[发明专利]一种反应装置和一种反应系统以及一种液相加氢反应方法

说明书

本发明公开了一种气液反应装置，包括反应器和混合器，反应器的内部空间设置有n个用于装填催化剂的催化反应区，n为2以上的整数，第m个催化反应区与第m+1个催化反应区之间通过分隔构件相接，m为选自区间[1，n‑1]的任意整数，分隔构件用于将该分隔构件所处的催化反应区的径向截面分割成多个分区，并使得第m个催化反应区输出的物料能通过所述多个分区进入第m+1个催化反应区中。本发明还公开了采用该反应装置的液相加氢反应系统以及液相加氢处理方法。采用本发明的反应装置将烃油进行液相加氢，不仅能实现在不采用循环油和稀释剂的条件下，将烃油进行液相加氢，而且能有效地提高加氢反应的效率，获得更好的加氢反应效果。

技术领域

本发明涉及烃油加氢技术领域，具体地，本发明涉及一种适用于液相加氢工艺的反应装置和反应系统，本发明还涉及采用所述反应系统的液相加氢反应方法。

背景技术

炼油加工技术主要包括催化裂化、加氢和延迟焦化等技术。其中，油品加氢技术是炼油技术最常用的技术之一。随着原油的重劣质趋势加剧，同时世界各国对油品清洁程度要求越来越高，加氢装置占的比重越来越大。

目前，炼油加氢工艺主要为固定床加氢工艺、沸腾床加氢工艺和悬浮床加氢工艺。沸腾床加氢工艺和悬浮床加氢工艺主要用于处理渣油等重劣质原料，固定床工艺技术应用则较为广泛，包括汽油、柴油、蜡油和渣油的加氢精制；选择性加氢脱烯烃、脱硫；加氢改质或加氢裂化等。

传统的固定床加氢工艺为滴流床加氢工艺。传统的滴流床加氢工艺为气液固三相加氢工艺，反应系统中需要维持大量的循环氢；并且，在进行加氢反应时，氢气需要从气相进入液相，然后与反应物共同吸附在催化剂的表面，从而在催化剂活性中心的作用下进行反应，这一传质过程无疑会对加氢处理工艺的反应速率产生不利影响。

针对滴流床加氢工艺存在的不足，研究人员开发了液相加氢工艺，但是早期的液相加氢工艺为了弥补烃油携氢量的不足，需要将部分加氢产物循环和/或采用稀释剂，以提高进料的氢气携带量，满足加氢反应的要求。

随着液相加氢工艺研究的深入，研究人员对烃油与氢气的混合工艺进行改进，开发出了不采用加氢产物循环，同时也不采用稀释剂的液相加氢工艺。具体地，CN103666547B公开了一种烃油加氢处理方法，该方法包括在混合装置中将氢气注入烃油中，得到携氢烃油，所述携氢烃油进入固定床反应器中，在液相加氢处理条件下，与具有催化加氢作用的催化剂接触，其中，通过平均孔径为纳米尺寸的通孔将氢气一次或分次注入所述烃油中，注入的氢气的总量为所述烃油的化学氢耗量的0.1-4倍，所述携氢烃油与具有催化加氢作用的催化剂的接触在不存在循环油的条件下进行。

发明内容

尽管CN103666547B能在不存在循环油和稀释剂的条件下，将烃油进行液相加氢处理，但是在实际操作过程中发现，采用该方法将烃油进行加氢处理，仍然存在需要进一步提高加氢反应的效率的技术问题。

本发明的发明人针对上述技术问题进行了深入研究，发现如果在反应器的催化剂床层之间设置分隔元件，将该分隔元件所处径向截面分割成多个小区域，并使得从前一个催化剂床层输出的物料通过这些小区域进入下一个催化剂床层进行反应，能有效地提高加氢反应的效率，获得更好的加氢反应效果。基于上述发现，完成了本发明。

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种气液反应装置，该反应装置包括反应器和至少一个混合器，

所述反应器的内部空间设置有n个用于装填催化剂的催化反应区，n为2以上的整数，其中，第m个催化反应区与第m+1个催化反应区之间通过至少一个分隔构件相接，m为选自区间[1，n-1]的任意整数，所述分隔构件用于将该分隔构件所处的催化反应区的径向截面分割成多个分区，并使得第m个催化反应区输出的物料能通过所述多个分区进入第m+1个催化反应区中；