[发明专利]一种气液混相料上流式加氢反应器的收集液分流方法

说明书

技术领域

一种气液混相料上流式加氢反应器的收集液分流方法，上流式加氢反应器RE内的上部空间设置集液杯和液体导出管，收集液自流或经泵加压进入分离步骤S100，S100为利用离心力原理工作的气液和或液固相对分离步骤，将收集液分离为富气相的液流即第一液流KL1和富固相的液流即第二液流KL2；为了降低反应空间气相返混量和或冲洗反应器顶部壳壁和或实现低负荷下导流管的高流速或抑制循环泵抽空现象，KL1可短路返回反应器RE上部或顶部空间；为了在反应器内液相中形成高的固体颗粒浓度，可以把KL2返回反应器循环；为了排出反应器内易沉积固体颗粒，可以把部分KL2引入后续工序如热高压分离器或后续反应器内。

背景技术

本发明所述混相物料，指的是反应过程物料的聚集态为气液两相或气液固三相状态。

本发明所述混相物料上流式反应器，指的是混相原料上行流过反应器内反应空间转化为产物，即原料的主流方向为上行流动，并不排除器内流体的其它形式的流动行为。

本发明所述碳氢料，指的是含碳、氢元素的液体和或固体，如油和或煤。

本发明所述膨胀床反应器，为立式上流式反应器，使用催化剂时属于膨胀床反应器；立式指的是安装后工作状态反应器的中心轴线垂直于地面；上流式指的是反应过程物料主体流向由下向上穿行通过反应空间或催化剂床层或与上行的催化剂同向流动；膨胀床指的是工作状态催化剂床层处于膨胀状态，催化剂床层膨胀比定义为催化剂床层有反应原料通过时的工作状态的最大高度CWH与该催化剂床层的空床静置状态的高度CUH之比值KBED，通常，KBED低于1.10时称为微膨胀床，KBED介于1.25～1.55时称为沸腾床，而悬浮床被认为是最极端形式的膨胀床。

本发明所述上流式反应器RKE的内置式集液杯或集液器，指的是布置于反应器RKE内上部空间的用于收集液体的容器，通常上部或上部侧面开口，底部或下部侧面安装导流管用于排出收集液；膨胀床反应器RKE的顶部集液器，通常安装在反应器RKE轴心位置，与反应器RKE上部壳体和壳壁共同组成顶部气液混相物料的脱液区RK-UD，得到收集液液体和气液混相物流或得到收集液液体和气体，收集液液体可以用作循环液返回反应器RKE，收集液液体可以用作循环液返回反应器RKE上游的工艺过程如上游反应器RJE内，收集液液体可以进入下游的工艺过程如下游反应器RLE、分离罐SL中。

如上所述膨胀床反应器RKE的顶部集液器，从气液分离角度讲，由于其分离目标不是完全气液清晰分离而是属于部分清晰分离(获得一个液体RKE-L和一个气液混相流体RKE-M)，存在如下分离特点和问题：

①收集液带气

为了降低反应器RKE顶部的润湿率低下的壳壁面积，防止该“半干区”出现沉积物“结疤”，通常尽可能缩小该分离空间的体积，在重力和浮力的联合作用下，液相与气相上下分离，但是其沉降分离时间通常较短，且分流界面属于液相-气液混相，因此，液体与气体的分离清晰度不可能太高，特别是加工粘度大、表面张力大、易发泡的液体原料时，液体与气体的分离清晰度更低，即液体极易夹带较多的气体(气泡)，这些气体是后续单元的非目标气体原料，如循环加工则导致气体产物返混，因增加气相量而降低液相体积分率，因携带产物中的有害无益的气体组分而增加有害气相浓度、降低有效组分气相浓度；

②大颗粒物器内积累

加工粘度大、表面张力大、易热缩合的重烃液体物料时，重烃热缩合物、重烃热缩合物与其它固体颗粒的联合缩合物会逐步长大，形成大颗粒物；

在脱液区RK-UD，由于重力、浮力、表面张力的作用，固相与液相倾向于上下分离，这样必然发生固相与液相的相对分离，长期的累积效应是反应器内形成大颗粒物积累，如不能及时排出大颗粒物维持其平衡浓度，会恶化反应器器内流体操作状态，会产生更大颗粒物即“颗粒物结块”并导致停工，只有便清理排出这些结块，才能恢复生产；

③如何提高液相的催化剂平衡藏量

为了在反应器内液相中形成粒度合适的催化剂的高浓度，需要控制催化剂颗粒的排放速度，这样可以降低新鲜催化剂用量；

④器顶存在“半干区”

以低流速上行进入反应器RKE顶部设置脱液区的物料，可以有效进行气液分离，反应器RKE顶部形成一个气相分率高的“聚气区”，反应器RKE顶部存在润湿率低下的壳壁面积，该“半干区”会出现沉积物“结疤”，脱落“疤块”落入导液管，可能造成堵塞，此类事件在工业装置上发生过；

⑤低负荷时导液管出现固体沉积、循环泵抽空