含有机氮和或有机氧的烃加氢改质方法及其组合式反应器的制造方法_5

文档序号:9822642阅读:来源:国知局

[0371] ①第一加氨反应产物R1P进入反应器R2E的分离段RIPS,分离段RIPS设置气液分离 室SV,第一加氨反应产物R1P分离为气体R1PV和液体R1化;
[0372] 至少一部分气体R1PV作为旁路气体R1PVX自反应器R沈的上部排出;
[0373] 液体R1化用作第二加氨反应过程控进料R2F;
[0374] ②分离室下部设置导液部件R2抓SN,导液部件R2抓SN允许液体R1化向下流动同时 允许部分气体R1PV-并通过;
[0375] ③第二加氨反应过程控进料R2F离开气液分离室SV向下流动进入第二加氨反应过 程催化剂床层;
[0376] ④在第二加氨反应过程R2,设置层状催化剂床层;
[0377] ⑤第二加氨反应产物R2P自下部排出第二加氨反应过程催化剂床层后,与来自反 应器R2E的壳体R2ES外部的旁路气体R1PV混合为混合物流R3F,混合物流R3F进入催化反应 部分R3R;
[0378] ⑥在第Ξ加氨反应过程R3设置加氨精制催化剂层状床层;
[0379] ⑦第Ξ加氨反应产物R3P自下部排出催化反应部分R3R后,排出反应器R2E。
[0380] 本发明,所述组合式反应器,第5种技术方案为:
[0381] (2)在后置加氨改质反应过程RX,在第二加氨反应过程R2,使用组合式反应器R2E:
[0382] 在组合式加氨反应器R沈的壳体R2ES内,上段布置下流式催化反应部分R1CZ、中上 段布置分离过程RIPS、中下段布置下流式第二加氨反应过程催化剂床层、下段布置第Ξ加 氨精制反应过程R3;
[0383] (2)在后置加氨改质反应过程RX,在第二加氨反应过程R2,使用组合式反应器R2E:
[0384] 在组合式加氨反应器R沈的壳体R2ES内,上段布置下流式催化反应部分R1CZ、中段 布置分离过程RIPS、下段布置下流式第二加氨反应过程催化剂床层;
[03化]①第一加氨反应区中间产物R1MP自壳体R2ES上部进入组合式加氨反应器R2E,通 过反应器R沈内上部的下流式催化反应部分R1C0Z,转化为第一加氨反应产物R1P;
[0386] ②第一加氨反应产物R1P下流进入分离过程RIPS,分离为气体R1PV和液体R1化;分 离过程RIPS设置气液分离室SV,分离过程RIPS的上部设置旁路气体R1PV的排料口;
[0387] 至少一部分气体R1PV作为旁路气体R1PVX自反应器R沈的侧壁排出;
[0388] 液体R1化用作第二加氨反应过程控进料R2F;
[0389] ③分离室下部设置导液部件R2抓SN,导液部件R2抓SN允许液体R1化向下流动同时 允许部分气体R1PV-并通过;
[0390] ④第二加氨反应过程控进料R2F离开气液分离室SV向下流动,与含氨气气体Η取昆 合后进入第二加氨反应过程R2催化剂床层;
[0391 ]⑤在第二加氨反应过程R2,设置层状催化剂床层;
[0392]⑥第二加氨反应产物R2P自下部排出第二加氨反应过程催化剂床层后,与来自反 应器R2E的壳体R2ES外部的旁路气体R1PV混合为混合物流R3F,混合物流R3F进入催化反应 部分R3R;
[0393] ⑦在第Ξ加氨反应过程R3设置加氨精制催化剂层状床层;
[0394] ⑧第Ξ加氨反应产物R3P自下部排出催化反应部分R3R后,排出反应器R2E。
[0%5]本发明,通常,在后置加氨改质反应过程RX,在第二加氨反应过程R2,使用组合式 反应器R2E,催化剂床层为下流式层状催化剂床层。
[0396] 本发明,一般,在后置加氨改质反应过程RX,在第二加氨反应过程R2,使用至少2个 下流式层状催化剂床层,下层加氨催化剂的加氨活性高于上层加氨催化剂的加氨活性。
[0397] 本发明,较佳者,在后置加氨改质反应过程RX,在第二加氨反应过程R2,使用至少2 个下流式层状催化剂床层,使用至少巧巾加氨催化剂,下层加氨催化剂的加氨活性高于上层 加氨催化剂的加氨活性。
[0398] 与下流式反应器、热高压分离器组成的系统相比,本发明组合功能反应器R2E,主 要优点如下:
[0399] ①从设备专业角度讲,优点为:设备功能紧凑,大大简化了热态高压分离器结构, 至少节省了高压分离器的封头,节省了大量合金钢材料;
[0400] ②从管道专业角度讲,优点为:取消了反应器与分离器之间的高压物料输送管道 系统,回避了高粘度、易缩合控油的管道输送问题;
[0401] ③从±建专业角度讲,优点为:节省了独立分离器的几乎所有建筑、结构附件,运 些附件包括裙座、操作平台、基础;
[0402] ④从总图专业角度讲,优点为:节省了占地面积;
[0403] ⑤从工艺专业角度讲,优点为:避免了第一加氨反应区R1气液相产物加速流动混 合、进入分离器的减速流动相分离过程,利用反应器截面积大,气液混相反应产物流速很低 (通常为管道流速的1/50~1/200)的下行流动,高效完成气液分离,降低了无效空间,提高 了空间利用率;
[0404] ⑥构成了组合式反应器和热高分器,减少了高压反应系统体积,减少了反应系统 存液量;
[0405] ⑦在反应器R沈顶部,充分利用上封头空间,设置上游第一加氨反应区R1的反应产 物R1P的气液分离部分获得气相物料,可最大限度利用空间;
[0406] ⑧在反应器R沈低部,可W设置下流式第Ξ反应区R3,可最大限度缩短R1PV输送管 道长度。
[0407] 实施例 [040引实施例1
[0409] 表1为煤焦油、焦油馈分分析数据性质,如表1的由常规沸点低于53(TC的中低溫煤 焦油馈分油组成的控原料R1F,其加氨改质过程包含2个反应区R1、R2,第一加氨反应过程R1 执行深度加氨精制反应在溫度为230~420°C、压力为17.0~17.5MPa、第一加氨催化剂R1C 的体积空速为0.35hr^i的操作条件下,第一加氨精制反应过程控油的脱氧率大于99.6 %和 或第一加氨精制反应过程控油的脱氮率大于99.7 % ;第一加氨反应产物R1P中常规沸程为 180~350°C控馈分的十六烧值高于26;
[0410] 在后置加氨改质反应过程RX,在第一加氨反应产物R1P的分离过程RIPS,至少85 % 的气体R1PV用作旁路气体R1PVX;
[0411] 在第二加氨反应过程R2,使用硫化态活性金属组分的第二加氨催化剂R2C,在溫度 为360~430°C、压力为16.0~16.5MPa、第二加氨催化剂R2C体积空速为0.55虹-1的操作条件 下,第二加氨改质反应操作目标为常规沸点高于330°C控组分的加氨裂化反应转化率大于 50% ;反应产物R2P中常规沸程为180~350°C控馈分的十六烧值高于38。
[0412] 本实施例,采用如图1所示的本发明一种含有机氮和或有机氧的控加氨改质方法 及其组合式反应器的第1种技术方案。
[0413] 实施例2
[0414] 基于实施例1,采用如图2所示的本发明一种含有机氮和或有机氧的控加氨改质方 法及其组合式反应器的第巧巾技术方案,与图1表示的本发明的第1种技术方案的不同之处 在于:在反应器R2E的中上段,在气液分离部分RIPS之后、第二加氨反应区之前,设置液体 R1化的氨气气提过程SVKS。与实施例1相比,优化了第二加氨反应区R2即加氨裂化段的原料 组成。
[0415] 实施例3
[0416] 基于实施例1,采用如图3所示的本发明一种含有机氮和或有机氧的控加氨改质方 法及其组合式反应器的第巧巾技术方案的功能示意图,与图1表示的本发明的第一种技术方 案的不同之处在于:在反应器R2E的上段,在气液分离部分RIPS之前,设置第一加氨反应区 R1催化剂床层R1C0Z。与实施例1相比,提高了第一加氨反应区R1的加氨精制深度。
[0417] 实施例4
[0418] 基于实施例1,采用如图4所示的本发明一种含有机氮和或有机氧的控加氨改质方 法及其组合式反应器的第4种技术方案的功能示意图,与图1表示的本发明的第1种技术方 案的不同之处在于:在反应器R沈的下段,在第二加氨反应区R2之后,布置第Ξ加氨反应区 R3进行加氨精制反应。与实施例1相比,降低了第二加氨反应产物R2P中硫醇含量、提高了旁 路气体R1PVX的加氨精制深度。
[0419] 实施例5
[0420] 基于实施例1,采用如图5所示的本发明一种含有机氮和或有机氧的控加氨改质方 法及其组合式反应器的第5种技术方案的功能示意图,是一种多功能组合式加氨反应器,与 图3表示的本发明的第巧巾技术方案的不同之处在于:在反应器R2E的下段,在第二加氨反应 区R2之后,布置第立加氨反应区R3进行加氨精制反应。与实施例1相比,降低了第二加氨反 应产物R2P中硫醇含量、提高了旁路气体R1PVX的加氨精制深度。
[0421] 表1煤焦油、焦油馈分分析数据
[0422]
[0423]
【主权项】
1. 含有机氮和或有机氧的烃加氢改质方法及其组合式反应器,其特征在于包含以下步 骤: (1) 在第一加氢反应过程R1,在氢气和第一加氢催化剂R1C存在条件下,含有机氮和或 有机氧的烃原料R1F进行第一加氢精制反应脱除至少一部分有机氮和或至少一部分有机 氧,转化为第一加氢反应产物R1P; 第一加氢精制反应包含下列加氢反应的1种或2种: ① 加氢饱和反应; ② 加氢氢解反应; (2) 在后置加氢改质反应过程RX,设置第一加氢反应产物R1P的分离过程RIPS和液体 R1PL的第二加氢反应过程R2; 第二加氢反应过程R2使用的加氢反应器至少包含一台组合式加氢反应器R2E,在组合 式加氢反应器R2E内执行分离过程RIPS和至少一部分第二加氢反应过程; 在分离过程R1PS,第一加氢反应产物R1P分离为含有氨气和或水气的在体积上主要由 氢气组成的气体R1PV和在重量上主要由常规液态烃组成的液体R1PL;至少一部分气体R1PV 作为旁路气体R1PVX使用,旁路气体R1PVX不进入第二加氢反应过程R2;至少一部分液体 R1PL作为第二加氢反应过程烃进料R2F进入第二加氢反应过程催化剂床层; 在第二加氢反应过程R2,在氢气和第二加氢催化剂R2C存在条件下,第二加氢反应过程 烃进料R2F进行第二加氢改质反应转化为第二加氢反应产物R2P; 第二加氢改质反应选自下列加氢反应的1种或几种: ① 加氢饱和反应; ② 加氢氢解反应; ③ 加氢异构反应; ④ 加氢开环反应; ⑤ 加氢裂化反应; (3) 在回收部分HPS,回收反应产物R2P和旁路气体R1PVX得到在体积上主要由氢气组成 的富氢气气体HPV和在重量上主要由常规液态烃组成的加氢改质生成油HPL,至少一部分富 氢气气体HPV返回加氢反应过程循环使用。2. 根据权利要求1所述方法及其组合式反应器,其特征在于: (1) 在第一加氢反应过程R1,在氢气和第一加氢催化剂R1C存在条件下,含有机氮和或 有机氧的烃原料R1F进行第一加氢精制反应脱除至少一部分有机氮和或至少一部分有机 氧,转化为第一加氢反应产物R1P; 第一加氢精制反应包含下列加氢反应的1种或2种: ① 加氢饱和反应; ② 加氢氢解反应; (2) 在后置加氢改质反应过程RX,设置第一加氢反应产物R1P的分离过程RIPS、液体 R1PL的第二加氢反应过程R2和第三加氢反应过程R3; 第二加氢反应过程R2使用的加氢反应器至少包含一台组合式加氢反应器R2E,在组合 式加氢反应器R2E内执行分离过程RIPS和至少一部分第二加氢反应过程; 在分离过程R1PS,第一加氢反应产物R1P分离为含有氨气和或水气的在体积上主要由 氢气组成的气体R1PV和在重量上主要由常规液态烃组成的液体R1PL;至少一部分气体R1PV 作为旁路气体R1PVX使用,旁路气体R1PVX不进入第二加氢反应过程R2;至少一部分液体 R1PL作为第二加氢反应过程烃进料R2F进入第二加氢反应过程催化剂床层; 在第二加氢反应过程R2,在氢气和第二加氢催化剂R2C存在条件下,第二加氢反应过程 烃进料R2F进行第二加氢改质反应转化为第二加氢反应产物R2P; 第二加氢改质反应至少包含下列加氢反应的1种或2种: ① 加氢开环反应; ② 加氢裂化反应; 在第三加氢反应过程R3,在氢气和第三催化剂R3C存在条件下,反应产物R2P进行第三 加氢精制反应完成第三加氢反应转化为第三加氢反应产物R3P; (3)在回收部分HPS,回收反应产物R3P和旁路气体R1PVX得到在体积上主要由氢气组成 的富氢气气体HPV和在重量上主要由常规液态烃组成的加氢改质生成油HPL,至少一部分富 氢气气体HPV返回加氢反应过程循环使用。3. 根据权利要求1所述方法及其组合式反应器,其特征在于: (1) 在第一加氢反应过程R1,在氢气和第一加氢催化剂R1C存在条件下,含有机氮和或 有机氧的烃原料R1F进行第一加氢精制反应脱除至少一部分有机氮和或至少一部分有机 氧,转化为第一加氢反应产物R1P; 第一加氢精制反应包含下列加氢反应的1种或2种: ① 加氢饱和反应; ② 加氢氢解反应; (2) 在后置加氢改质反应过程RX,设置第一加氢反应产物R1P的分离过程RIPS、液体 R1PL的第二加氢反应过程R2和第三加氢反应过程R3; 第二加氢反应过程R2使用的加氢反应器至少包含一台组合式加氢反应器R2E,在组合 式加氢反应器R2E内执行分离过程RIPS和至少一部分第二加氢反应过程; 在分离过程R1PS,第一加氢反应产物R1P分离为含有氨气和或水气的在体积上主要由 氢气组成的气体R1PV和在重量上主要由常规液态烃组成的液体R1PL;至少一部分气体R1PV 作为旁路气体R1PVX使用,旁路气体R1PVX不进入第二加氢反应过程R2;至少一部分液体 R1PL作为第二加氢反应过程烃进料R2F进入第二加氢反应过程催化剂床层; 在第二加氢反应过程R2,在氢气和第二加氢催化剂R2C存在条件下,第二加氢反应过程 烃进料R2F进行第二加氢改质反应转化为第二加氢反应产物R2P; 第二加氢改质反应至少包含下列加氢反应的1种或2种: ① 加氢开环反应; ② 加氢裂化反应; 在第三加氢反应过程R3,在氢气和第三催化剂R3C存在条件下,反应产物R2P和旁路气 体R1PVX进行第三加氢精制反应完成第三加氢反应转化为第三加氢反应产物R3P; (3) 在回收部分HPS,回收反应产物R3P得到在体积上主要由氢气组成的富氢气气体HPV 和在重量上主要由常规液态烃组成的加氢改质生成油HPL,至少一部分富氢气气体HPV返回 加氢反应过程循环使用。4. 根据权利要求1所述方法及其组合式反应器,其特征在于: 含有机氮和或有机氧的烃原料R1F,选自下列物料中的一种或几种: ① 中低温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品;热加工过程是重油焦化过程或 重油催化裂化过程或重油催化裂解过程; ② 高温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品; ③ 煤加氢直接液化制油过程所得油品,包括使用供氢溶剂油的煤加氢直接液化制油过 程、油煤共炼过程、煤临氢热溶液化过程; ④ 页岩油或其馏分油或其热加工过程所得油品; ⑤ 其它有机氧重量含量高于1.5 %和或有机氮重量含量高于0.3 %的烃油。5. 根据权利要求1所述方法及其组合式反应器,其特征在于: (2)在后置加氢改质反应过程RX,低氨气、低水气的富氢气气体R2FH进入第二加氢反应 过程催化剂床层。6. 根据权利要求1所述方法及其组合式反应器,其特征在于:烃原料R1F主要由常规沸 点低于530°C的中低温煤焦油馏分油组成,各步骤的操作条件为: (1) 第一加氢反应过程1?1,在温度为170~440°(:、压力为6.0~25.010^、第一加氢催化 剂R1C体积空速为0.05~10.0 hf1的操作条件下,第一加氢精制反应过程烃油的脱氮率大于 50%和或第一加氢精制反应过程烃油的脱氧率大于50% ; (2) 在后置加氢改质反应过程RX,在第一加氢反应产物R1P的分离过程R1PS,至少50% 的气体R1PV用作旁路气体R1PVX; 在第二加氢反应过程R2,在温度为300~460 °C、压力为6.0~25. OMPa、第二加氢催化剂 R2C体积空速为0.05~10.0 hf1的操作条件下,第二加氢改质反应操作目标为至少符合下列 要求之一: ① 芳烃加氢饱和反应转化率大于5 % ; ② 加氢脱
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