 24气体分离管 25通孔
【具体实施方式】
[0030] 以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0031] 在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如"上、下"通常是指参考附 图所示的上、下；"内、外"是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
[0032] 本发明提供的所述渣油加氢方法在沸腾床反应器中进行，所述沸腾床反应器内从 上至下依次设置有三相分离区、沸腾区和环流区。
[0033] 优选情况下，如图1-5所示，所述沸腾床反应器包括壳体1、三相分离部件2、内管 3和气液分布器4,所述三相分离区、所述沸腾区和所述环流区设置于所述壳体1的内部，所 述三相分离部件2设置于所述三相分离区，所述内管3设置于所述环流区，所述气液分布器 4设置于所述内管3的底部，其中，所述三相分离部件2包括沿周向形成的锥形挡板21和设 置于该锥形挡板21上方的中空回转体22,所述锥形挡板21上设置有通孔25,所述通孔25 到所述壳体1的纵向中心轴线的最小距离大于所述中空回转体22的内侧到所述壳体1的 纵向中心轴线的最小距离，所述中空回转体22的上部为倒锥台形，下部为锥台形，所述三 相分离部件2的四周与所述壳体1的内壁分离，并且对应于所述中空回转体22的壳体1的 侧壁上设置有液体排出口 9。