CN109731512A - 一种烃油加氢装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烃油加氢装置及工艺，该装置包括依次连通的微通道混合单元和固定床反应器；所述微通道混合单元包括若干微通道混合器，所述微通道混合器包括本体，本体内设有进液流道、进气流道、混合流道和多个混合腔，所述进液流道、进气流道均与混合流道的进料端连通，所述多个混合腔均与混合流道连通且沿混合流道依次分布，混合腔内设有分流元件，将混合腔分隔为至少2个子腔体。本发明可有效提升烃油加氢生产效率，提升产能，进一步简化加氢设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种烃油加氢装置及工艺，属于石油化工领域。
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，由原油蒸馏所得的中间馏分油的 S、 N、 O 和金属含量也相应增加。然而，世界各国的法律法规对各种燃油中的 S、 N、 O 和金属含量要求却越来越苛刻。
加氢处理是脱除烃油中 S、 N、 O 及金属杂质，改善中间馏分油质量的常用手段。所述烃油包括汽油、重整生成油、喷气燃料、柴油、蜡油、煤焦油、润滑油等；所述加氢包括加氢脱金属、脱氮、脱氧、脱烯烃、脱硫和加氢裂化等。目前，炼油烃油加氢工艺主要采用固定床加氢工艺，进行加氢处理时，需要将氢气注入液态待加氢烃油中，实现油气混合，油气混合物随后与催化剂接触，进行加氢反应。固定床加氢反应设备一般包括油气混合器和固定床反应器，油气混合器的混合效果直接关系到烃油加氢处理效果，现有的固定床加氢反应设备中，油气混合器一般采用膜混合器，存在混合效率不够高等缺点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种烃油加氢装置及工艺，以实现氢气与烃油高效混合，提升烃油加氢处理效果。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种烃油加氢装置，包括依次连通的微通道混合单元和固定床反应器；所述微通道混合单元包括若干微通道混合器，所述微通道混合器包括本体，本体内设有进液流道、进气流道、混合流道和多个混合腔，所述进液流道、进气流道均与混合流道的进料端连通，所述多个混合腔均与混合流道连通且沿混合流道依次分布，混合腔内设有分流元件，将混合腔分隔为至少2个子腔体。
如此，通过微通道混合单元的进液口将待加氢烃油输入进液流道，通过微通道混合单元的进气口将氢气输入进气流道，待加氢烃油和氢气汇入混合流道，并依次通过各个混合腔，混合腔内分流元件的设置，使得单流道在微小区域内分为多流道，在该微小区域形成紊流区，不断将氢气气泡打碎成更细小的气泡，促使氢气更好地溶解于烃油中，并使得氢气与待加氢烃油高效混合，经过各个混合腔的作用，大幅提升氢气和待加氢烃油的溶解、混合效果，获得氢气含量高的含氢烃油（可选地，烃油溶氢量≥20-50%）；混合完成后，含氢烃油直接进入固定床反应器，催化加氢，有利于获得更高的生产效率和杂质脱除效果；另外，混合完成后，无需进行气液分离处理，直接进行催化加氢处理即可，装置及处理流程得到简化。
可选地，所述微通道混合器的数量为并联的多个，如此，可进一步提升微通道混合单元的处理能力，提升产能。也可模块化设置，方便精确控制混合工序。
可选地，所述混合腔为扁平状，整体呈心型、圆形、椭圆形中的一种，优选为心型。
可选地，所述分流元件为月牙形、菱形、圆形、椭圆形中的一种，优选为月牙形。
可选地，所述混合流道的横截面为圆形，内径为0.3-3mm，优选为0.5-1.5mm。
可选地，所述混合流道的横截面积由进料端到出料端逐渐增大，优选地，混合流道的进料端的横截面积是出料端横截面积的1.1-2倍，优选为1.1-1.5倍。如此，兼顾混合效果与压降两大因素，保证了良好的混合效果和适宜大小的压降。
可选地，所述固定床反应器可选用现有常规固定床反应器。可选地，所述固定床反应器包括中空的塔体，塔体的下端与微通道混合单元连通，塔体的上端与连通有出液管路，塔体内设有催化剂床层。
可选地，还包括依次连通的烃油原料罐和泵，所述泵的出液口与微通道混合单元的进液口连通。
基于同一发明构思，本发明还提供一种烃油加氢工艺，利用如上所述的烃油加氢装置进行，包括如下步骤：
向微通道混合器的进液流道通入待加氢烃油，同时向微通道混合器的进气通道通入氢气，在混合流道的出料端获得油气混合物；
将所述油气混合物通入固定床反应器，在液相加氢处理条件下，油气混合物与固定床反应器中具有催化加氢作用的催化剂接触，获得加氢产物。
可选地，所述液相加氢处理条件为常规液相加氢处理条件。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1）本发明中，含氢烃油氢气携带量高，能获得更高的生产效率，有利于获得杂质含量更低、质量合格的烃油；申请人利用本发明的装置在进行某60万吨/年航煤加氢工业试验时发现，总硫含量从512PPm降至230ppm，硫醇含量从41ppm降至了6ppm。申请人在进行某50万吨/年煤焦油加氢工业试验时发现，原料总氮含量为6100ppm，加氢分离后石脑油馏分、柴油馏分、裂化尾油分别降至7ppm、8ppm、69ppm；总硫含量为1500ppm，加氢分离后石脑油馏分、柴油馏分、裂化尾油分别降至2ppm、5ppm、＜0.5ppm。
2）油气混合过程中，无需借助循环油、稀释剂等，可最大程度提升设备有效利用率，提升产能，并降低能耗、成本；如申请人在进行某70万吨/年催化重整生成油脱烯烃共工业试验时发现，采用传统加氢，脱烯烃效果为40mgBr/100g，效果较好，但是氢耗量大（500Nm3/h），能耗大（循环加氢配备压缩机，循环量10000Nm3/h），氢油比大（200-300）；采用本发明后，脱烯烃效果为40mgBr/100g，效果相同，但氢耗量小（240Nm3/h），能耗低（完全取消了混合氢压缩机），氢油比小（1-5）。
3）油气混合效果好，无需进行气液分离，进一步简化了装置及处理流程。
附图说明
图1是本发明第一种实施方式的一种烃油加氢装置。
图2是本发明第一种实施方式的微通道混合单元的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
如图1和图2所示，一种烃油加氢装置，包括依次连通的微通道混合单元4和固定床反应器7；所述微通道混合单元包括若干微通道混合器、与进气流道连通的进气管路3，所述微通道混合器包括本体401，本体内设有进液流道402、进气流道403、混合流道404和多个混合腔405，所述混合流道呈蛇形，所述进液流道、进气流道均与混合流道的进料端连通，所述多个混合腔均与混合流道连通且沿混合流道依次分布，混合腔内设有分流元件406，将混合腔分隔为2个子腔体，所述两个子腔体沿混合腔的进液口与出液口的连线对称分布。所述微通道混合器的数量为并联的多个。可选地，所述本体为平板状，材质可为金属或玻璃。混合流道内，油气混合物反复汇入、分流、汇出，获得良好的油气混合效果。
所述混合腔为扁平状，整体呈心型。所述分流元件为月牙形。所述混合流道的横截面为圆形，内径为0.3-3mm，优选为0.5-1.5mm。所述混合流道的横截面积由进料端407到出料端逐渐增大，优选地，混合流道的进料端的横截面积是出料端横截面积的1.2倍。
所述固定床反应器包括中空的塔体，塔体的下端与微通道混合单元的出液口6连通，塔体的上端与连通有出液管路9，塔体内设有催化剂床层8。还包括依次连通的烃油原料罐1和泵2，所述泵的出液口与微通道混合单元的进液口5连通。
一种烃油加氢工艺，利用如上所述的烃油加氢装置进行，包括如下步骤：
向微通道混合器的进液流道通入待加氢烃油，同时向微通道混合器的进气通道通入氢气，在混合流道的出料端获得油气混合物；
将所述油气混合物通入固定床反应器，在常规液相加氢处理条件下，油气混合物与固定床反应器中具有催化加氢作用的催化剂接触，对硫氮氧等杂质进行深度加氢，获得杂质含量合格的加氢产物。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。
Claims (9)
1.一种烃油加氢装置，其特征在于，包括依次连通的微通道混合单元和固定床反应器；所述微通道混合单元包括若干微通道混合器，所述微通道混合器包括本体，本体内设有进液流道、进气流道、混合流道和多个混合腔，所述进液流道、进气流道均与混合流道的进料端连通，所述多个混合腔均与混合流道连通且沿混合流道依次分布，混合腔内设有分流元件，将混合腔分隔为至少2个子腔体。
2.根据权利要求1所述的烃油加氢装置，其特征在于，所述微通道混合器的数量为串联或并联的多个。
3.根据权利要求1所述的烃油加氢装置，其特征在于，所述混合腔为扁平状，整体呈心型、圆形、椭圆形中的一种。
4.根据权利要求1所述的烃油加氢装置，其特征在于，所述分流元件为月牙形、菱形、圆形、椭圆形中的一种。
5.根据权利要求1所述的烃油加氢装置，其特征在于，所述混合流道的横截面为圆形，内径为0.3-3mm。
6.根据权利要求1所述的烃油加氢装置，其特征在于，所述混合流道的横截面积由进料端到出料端逐渐增大，优选地，混合流道的进料端的横截面积是出料端横截面积的1.1-2倍。
7.根据权利要求1所述的烃油加氢装置，其特征在于，所述固定床反应器包括中空的塔体，塔体的下端与微通道混合单元连通，塔体的上端与连通有出液管路，塔体内设有催化剂床层。
8.根据权利要求1所述的烃油加氢装置，其特征在于，还包括依次连通的烃油原料罐和泵，所述泵的出液口与微通道混合单元的进液口连通。
9.一种烃油加氢工艺，其特征在于，利用如权利要求1-8任一项所述的烃油加氢装置进行，包括如下步骤：
向微通道混合器的进液流道通入待加氢烃油，同时向微通道混合器的进气通道通入氢气，在混合流道的出料端获得油气混合物；
将所述油气混合物通入固定床反应器，在常规液相加氢处理条件下，油气混合物与固定床反应器中加氢催化剂接触，获得加氢产物。
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Xie Zhicheng Inventor after: Huang Deyou Inventor after: Yuan Nianwu Inventor before: Xie Zhicheng Inventor before: Huang Deyou Inventor before: He Xiaojun Inventor before: Yuan Nianwu |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190510 |