[发明专利]全液体加氢处理反应器中直接注入氢气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及在具有一个或多个加氢处理催化剂床的下流式反应器中对烃进行两相(“全液体”)加氢处理的方法。

背景技术

诸如加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、加氢脱芳烃、脱蜡、加氢异构化以及氢化裂解的加氢处理，对于升级粗制烃原料而言具有商业上的重要性。例如，加氢脱硫(HDS)和加氢脱氨(HDS)用于分别除去硫和氮并制备清洁燃料。

常规的加氢处理方法使用滴流床反应器，其中氢气从气相中转移通过液相烃进料以在固体催化剂的表面处与所述进料反应。因此，存在三相(气相、液相和固相)。滴流床反应器操作昂贵并且需要大量氢气，大部分氢气必须通过昂贵的氢气压缩机再循环。从高放热的加氢处理方法中除去热是低效的。在滴流床反应器中，在催化剂的表面上形成大量焦炭，造成催化剂失活。

美国专利6,123,835公开了两相加氢处理体系，其消除了通过催化剂循环氢气的需要。在两相加氢处理体系中，溶剂或经加氢处理的液体流出物的再循环部分充当稀释剂并与烃进料混合。氢气溶解在进料/稀释剂混合物中以提供液相中的氢气。加氢处理反应中所需的所有氢气均可以溶液形式获得。

两相加氢处理体系包含单个液体再循环流以增加整个反应器中溶解的氢气的可用性。所述再循环流消除了通过催化剂的氢气再循环并提供了用于均匀温度分布的散热器。然而再循环具有缺点。再循环将返混引入体系中，这降低了转换例如除硫的效率。返混降低了催化效率，因为存在于再循环流中的反应产物诸如硫化氢和氨占据了催化剂的活性位点。这造成难以与不具有液体再循环的常规滴液床反应器在动力学限制区方面竞争，即，难以使硫低于ULSD的10ppm。所谓“动力学限制区”在本文中是指有机硫浓度非常低(诸如大约10-50ppm)。在包括反应产物的再循环的存在下，在这种低硫浓度下，降低和动力学限制了有机硫转换的反应速率。

期望具有并且本发明旨在提供两相加氢处理体系，其减少或消除对再循环流的需要并提高硫和氮的转换。

美国专利6,428,686要求保护一种加氢处理方法，所述方法包括将液体进料与反应器流出物混合并与氢气闪蒸，然后从反应器上游的液体中分离任何气体，然后使进料/流出物/氢气混合物与反应器中的催化剂接触，在中间位置处从反应器中移除经接触的液体，将移除的液体与氢气混合以用氢气重新饱和，从液体中分离气体并在取出所述移除液体的位点处，将所述移除的液体重新引回到反应器中。

美国专利6,881,326要求保护一种加氢处理方法，所述方法包括将液体进料与反应器流出物和氢气混合，使得氢气溶解以形成基本上不含氢气的液体进料流，然后在基本上无过量氢气存在的情况下使所述液体进料流与反应器中的催化剂接触，将在中间位置处将经接触的液体从反应器中移除，将移除的液体与氢气混合使得氢气溶解于所述移除的液体中，并将移除的液体重新引回到反应器中。

美国专利7,569,136公开了一种连续液相加氢处理方法。在一个实施例中，描述了下流式双反应器体系，其中在第一搅拌器中将进料、再循环反应产物和氢气混合，并且第一混合物流至第一反应器；在第二搅拌器中，将来自第一反应器的产物与氢气混合，并且第二混合物流至第二反应器。在另一个实施例中，描述了下流式多床反应器体系，其中在第一搅拌器中将进料、再循环反应产物和氢气混合，并且第一混合物流入反应器中并通过第一催化剂床；在第二搅拌器中，将来自第一反应器的产物与氢气混合，并且第二混合物流至第二催化剂床。

虽然已知用于液相加氢处理的方法，但仍然需要对其进行改善，例如在较少返混下的较高转化率。本发明满足该需要。

发明内容