[发明专利]一种柴油加氢改质方法和一种加氢反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种柴油加氢改质方法，本发明还涉及一种加氢反应装置。

背景技术

近年来，随着石油资源的日益匮乏，原油重质化、劣质化趋势日趋严重，由原油蒸馏所得的柴油馏分的S、N杂质含量也相应增加。然而，世界各国的法律法规对各种燃油中的S、N杂质含量要求却越来越苛刻。

我国炼化企业中，催化裂化装置数量偏多，二次加工柴油以催化裂化柴油为主。中国现行柴油质量标准与国外标准相比，硫含量高，十六烷值偏低。随着世界各国针对各类发动机尾气排放的法规日趋严格，中国国家车用柴油标准也在向欧Ⅳ标准甚至欧Ⅴ标准靠拢。如何使柴油的硫含量不高于50μg/g甚至不高于10μg/g，并进一步提高十六烷值，成为我国炼油企业亟待解决的问题。

加氢处理是脱除烃油中S、N杂质，改善柴油馏分质量的常用手段。常规的柴油加氢精制技术通过增加装置的操作苛刻度，如提高反应温度、降低空速等，虽然能实现深度加氢脱硫、脱氮，但柴油十六烷值增幅以及硫的脱除率有限，且带来装置能耗增加、处理量降低等问题，这些都是炼油企业不愿接受的。因此，开发新型的加氢工艺及活性高且稳定性好的加氢催化剂，提高柴油质量尤为迫切。

CN102465028A公开了一种柴油加氢脱硫方法，该方法包括：柴油原料和氢气经加热炉首先进入气液混合器，使氢气和原料油充分混合，然后进入第一反应器，在加氢精制条件下与加氢精制催化剂接触，进行常规加氢精制反应；所得反应流出物进入气提混氢设备中，脱除油中溶解的硫化氢和氨，并使氢气在油中达到溶解饱和状态，然后与补充氢混合进入第二反应器与加氢精制催化剂接触，进行深度脱硫反应，最终得到超低硫含量的清洁柴油产品。

CN102465029A公开了一种柴油加氢改质方法，在柴油加氢处理条件下，原料柴油和氢气经加热炉首先进入气液混合器，使氢气与原料油充分混合，然后进入第一反应器，在加氢精制条件下与非贵金属加氢催化剂接触，进行常规加氢精制反应；所得反应流出物进入气提混氢设备，脱除油中溶解的硫化氢和氨，并使氢气在油中达到溶解饱和状态，然后与补充氢混合进入第二反应器与贵金属加氢催化剂接触，进行深度脱芳烃反应，最终得到清洁柴油产品。

尽管采用两段加氢工艺能够得到硫含量不高于50μg/g的清洁柴油，但是，一方面上述方法的氢耗量仍然较高，两个反应器均需在较高的氢油比下运行；另一方面上述方法需要在低空速下进行，影响了装置的处理量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的柴油加氢改质方法存在的氢气消耗量高且空速低的技术问题，提供一种柴油加氢改质方法，该方法即使降低氢气的用量并在较高的空速下运行，也能得到硫含量不高于50μg/g的清洁柴油。

本发明的发明人针对现有的柴油两段加氢处理工艺存在的上述问题，进行了深入的研究，发现：在采用两段加氢工艺来对柴油进行加氢改质时，在第一段加氢和第二加氢之间通过纳米尺寸的孔将氢气送入由第一段加氢得到的液相物流中，并将得到的含氢液相物流以向上流的方式送入管式反应器中与加氢催化剂接触反应，第二段加氢即使以较低的氢油比并在较高的空速下进行，也能获得较好的加氢效果，得到硫含量不高于50μg/g的清洁柴油。在此基础上完成了本发明。

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种柴油加氢改质方法，该方法包括以下步骤：

（1）将原料柴油和氢气送入反应器中，在柴油加氢处理条件下与第一加氢催化剂接触，得到第一加氢后物流，并脱除所述第一加氢后物流中的气体，得到液相物流；

（2）将氢气通过平均孔径为纳米尺寸的孔送入所述液相物流中，得到含氢液相物流；

（3）将所述含氢液相物流以向上流动的方式送入管式反应器中，在液相加氢处理条件下与装填在所述管式反应器中的第二加氢催化剂接触，得到第二加氢后物流。

根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种加氢反应装置，该装置包括第一加氢反应器、第一气液分离单元、气液混合器以及第二加氢反应器，

所述第一加氢反应器包括催化剂床层、物料入口和物料出口，所述物料入口位于所述第一加氢反应器的顶部，所述物料出口位于所述第一加氢反应器的底部，所述第一加氢反应器用于使烃原料和氢气与所述催化剂床层中的催化剂接触反应，得到第一加氢后物流；

所述第一气液分离单元用于将来自所述第一加氢反应器的第一加氢后物流进行气液分离，得到气相物流和液相物流；