一种用于重油加氢裂化的喷射型内环流反应器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于石油化工领域，具体设及一种用于重油加氨裂化的喷射型内环流反应 器，特别适用于劣质油的加氨裂化。
【背景技术】
[0002] 近年来随着世界原油需求的持续走高和原油重质化日趋明显，未来炼油生产过程 中对重质原油加工的比例会越来越大，对渣油轻质化生产轻质燃料油的工艺技术提出了更 高的要求，目前常见的渣油加氨裂化手段有固定床渣油加氨裂化、沸腾床渣油加氨裂化和 浆态床(悬浮床)加氨裂化。
[0003] 现有工艺中工业应用最广，加工能力最大的是固定床渣油加氨技术，其工艺特点 有:工艺成熟，易操作，装置投资相对较低;产品氨含量显著增加，未转化渣油可作为渣油催 化裂化的进料、焦化原料和调制低硫燃料油;反应溫度较低，渣油转化率为20%-50% ;缺点 包括:操作周期受原料杂质含量影响较大，一般用于加工儀和饥含量小于20化g/g的渣油原 料，床层容易发生堵塞和结焦，床层溫度控制困难，床层压降大。
[0004] 由于固定床反应器存在的诸多问题，新一代的渣油加氨装置一直都是研究的热 点。20世纪70年代，沸腾床加氨裂化技术实现工业化。它的优点是:可处理高残炭值、高金属 的减压渣油;反应器溫度均匀可控，适用于高放热反应的加氨过程;系统压降小，压降保持 恒定;可随时卸载和补充催化剂，保持催化剂性能。
[0005] 目前工业上使用的是H-OiUT-Star和LC-FiningS种沸腾床反应器，其共同特点， 都是采用循环累来进行液体的强制内部循环，达到固体悬浮和=相混合的要求，因此，沸腾 床反应器内部结构十分复杂，包括下部的多重气液分布器，上部的气液分离器、循环室、外 置和内置的液体循环累等。其中，循环累由于需要满足高溫高压、耐腐蚀等特点，故障率高， 造价昂贵。
[0006] 工业加氨反应器处于高溫高压与复杂多相流环境，其开发要点与基本要求应该 是：（1)内部构件尽可能简单W避免结瘤和流动不杨，提高反应器内有效使用空间；（2)采用 适当的颗粒粒径与床层结构满足固体悬浮与混合要求，避免颗粒沉积或形成局部流动死 区；（3)气含率适中，保持足够临氨氛围，避免液相高溫二次裂解，提高产品质量。
[0007][000引公开号为CN104560137A的专利申请公开了一种内环流式沸腾床反应器，在反应器 中设置=相分离区、沸腾区、环流区，取消循环累和料面监控仪，操作简单，但是进料物流需 经气液分布器后方进入反应器内，入口物流动能较小，底部为平底模式，存在流动死区的问 题。
[0009]公开号为CN1362477A的专利申请公开了一种采用沸腾床加工劣质油的工艺，使用 流体分布盘或筛板将沸腾床反应器分成不同的反应区，并控制各个反应区的催化剂膨胀比 和催化剂置换速度W达到催化剂充分发挥活性的目的，但由于反应区对固体分离的限制， 反应器空间难W得到充分应用。
[0010]
【发明内容】
[0011] 针对现有技术的不足，本发明提出了一种用于渣油加氨的喷射型内环流反应器， 可W有效解决现有工艺中容易出现的反应器内溫度不均，反应速度慢，催化剂失活快的问 题。
[0012] 沸腾床原理:满足固体悬浮、液相混合、气液传质=方面要求，加氨裂化是个慢速 强放热反应，催化剂分布不均匀会导致反应不均匀，混合不好易导致产生局部热点，在催化 剂上生成焦炭使其失活。除了靠液相强制内部循环措施之外，还可W靠内部安装导流筒进 行气升式内部自动循环，从而也能达到固体悬浮于均匀混合的要求。而后者结构更为简单， 属于静设备，且不需要外部提供动力。
[0013] 本发明的具体技术方案如下：
[0014] -种用于重油加氨裂化的喷射型内环流反应器，包括壳体、导流筒、锥形底和至少 一个喷嘴，所述锥形底位于壳体的底部，喷嘴置于锥形底底部，导流筒安装在壳体内部且两 端开口，所述壳体的顶部设有物料出口。
[0015] 在本发明的喷射型内环流反应器内，气相和液相通过喷嘴高速喷射进入反应器， 且气相进料大部分直接进入到导流筒内，并在导流筒和降液管（即由导流筒和壳体之间的 环形区域)之间形成较大的密度差，该密度差会推动液相在导流筒和降液管之间的内循环 流动，目的是促进反应器内物料的混合，使反应充分进行并且保证反应器内的溫度均匀。
[0016] 本发明的喷射型内环流反应器内，导流筒所处在环流区，环流区上部为沸腾区，气 相和液相进料通过导流筒后，一部分气相和液相会携带催化剂颗粒进入沸腾区，由于气相 和液相表观速度的降低(相对导流筒内的表观速度），对催化剂固体的携带能力会减弱，大 多数催化剂固体重新返回环流区，在循环液体的推动下经降液管返回底部参与循环;沸腾 区上部为=相分离区，气液混合物料从顶部物料出口离开，进入后序分离流程。
[0017] 作为进一步的优选效果，导流筒可W实现工业上循环累的功能，进而使反应器大 大简化，提高反应器内的有效使用空间。
[0018] 作为进一步的优选效果，所采用的锥形底连接喷嘴，在喷嘴、锥形底和导流筒的共 同作用下，反应器可W达到如下目标:固体颗粒悬浮，底部无沉积，流动无死区。
[0019] 作为进一步的优选效果，在大反应器直径下，可增设多个喷嘴W保证喷射动能，避 免固体沉积。
[0020] 作为改进的，所述锥形底的锥角为50°-70°。
[0021 ]作为改进的，所述锥形底高度为所述壳体高度的8%-10%。
[0022] 作为改进的，所述导流筒与壳体同轴布置，且导流筒位于所述喷嘴的正上方。
[0023] 本发明中的导流筒位于壳体的中屯、，同时喷嘴位于锥形底的底尖部，使得导流筒 的底部正对喷嘴的出口，控制喷嘴喷出的气相进料大部分直接进入到导流筒内。
[0024] 进一步改进的，所述壳体高度与所述壳体直径比为8-20。
[0025] 进一步改进的，所述导流筒的高度与壳体高度之比为0.5-0.8。
[00%]进一步改进的，所述导流筒的直径与壳体直径之比为0.5-0.7。
[0027]本发明的直径表示为内径，也可W理解为导流筒的内径与壳体内径之间的比值。 [00%]作为改进的，所述导流筒与喷嘴之间的距离与所述壳体直径之比为0.45-0.6。
[0029] 作为改进的，所述导流筒的上方设有拦截固体的分流帽，可用于阻挡高度气流携 带的催化剂，并使催化剂回到降液管中参与内循环流动。
[0030] 作为改进的，所述分流帽的中部开孔，利于气体通过，避免形成气垫。
[0031] 进一步改进的，开孔到壳体纵向轴线的最大距离小于导流筒到壳体的纵向轴线距 离，在避免形成气垫情况下，保证足够的密度差。
[0032] 作为改进的，所述喷嘴包括气相进口和液相进口，气相进口和液相进口为同屯、管 结构，液相为中屯、管进料，气相为环隙进料，气相进口和液相进口面积之比为0.3-3。
[0033] 本发明的喷射型内环流反应器中，使用催化剂粒径为1~1500皿，反应器内催化剂 藏量为有效反应体积的0.5 % -40 %，可满足沸腾床加氨和悬浮床加氨要求;所实施加氨反 应的工艺条件包括:反应溫度320-480°C，反应压力8-21MPa，液时体积空速0.1-化-1，氨油比 500-2000O
[0034] 本发明中，在环流区和所述沸腾区内都有较多的催化剂固体和气体存在，为气液 固=相共存状态，在简化设备的情况下，保证了反应器的使用效率，保证临氨氛围的存在， 避免液相在高溫下的二次裂解，提高了产品质量。
【附图说明】
[0035] 图1为喷射型内环流反应器的结构图；
[0036] 图2为喷嘴俯视图；
[0037] 图3为固含量轴向分布图（含导流筒）；
[0038] 图4为固含量轴向分布图（不含导流筒）；
[0039] 图5为现有的带外循环累的沸腾床反应器。
[0040] 附图标记说明
[0041 ]图1:1.物料出口，2.分流帽，3.壳体，4.喷嘴，5 .气相进料管，6.液相进料管，7.锥 形底，8.导流筒；
[0042] 图2:9.气相进口，10.液相进口；
[0043] 图5:11.物料进口，12.催化剂卸料口，13.分布板，14.循环杯，15.催化剂进口，16. 气液分离器，17.循环累。
【具体实施方式】
[0044] 参见附图，对本发明的【具体实施方式】作详细说明，应该指出的是，此处所描述的具 体实施方式仅用于说明和解释本发明，不用于限制本发明。
[0045] 在本喷射环流反应器中，壳体的尺寸没有特别的规定，可W根据实际生产需要而 定。
[0046] 如图I所示，本实施例中的喷射环流反应器包括壳体3，锥形底7和导流筒8;导流筒 8置于壳体3内部，锥形底7置于壳体3底部，喷嘴4在锥形底7底部;分流帽2位于沸腾区；在壳 体顶部为物料出口 1。
[0047] 导流筒8的两端开口安装在壳体3内部，导流筒8底部位于喷嘴4的正上方，根据操 作要求可W调节导流筒8底部到喷嘴4出口的距离，导流筒8的尺寸根据壳体3的尺寸而定， 导流筒8的高度与壳体3高度之比为0.5-0.8，导流筒8直径与壳体3直径之比为0.5-0.7。
[0048] 如图2所示，喷嘴4可W有一个或者多个，根据具体操作状况而定，安装在锥形底7 底部，气液进口为同屯、结构，内部为液相进口 10。液相从液相进口 10进入反应器，气相从气 相进口 9进入反应器，液相进口 10和气相进口 9面积之比为0.3-3。
[0049] 锥形底7的锥角角度为50°-70°，锥形底7开口与壳体3相连，锥形底7可W避免底部 沉积，有效的减少反应器的流动死区。同时导流筒8的底部可位于锥形底7空间内，但是不能 和锥形底7壁面贴合。
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