[发明专利]一种馏分油沸腾床加氢方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种馏分油沸腾床加氢方法，具体地，涉及一种馏分油沸腾床两相加氢方法。

背景技术

世界石油能源需求的日益增加促进了煤制油技术的长足进步，煤直接液化技术是其中一个杰出代表。目前世界上有代表性的煤直接液化工艺包括日本的NEDOL工艺、德国的IGOR工艺、美国的HTI工艺和中国神华的煤直接液化工艺。

煤直接液化产生的煤液化油一般具有以下特点：馏程160-450℃，烯烃、氮和氧含量高，如果不及时进行处理，极易生成不利于后续加工和运输的物质。一般采用加氢的方法对煤液化油进行预处理，饱和煤液化油中的烯烃，脱除氧，最大限度地脱除氮和硫等杂原子，提高煤液化油的稳定性，此过程也称为加氢稳定。通常馏分油的加氢过程优选使用固定床反应器，但由于煤液化油中存在一定量的固体细颗粒，包括煤粉和煤直接液化催化剂，这些固体细颗粒难以靠过滤全部除去，因此如果使用固定床加工煤液化油或其它与煤液化油一样含有细颗粒的馏分油，会因为压降快速升高而导致操作周期短。沸腾床加氢技术可在线加入和取出催化剂，因此催化剂性能可以在整个操作周期保持恒定。另外沸腾床加氢技术还具有反应器温度易控且均匀，压降低且恒定，可达到较高的转化率和较长的操作周期等优点。因此沸腾床加氢技术适用于煤液化油或其它与煤液化油一样含有细颗粒的馏分油的加氢过程。

沸腾床加氢技术也存在较明显的缺点，突出反映在其催化反应效率较低和产品质量较差。以煤液化油加氢稳定过程为例，煤液化油中大约含有70-90％的芳烃，加氢稳定装置的主要目的就是将煤液化油中的双环和多环芳烃部分饱和生成诸如烷基苯类、二烷基苯类和三烷基苯类等有效供氢组分。多环芳烃的芳烃饱和为顺序反应，比如多环芳烃想要加氢生成双烷基苯类，首先需要加氢生产一烷基苯类，这说明多环芳烃的饱和需要较高的反应苛刻度。实践证明沸腾床反应器加工出来的供氢溶剂的供氢能力较低，导致出厂的最终产品量低于设计值，降低了经济效益。

沸腾床反应效果差最重要的一个原因是沸腾床反应器的催化剂浓度较固定床低，因此解决上述问题的一个思路是提高沸腾床反应器的催化剂浓度。沸腾床加氢反应器为三相流化床，催化剂的浓度受气相和液相相含率的影响。降低气相和液相的相含率，可以提高催化剂的浓度。但是降低液含率会降低液体在反应器内的停留时间，而降低气含率可能会导致反应器内供氢不足。因此需要对三相的相含率进行综合考虑，使反应效果最优化。

US6881326A介绍了一种两相加氢预处理技术。其工艺过程为新鲜原料油、循环油和氢气经过一个混氢装置将氢气溶解在油中，溶解氢气的油进入反应器与催化剂接触进行催化反应。反应后的物流一部分循环至混氢装置，一部分作为产品从装置排出。该方法省去了循环氢系统，但是该技术在反应器前设置了分离器进行废气分离。这样虽然可以去除部分影响加氢反应的废气，但是也使得部分已溶解的氢气从原料油中分离出来，最终影响加氢反应效果。

CN101942318A公开了一种烃类两相加氢处理方法，具体过程为：新鲜原料和循环油在催化气提塔内混合，同时完成加氢反应后物流气提、氢气在进料油中的溶解和原料的加氢预反应过程。溶氢物流进入沸腾床反应器中进行催化加氢反应，反应后的物流部分排出装置，部分以循环油的方式进入催化气提塔。该技术存在着如下问题：一是原料油直接加入高压气提塔中，在其典型操作条件下部分轻馏分会被气提气带出高压气提塔而无法进入沸腾床反应器进行充分反应，二是由于气提塔中存在催化反应，而反应活性较高的新鲜原料又先进入气提塔中，这会导致气提塔中反应较剧烈，则液相中的溶解氢也消耗较快，这会导致流出气提塔的液相中溶解氢没有达到饱和，降低了循环油溶解氢的效率，并最终导致沸腾床反应器中催化加氢反应效率降低。

另外，上述技术都没有考虑到氢气在反应器中的损耗问题，在反应器沿物流方向的后部，溶解氢浓度的降低会导致催化加氢反应效率降低，需要考虑以合适的方式补充氢气。上述技术也没有考虑到氢气在油中的溶解度随反应温度的升高而升高，新鲜油和循环油的混合油在管线中的温度远低于反应器中的温度，因此即使氢气在前处理的油中达到了溶解平衡，其一进入反应器后，由于油的温度升高，溶解氢就远没有达到溶解平衡了。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的馏分油沸腾床加氢方法中所存在的上述缺陷，提供一种新的馏分油沸腾床加氢方法。