一种包含热敏组分的劣质油的悬浮床加氢处理方法与流程

文档序号:30203546发布日期:2022-05-31 08:13阅读:95来源:国知局

1.本发明涉及一种包含热敏组分的劣质油的悬浮床加氢处理方法,劣质油热敏升温过程hx1的至少部分升温设备设置有并联的可切换系统,劣质油在低压下吸热升温经历至少大部分结焦、结垢热敏温度区域,所得预热后低敏原料油经缓冲过程d1后经高压进料泵升压、经高压进料加热炉升温后进入悬浮床加氢处理反应过程r1转化为反应产物r1p,基于r1p的物料分离为至少部分返回r1循环使用的富氢气气体hpv和生成油kp;hx1中的劣质油可与富氢气物流混合加热以灵活调节流速、抑制结焦,d1分离出的含氢气、含轻烃的闪蒸气可与生成油kp的分离回收过程联合;hx1可以是在线式中低压可切换系统,投资低、操作安全、更换成本低,连续操作周期长。


背景技术:

2.本发明所述劣质油含有杂质元素。
3.本发明所述劣质油包含的热敏组分指的是在劣质油预热升温过程的某一温度区间易于缩合结垢、结焦的组分。
4.本发明的主要目的在于提出一种包含热敏组分的劣质油如废润滑油的悬浮床加氢处理方法,通过设置中低压可切换换热系统,延长连续操作周期,该方法投资低、操作安全、更换成本低,最大限度减少了存在劣质油物料的高压系统,便于系统停工处理。
5.废润滑油,除热敏组分外的烃类的常规沸点:通常低于600℃、一般低于560℃。
6.专利号为zl201510060139.x的中国专利“一种废润滑油的加氢精制工艺”,其说明书描述了润滑油在使用过程被污染的一些方式和一些污染物种类,以及杂质组分在固定床加氢过程的化学反应。
7.专利号为zl201810572044.x的中国专利“一种废润滑油再生优质基础油的预处理工艺”,其说明书描述了润滑油在使用过程被污染的一些方式和一些污染物种类,以及杂质在固定床加氢过程的危害。
8.申请号为201911233759.3、申请公布号为cn112920842a的中国专利申请“一种脱除废润滑油中有机氯的方法”,其说明书描述了废润滑油氯的一些来源,以及在固定床加氢过程的危害。
9.申请号为202011257524.0、申请公布号为cn112500917a的中国专利申请的说明书描述了对于固定床加氢反应过程而言废润滑油中的杂质组分的种类和来源,一种来源是各种添加剂(如钙、锌、铜、钡、镁、铅等金属化合物,有机氯)、一种来源是使用过程的变质物(如烃类脱氢缩合产物胶质、沥青质,裂解轻烃)、一种来源是收集储存过程带入的杂质(如铁锈、水分)。
10.废润滑油悬浮床加氢反应过程的目标是将杂质如几十至几百ppm的氯、几百至几千ppm的金属、几千至几万ppm的热敏残炭类物质,高转化率地转化为加氢产物从而将它们转化为热安定组分或转化为便于分离的组分等,便于在下游使用过滤、分馏等方式进行分离得到净化液,净化液去后续的固定床深度加氢装置进行深度处理。
11.实验和现有的废润滑油加热升温工业装置运转经验表明,废润滑油含有大量热敏组分,在预热升温过程的某一温度区间如150~370℃(通常为160~350℃)温度区间易于缩合结垢、结焦而限制热敏升温过程的连续运行周期,操作经验是连续运转周期仅1~3个月。
12.对于废润滑油悬浮床加氢处理过程,原料废润滑油预热升温过程必然存在,常规作法是原料废润滑油先经过高压泵升压、然后经过高压加热过程,高压废润滑油经过的高压加热过程是包含宽范围的热敏温度区间的高压换热过程base1、高压明火加热过程base2,这种流程必须使用高压换热器、高压加热炉炉管,影响如下:第一方面,高压操作导致换热器换热管管壁加厚、加热炉炉管管壁加厚增加热阻;第二方面,选取换热面积时必须考虑到换热器换热管、加热炉炉管逐步结垢、结焦带来的热阻的增加;第三方面为了便于换热器换热管、加热炉炉管清焦,需要使用弯头的换热器换热管、加热炉炉管必须使用大转弯半径的高压换热器换热管弯头、高压加热炉炉管弯头,导致成本高;第四方面,高压换热器换热管、加热炉炉管的可切换副线的在线切换操作必然带来安全操作隐患。
13.对于废润滑油预热升温过程,为了降低操作风险、提高换热效率、降低投资,本发明基于废润滑油热敏温度分布特性,将大部分或全部的热敏区的废润滑油升温过程设置在低压范围,以降低操作风险、提高换热效率、降低投资,将低热敏性的高温加热过程设置在高压范围,便于反应进料温度的灵活调整,同时降低高压进料泵操作温度,降低高压进料泵的制造难度,并有效控制高压进料泵内废润滑油的结垢沉积速度。
14.本发明的构想是:一种包含热敏组分的劣质油的悬浮床加氢处理方法,劣质油热敏升温过程hx1的至少部分升温设备设置有并联的可切换系统,劣质油在低压下吸热升温经历至少大部分结焦、结垢热敏温度区域,所得预热后低敏原料油经缓冲过程d1后经高压进料泵升压、经高压进料加热炉升温后进入悬浮床加氢处理反应过程r1转化为反应产物r1p,基于r1p的物料分离为至少部分返回r1循环使用的富氢气气体hpv和生成油kp;hx1中的劣质油可与富氢气物流混合加热以灵活调节流速、抑制结焦,d1分离出的含氢气、含轻烃的闪蒸气可与生成油kp的分离回收过程联合;hx1可以是在线式中低压可切换系统,投资低、操作安全、更换成本低,连续操作周期长。
15.与本发明类似的悬浮床加氢处理方法未见报道。
16.本发明的目的在于提出一种包含热敏组分的劣质油的悬浮床加氢处理方法。


技术实现要素:

17.本发明一种包含热敏组分的劣质油的悬浮床加氢处理方法,其特征在于:
18.⑴
劣质油热敏升温过程hx1
19.在劣质油热敏升温过程hx1,劣质油在低压下吸热升温经历至少大部分结焦、结垢热敏温度区域,成为预热后低敏原料油;
20.劣质油,含至少一部分热敏残炭类物质和/或有机氯和/或有机金属和/或有机硫;
21.在劣质油热敏升温过程hx1,至少部分劣质油升温设备unit设置有并联的可切换系统即至少设置一条劣质油升温设备unit的可替换副线,当操作中的劣质油热敏升温过程使用的劣质油升温设备unit的结焦和/或结垢状况严重时,使用升温设备unit的可替换副线进行换热,并将结焦和/或结垢状况严重的升温设备unit的主线从操作系统中隔离,进行清焦和/或清垢或更换为新设备;
22.在劣质油热敏升温过程hx1,有或没有并流气体kv1与劣质油混合一并加热;
23.并流气体kv1,含有或不含有氢气;
24.⑵
低敏油升压过程
25.预热后低敏原料油经高压进料泵升压后成为高压低敏原料油;
26.⑶
高压低敏油加热过程hx2
27.高压低敏原料油经高压加热器加热后成为高温高压低敏原料油;
28.在高压低敏油加热过程hx2,有或没有并流气体kv2与高压低敏原料油混合一并加热;
29.并流气体kv2,为富含氢气的气体;
30.⑷
悬浮床加氢处理反应过程r1
31.在悬浮床加氢处理反应过程r1,在氢气、悬浮床加氢处理催化剂存在的条件下,高温高压低敏原料油发生至少一部分悬浮床加氢处理反应,转化为悬浮床加氢处理反应产物r1p;
32.悬浮床加氢处理反应,至少包括加氢脱金属反应和/或加氢脱氯反应和/或加氢脱硫反应;
33.⑸
回收过程
34.回收悬浮床加氢处理反应产物r1p。
35.本发明,操作方式可以是:
36.⑸
回收过程
37.基于悬浮床加氢处理反应产物r1p的物料分离为富氢气气体hpv和生成油kp;
38.至少部分富氢气气体hpv返回悬浮床加氢处理反应过程r1循环使用。
39.本发明,操作方式可以是:
40.⑴
劣质油热敏升温过程hx1
41.在劣质油热敏升温过程hx1,劣质油与富氢气物流混合后吸热升温成为预热后低敏原料油;
42.预热后低敏原料油经缓冲过程d1分离为含有氢气、轻烃的闪蒸气d1v和闪蒸油d1l;
43.回收闪蒸气d1v;
44.⑵
低敏油升压过程
45.基于闪蒸油d1l的液料经高压进料泵升压后成为高压低敏原料油。
46.本发明,操作方式可以是:
47.⑸
回收过程
48.基于悬浮床加氢处理反应产物r1p的物料分离为富氢气气体hpv和生成油kp;
49.闪蒸气d1v的回收过程与生成油kp的回收过程部分或全部联合进行。
50.本发明,劣质油,可以部分或全部由废润滑油组成。
51.本发明,通常的操作条件是:
52.⑴
劣质油热敏升温过程hx1,操作压力为1.0~4.0mpa,预热前劣质油温度为40~170℃,预热后低敏原料油温度为300~380℃;
53.⑵
低敏油升压过程
54.高压低敏原料油的操作压力为8.0~25.0mpa;
55.⑶
高压低敏油加热过程hx2
56.高温高压低敏原料油温度为385~425℃;
57.⑷
悬浮床加氢处理反应过程r1
58.在悬浮床加氢处理反应过程r1,操作压力为8.0~25.0mpa,操作温度为385~425℃,悬浮床加氢处理催化剂包含硫化钼,液相反应时间0.5~3.5小时;
59.⑸
回收过程
60.富氢气气体hpv的氢气体积浓度大于80%。
61.本发明,较佳的操作条件是:
62.⑴
劣质油热敏升温过程hx1,操作压力为1.0~4.0mpa,预热后低敏原料油温度为330~370℃。
63.本发明,通常,悬浮床加氢处理催化剂或其活化前的前身物,加入到劣质油热敏升温过程hx1的进料劣质油中或预热后低敏原料油中。
64.本发明,通常的操作目标之一是:
65.⑷
悬浮床加氢处理反应过程r1
66.悬浮床加氢处理反应产物r1p中的常规液相烃中的有机金属的重量含量,低于劣质油中的烃类中的有机金属的重量含量的15%;
67.悬浮床加氢处理反应产物r1p中的常规液相烃中的有机氯的重量含量,低于劣质油中的烃类中的有机氯的重量含量的15%。
68.本发明,通常的操作目标之一是:
69.⑷
悬浮床加氢处理反应过程r1
70.悬浮床加氢处理反应产物r1p中的常规液相烃中的有机硫的重量含量,低于劣质油中的烃类中的有机硫的重量含量的65%。
71.本发明,通常的操作目标之一是:
72.⑷
悬浮床加氢处理反应过程r1
73.悬浮床加氢处理反应产物r1p中的常规液相烃中的残炭的重量含量,低于劣质油中的烃类中的残炭的重量含量的15%。
74.本发明,较佳的操作目标是:
75.⑷
悬浮床加氢处理反应过程r1
76.悬浮床加氢处理反应产物r1p中的常规液相烃中的有机金属的重量含量,低于30ppm;
77.悬浮床加氢处理反应产物r1p中的常规液相烃中的有机氯的重量含量,低于25ppm。
78.本发明,操作方式可以是:
79.⑸
回收过程
80.闪蒸气d1v经过冷却过程后分离为冷凝气和冷凝油。
81.本发明,操作方式可以是:
82.⑸
回收过程
83.回收过程包含热高压分离过程、热低压分离过程;
84.在热高压分离过程,基于悬浮床加氢处理反应产物r1p的物料分离为热高分气和热高分油;
85.在热低压分离过程,基于热高分油的物料分离为热低分气和热低分油;
86.闪蒸气d1v的回收过程与生成油kp的回收过程部分或全部联合进行,选自如下方式中的一种或两种:
87.①
闪蒸气d1v与基于降压后热高分油的物料混合后,进入热低压分离过程;
88.②
闪蒸气d1v与基于热低分气的物料混合后,联合回收。
89.本发明,操作方式可以是:
90.⑸
回收过程
91.回收过程包含热高压分离过程、热低压分离过程;
92.在热高压分离过程,基于悬浮床加氢处理反应产物r1p的物料分离为热高分气和热高分油;
93.分离热高分气得到富氢气气体hpv;
94.在热低压分离过程,基于热高分油的物料分离为热低分气和热低分油;
95.部分基于热高分油的液体物料返回悬浮床加氢处理反应过程r1,与悬浮床加氢处理反应过程r1的初始高压低敏原料油或初始高压低敏原料油的中间反应产物接触;
96.或者部分基于热低分油的液体物料,循环返回高压进料泵入口升压。
97.本发明,操作方式可以是:
98.部分基于热低分油的液体物料,循环返回劣质油热敏升温过程hx1与劣质油混合。
99.本发明,通常设置应急冷却系统:
100.⑹
应急冷却系统
101.紧急状态下,当预热后低敏原料油不能经高压进料泵升压后成为高压低敏原料油进入高压低敏油加热过程hx2、悬浮床加氢处理反应过程r1时,用安定而不结垢、不结焦的冲洗油代替劣质油冲洗劣质油热敏升温过程hx1,冲洗劣质油热敏升温过程hx1排出的物料经过应急冷却系统冷却降温后,去应急冷却系统排出料回收系统。
102.本发明,操作方式可以是:
103.⑸
回收过程
104.部分基于热低分油的液体物料,作为与悬浮床加氢处理反应过程r1切断隔离后的停运状态的高压进料泵泵腔的冲洗液使用。
105.本发明,流程方式可以是:
106.⑴
劣质油热敏升温过程hx1
107.在劣质油热敏升温过程hx1,至少部分劣质油升温设备unit设置有并联的可切换系统即至少设置一条劣质油升温设备unit的可替换副线;
108.在劣质油热敏升温过程hx1,使用的劣质油升温设备unit为明火加热炉,设置的劣质油升温设备unit的可替换副线包含可替换的备用明火加热炉。
109.本发明,流程方式可以是:
110.⑴
劣质油热敏升温过程hx1
111.在劣质油热敏升温过程hx1,至少部分劣质油升温设备unit设置有并联的可切换系统即至少设置一条劣质油升温设备unit的可替换副线;
112.在劣质油热敏升温过程hx1,使用的劣质油升温设备unit包含位于上游的换热器、位于下游的明火加热炉,设置的劣质油升温设备unit的可替换副线包含可替换的位于上游的备用换热器、可替换的位于下游的备用明火加热炉。
113.本发明,流程方式可以是:
114.⑴
劣质油热敏升温过程hx1
115.在劣质油热敏升温过程hx1,劣质油吸热升温成为预热后低敏原料油;
116.预热后低敏原料进入缓冲过程d1,缓冲过程d1使用的容器v100为预热后低敏原料提供缓冲空间,容器v100的预热后低敏原料存在空间布置积垢填料,收集热缩合物;
117.排出容器v100的预热后低敏原料经过过滤器后,去高压进料泵升压。
118.本发明,流程方式可以是:
119.安装在立式容器v100中的积垢填料是板式规整填料,规整填料板之间的通道缝隙处于垂直状态,预热后低敏原料进入容器v100内的积垢填料的上方,然后向下流动,自容器v100底部排出;
120.通常,安装在立式容器v100中的积垢填料是板式规整填料,规整填料板的水平之间的通道缝隙处于垂直状态,预热后低敏原料进入容器v100内的积垢填料的上方,然后向下流动,积垢填料的水平横截面的面积孔隙率为0.45~0.85。
121.本发明,通常:
122.⑷
悬浮床加氢处理反应过程r1
123.悬浮床加氢处理反应过程r1存在的悬浮床加氢处理催化剂包含mos2晶体,mos2晶体的最大长度尺寸,可以选自如下的一种或几种:
124.①
低于15纳米;
125.②
15~100纳米;
126.③
100~500纳米;
127.④
0.50~2.0微米;
128.⑤
2.0~10.0微米。
129.本发明,流程方式可以是:
130.⑸
回收过程
131.基于r1p的物料分离为富氢气气体hpv和生成油kp;
132.至少部分富氢气气体hpv,进入其它加氢反应过程二次使用。
133.本发明,流程方式可以是:
134.⑸
回收过程
135.在热高压分离过程,基于悬浮床加氢处理反应产物r1p的物料分离为热高分气和热高分油;
136.至少部分热高分气,进入其它加氢反应过程二次使用,分离其它加氢反应过程的反应产物得到未反应氢气,至少部分未反应氢气循环使用,返回其它加氢反应过程和/或悬浮床加氢处理反应过程r1。
137.本发明,流程方式可以是:
138.⑴
劣质油热敏升温过程hx1
139.在劣质油热敏升温过程hx1,处于正常操作状态的劣质油升温设备unit系统称为
劣质油升温设备unit的主线,包含换热器和/或明火加热炉之外,还包括预热后低敏原料油的缓冲容器;劣质油升温设备unit的可替换副线,包含换热器和/或明火加热炉之外,还包括预热后低敏原料油的缓冲容器。
具体实施方式
140.以下详细描述本发明。
141.本发明所述的压力,指的是绝对压力。
142.本发明所述的组分的组成或浓度或含量或收率值,除非特别说明,均为重量基准值。
143.本发明所述的常规液体烃,指的是常规条件下呈液态的烃类,包括戊烷及其沸点更高的烃类。
144.本发明所述的杂质元素,指的是原料油中的非氢、非碳的组分,如金属组分,如氧、硫、氮、氯等非金属组分。
145.本发明所述的杂质组分,是原料油中非烃组分的加氢转化物如水、氨、硫化氢、氯化氢、金属硫化物、结焦物等。
146.本发明所述的悬浮床加氢处理过程,使用上流式悬浮床加氢反应器,其加氢反应空间或加氢催化剂床层内的工艺介质的宏观流动主导方向为由下向上,通常使用高分散度颗粒催化剂。
147.本发明所述返混流悬浮床加氢反应区,指的是使用悬浮床反应器的反应区的操作方式存在液流返混或者说存在循环液;返混流或循环液,指的是流程点k处的中间产物xk或最终产物xk中的至少一部分液相xk-l作为循环液流xk-lr返回物流xk上游反应区,循环液流xk-lr的反应产物流过k点并存在于xk之中。形成返混流的方式可以是任意合适的方式,如设置内置式内环流筒、内置式外环流筒、内置式集液杯+导流管+循环泵、外置式循环管等。
148.本发明所述反应器内设置的集液杯或集液器,是布置于反应器内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;悬浮床反应器的顶部集液器,通常安装在气液物料的脱液区,得到液体和气液混相物流或得到液体和气体。
149.本发明所述悬浮床反应区,根据需要,其内件结构或工艺流体的流型形式可以是任意一种合适的形式,可以是管式反应器形成平推流模式,可以是低流速的立式空筒悬浮床反应器从而形成内循环的返混流,可以是使用内部循环导流筒的立式悬浮床反应器从而形成内部内环流或内部外环流,可以是使用其外循环管使上部反应空间液体流入下部反应空间形成器外循环流的返混流型,可以是使用顶部产物液体收集和导流系统从而通过循环加压系统形成强制内循环流的返混流型。
150.本发明所述热高压分离器,是用于分离加氢反应中间产物或最终产物的气液分离设备。
151.根据需要,含水劣质油进入劣质油热敏升温过程hx1之前,经过闪蒸脱水过程得到含油水蒸汽、脱水劣质油;脱水劣质油进入劣质油热敏升温过程hx1;含油水蒸汽冷凝后分离为污水w01和冷凝油y01。
152.根据需要,含固体颗粒杂质的劣质油进入劣质油热敏升温过程hx1之前,经过过滤脱固体颗粒过程成为脱除固体颗粒后劣质油,脱除固体颗粒后劣质油进入劣质油热敏升温过程hx1。
153.并流气体kv1,可以是氮气或燃料气或富氢气气体,富氢气气体可以是新氢或加氢过程降压排放的循环氢气或富含氢气的压力合适的闪蒸气体。
154.并流气体kv2可以是新氢和/或循环氢气。
155.高压加热器,通常为明火加热炉。
156.当操作中的劣质油热敏升温过程使用的劣质油升温设备unit的结焦和/或结垢状况严重程度,用劣质油通过劣质油升温设备unit的前后压力的差值来表征或者用加热炉炉管的表面温度来表征;劣质油通过劣质油升温设备unit的前后压力的差值,可以通过压力计或压差计来测量;加热炉炉管的外表面温度,可以用加热炉炉管的外表面温度热电偶来测量。
157.在劣质油热敏升温过程hx1,使用的劣质油升温设备unit包含换热器,,它可以与任意合适的热物料换热,可以与导热油换换热,可以与悬浮床加氢处理反应过程生成油或悬浮床加氢处理反应过程生成油分离过程的热物料换热。
158.由于废润滑油悬浮床加氢处理装置的规模通常较小,其热高分气量较小或循环氢气量较小,因此,可以将其引入操作压力相互匹配的其它加氢反应过程如分离废润滑油悬浮床加氢反应生成油得到的脱固体颗粒、脱残炭组分的净洁油的固定床深度加氢过程,实现氢气二次串联使用和烃类的深度加氢处理,并依托其它加氢反应过程反应产物的回收系统进行产物回收,从而简化流程,降低投资。
159.以下描述本发明的特征部分。
160.本发明一种包含热敏组分的劣质油的悬浮床加氢处理方法,其特征在于:
161.⑴
劣质油热敏升温过程hx1
162.在劣质油热敏升温过程hx1,劣质油在低压下吸热升温经历至少大部分结焦、结垢热敏温度区域,成为预热后低敏原料油;
163.劣质油,含至少一部分热敏残炭类物质和/或有机氯和/或有机金属和/或有机硫;
164.在劣质油热敏升温过程hx1,至少部分劣质油升温设备unit设置有并联的可切换系统即至少设置一条劣质油升温设备unit的可替换副线,当操作中的劣质油热敏升温过程使用的劣质油升温设备unit的结焦和/或结垢状况严重时,使用升温设备unit的可替换副线进行换热,并将结焦和/或结垢状况严重的升温设备unit的主线从操作系统中隔离,进行清焦和/或清垢或更换为新设备;
165.在劣质油热敏升温过程hx1,有或没有并流气体kv1与劣质油混合一并加热;
166.并流气体kv1,含有或不含有氢气;
167.⑵
低敏油升压过程
168.预热后低敏原料油经高压进料泵升压后成为高压低敏原料油;
169.⑶
高压低敏油加热过程hx2
170.高压低敏原料油经高压加热器加热后成为高温高压低敏原料油;
171.在高压低敏油加热过程hx2,有或没有并流气体kv2与高压低敏原料油混合一并加热;
172.并流气体kv2,为富含氢气的气体;
173.⑷
悬浮床加氢处理反应过程r1
174.在悬浮床加氢处理反应过程r1,在氢气、悬浮床加氢处理催化剂存在的条件下,高温高压低敏原料油发生至少一部分悬浮床加氢处理反应,转化为悬浮床加氢处理反应产物r1p;
175.悬浮床加氢处理反应,至少包括加氢脱金属反应和/或加氢脱氯反应和/或加氢脱硫反应;
176.⑸
回收过程
177.回收悬浮床加氢处理反应产物r1p。
178.本发明,操作方式可以是:
179.⑸
回收过程
180.基于悬浮床加氢处理反应产物r1p的物料分离为富氢气气体hpv和生成油kp;
181.至少部分富氢气气体hpv返回悬浮床加氢处理反应过程r1循环使用。
182.本发明,操作方式可以是:
183.⑴
劣质油热敏升温过程hx1
184.在劣质油热敏升温过程hx1,劣质油与富氢气物流混合后吸热升温成为预热后低敏原料油;
185.预热后低敏原料油经缓冲过程d1分离为含有氢气、轻烃的闪蒸气d1v和闪蒸油d1l;
186.回收闪蒸气d1v;
187.⑵
低敏油升压过程
188.基于闪蒸油d1l的液料经高压进料泵升压后成为高压低敏原料油。
189.本发明,操作方式可以是:
190.⑸
回收过程
191.基于悬浮床加氢处理反应产物r1p的物料分离为富氢气气体hpv和生成油kp;
192.闪蒸气d1v的回收过程与生成油kp的回收过程部分或全部联合进行。
193.本发明,劣质油,可以部分或全部由废润滑油组成。
194.本发明,通常的操作条件是:
195.⑴
劣质油热敏升温过程hx1,操作压力为1.0~4.0mpa,预热前劣质油温度为40~170℃,预热后低敏原料油温度为300~380℃;
196.⑵
低敏油升压过程
197.高压低敏原料油的操作压力为8.0~25.0mpa;
198.⑶
高压低敏油加热过程hx2
199.高温高压低敏原料油温度为385~425℃;
200.⑷
悬浮床加氢处理反应过程r1
201.在悬浮床加氢处理反应过程r1,操作压力为8.0~25.0mpa,操作温度为385~425℃,悬浮床加氢处理催化剂包含硫化钼,液相反应时间0.5~3.5小时;
202.⑸
回收过程
203.富氢气气体hpv的氢气体积浓度大于80%。
204.本发明,较佳的操作条件是:
205.⑴
劣质油热敏升温过程hx1,操作压力为1.0~4.0mpa,预热后低敏原料油温度为330~370℃。
206.本发明,通常,悬浮床加氢处理催化剂或其活化前的前身物,加入到劣质油热敏升温过程hx1的进料劣质油中或预热后低敏原料油中。
207.本发明,通常的操作目标之一是:
208.⑷
悬浮床加氢处理反应过程r1
209.悬浮床加氢处理反应产物r1p中的常规液相烃中的有机金属的重量含量,低于劣质油中的烃类中的有机金属的重量含量的15%;
210.悬浮床加氢处理反应产物r1p中的常规液相烃中的有机氯的重量含量,低于劣质油中的烃类中的有机氯的重量含量的15%。
211.本发明,通常的操作目标之一是:
212.⑷
悬浮床加氢处理反应过程r1
213.悬浮床加氢处理反应产物r1p中的常规液相烃中的有机硫的重量含量,低于劣质油中的烃类中的有机硫的重量含量的65%。
214.本发明,通常的操作目标之一是:
215.⑷
悬浮床加氢处理反应过程r1
216.悬浮床加氢处理反应产物r1p中的常规液相烃中的残炭的重量含量,低于劣质油中的烃类中的残炭的重量含量的15%。
217.本发明,较佳的操作目标是:
218.⑷
悬浮床加氢处理反应过程r1
219.悬浮床加氢处理反应产物r1p中的常规液相烃中的有机金属的重量含量,低于30ppm;
220.悬浮床加氢处理反应产物r1p中的常规液相烃中的有机氯的重量含量,低于25ppm。
221.本发明,操作方式可以是:
222.⑸
回收过程
223.闪蒸气d1v经过冷却过程后分离为冷凝气和冷凝油。
224.本发明,操作方式可以是:
225.⑸
回收过程
226.回收过程包含热高压分离过程、热低压分离过程;
227.在热高压分离过程,基于悬浮床加氢处理反应产物r1p的物料分离为热高分气和热高分油;
228.在热低压分离过程,基于热高分油的物料分离为热低分气和热低分油;
229.闪蒸气d1v的回收过程与生成油kp的回收过程部分或全部联合进行,选自如下方式中的一种或两种:
230.①
闪蒸气d1v与基于降压后热高分油的物料混合后,进入热低压分离过程;
231.②
闪蒸气d1v与基于热低分气的物料混合后,联合回收。
232.本发明,操作方式可以是:
233.⑸
回收过程
234.回收过程包含热高压分离过程、热低压分离过程;
235.在热高压分离过程,基于悬浮床加氢处理反应产物r1p的物料分离为热高分气和热高分油;
236.分离热高分气得到富氢气气体hpv;
237.在热低压分离过程,基于热高分油的物料分离为热低分气和热低分油;
238.部分基于热高分油的液体物料返回悬浮床加氢处理反应过程r1,与悬浮床加氢处理反应过程r1的初始高压低敏原料油或初始高压低敏原料油的中间反应产物接触;
239.或者部分基于热低分油的液体物料,循环返回高压进料泵入口升压。
240.本发明,操作方式可以是:
241.部分基于热低分油的液体物料,循环返回劣质油热敏升温过程hx1与劣质油混合。
242.本发明,通常设置应急冷却系统:
243.⑹
应急冷却系统
244.紧急状态下,当预热后低敏原料油不能经高压进料泵升压后成为高压低敏原料油进入高压低敏油加热过程hx2、悬浮床加氢处理反应过程r1时,用安定而不结垢、不结焦的冲洗油代替劣质油冲洗劣质油热敏升温过程hx1,冲洗劣质油热敏升温过程hx1排出的物料经过应急冷却系统冷却降温后,去应急冷却系统排出料回收系统。
245.本发明,操作方式可以是:
246.⑸
回收过程
247.部分基于热低分油的液体物料,作为与悬浮床加氢处理反应过程r1切断隔离后的停运状态的高压进料泵泵腔的冲洗液使用。
248.本发明,流程方式可以是:
249.⑴
劣质油热敏升温过程hx1
250.在劣质油热敏升温过程hx1,至少部分劣质油升温设备unit设置有并联的可切换系统即至少设置一条劣质油升温设备unit的可替换副线;
251.在劣质油热敏升温过程hx1,使用的劣质油升温设备unit为明火加热炉,设置的劣质油升温设备unit的可替换副线包含可替换的备用明火加热炉。
252.本发明,流程方式可以是:
253.⑴
劣质油热敏升温过程hx1
254.在劣质油热敏升温过程hx1,至少部分劣质油升温设备unit设置有并联的可切换系统即至少设置一条劣质油升温设备unit的可替换副线;
255.在劣质油热敏升温过程hx1,使用的劣质油升温设备unit包含位于上游的换热器、位于下游的明火加热炉,设置的劣质油升温设备unit的可替换副线包含可替换的位于上游的备用换热器、可替换的位于下游的备用明火加热炉。
256.本发明,流程方式可以是:
257.⑴
劣质油热敏升温过程hx1
258.在劣质油热敏升温过程hx1,劣质油吸热升温成为预热后低敏原料油;
259.预热后低敏原料进入缓冲过程d1,缓冲过程d1使用的容器v100为预热后低敏原料提供缓冲空间,容器v100的预热后低敏原料存在空间布置积垢填料,收集热缩合物;
260.排出容器v100的预热后低敏原料经过过滤器后,去高压进料泵升压。
261.本发明,流程方式可以是:
262.安装在立式容器v100中的积垢填料是板式规整填料,规整填料板之间的通道缝隙处于垂直状态,预热后低敏原料进入容器v100内的积垢填料的上方,然后向下流动,自容器v100底部排出;
263.通常,安装在立式容器v100中的积垢填料是板式规整填料,规整填料板的水平之间的通道缝隙处于垂直状态,预热后低敏原料进入容器v100内的积垢填料的上方,然后向下流动,积垢填料的水平横截面的面积孔隙率为0.45~0.85。
264.本发明,通常:
265.⑷
悬浮床加氢处理反应过程r1
266.悬浮床加氢处理反应过程r1存在的悬浮床加氢处理催化剂包含mos2晶体,mos2晶体的最大长度尺寸,可以选自如下的一种或几种:
267.①
低于15纳米;
268.②
15~100纳米;
269.③
100~500纳米;
270.④
0.50~2.0微米;
271.⑤
2.0~10.0微米。
272.本发明,流程方式可以是:
273.⑸
回收过程
274.基于r1p的物料分离为富氢气气体hpv和生成油kp;
275.至少部分富氢气气体hpv,进入其它加氢反应过程二次使用。
276.本发明,流程方式可以是:
277.⑸
回收过程
278.在热高压分离过程,基于悬浮床加氢处理反应产物r1p的物料分离为热高分气和热高分油;
279.至少部分热高分气,进入其它加氢反应过程二次使用,分离其它加氢反应过程的反应产物得到未反应氢气,至少部分未反应氢气循环使用,返回其它加氢反应过程和/或悬浮床加氢处理反应过程r1。
280.本发明,流程方式可以是:
281.⑴
劣质油热敏升温过程hx1
282.在劣质油热敏升温过程hx1,处于正常操作状态的劣质油升温设备unit系统称为劣质油升温设备unit的主线,包含换热器和/或明火加热炉之外,还包括预热后低敏原料油的缓冲容器;劣质油升温设备unit的可替换副线,包含换热器和/或明火加热炉之外,还包括预热后低敏原料油的缓冲容器。
283.以下详细描述本发明的加氢反应过程的气相硫化氢浓度的一般控制原则。
284.根据需要,可以将任一种补充硫加入任一加氢反应过程,但通常是加入到最上游的加氢反应过程入口,以保证反应过程必须的最低硫化氢浓度比如500ppm(v)或1000ppm(v)或3000ppm(v)等预期规定值,以保证催化剂必须的硫化氢分压不低于最低的规定值,以保证催化剂必须的硫化型态。所述的补充硫可以是含硫化氢或可以转化为硫化氢的对加氢
转化过程无不良作用的物料,比如含硫化氢的气体或油品,或与高温氢气接触后生成硫化氢的液硫或二硫化碳或二甲基二硫等。
285.以下详细描述本发明的加氢反应流出物的高压分离过程的一般原则。
286.加氢反应流出物的高压分离过程通常包含冷高压分离器,当加氢反应流出物中烃油密度大(比如与水密度接近)或粘度大或与水乳化难于分离或含有固体颗粒时,还需要设置操作温度通常为150~450℃的热高压分离器,此时加氢反应流出物进入热高压分离器分离为一个在体积上主要由氢气组成的热高分气气体和一个主要由常规液体烃以及可能存在的固体组成的热高分油液体,热高分气进入操作温度通常为20~80℃的冷高压分离器分离为冷高分油和冷高分气,由于大量高沸点组分进入热高分油液体中,实现了以下目标:冷高分油密度变小或粘度变小或与水易于分离。加氢反应流出物的高压分离过程设置热高压分离器,还具备减少热量损失的优点,因为热高分油液体可以避免热高分气经历的使用空冷器或水冷器的冷却降温过程。同时,可以将部分热高分油液体返回上游的加氢反应过程循环使用,以改善接收该循环油的加氢反应过程的总体原料性质,或对该循环热高分油进行循环加氢。
287.在热高压分离部分与冷高压分离部分之间,根据需要,可以设置温高压分离部分,此时热高分气冷却后成为气液两相物料,在温高压分离器中分离为一个在体积上主要由氢气组成的温高分气和一个主要由常规液体烃以及可能存在的固体组成的温高分油液体,温高分气进入冷高压分离部分进行冷却和气液分离。
288.加氢反应流出物或热高分气或温高分气进入冷高压分离部分之前,通常先降低温度(一般是与反应部分进料换热)至约220~100℃(该温度应高于该加氢反应流出物气相中硫氢化氨的结晶温度、氯化氨的结晶温度),然后通常向其中注入洗涤水形成注水后加氢反应流出物,可能需要设置2个或多个注水点,洗涤水用于吸收氨及可能产生的其它杂质如氯化氢等,而吸收氨后的水溶液必然吸收硫化氢。在冷高压分离部分,所述注水后加氢反应流出物分离为:一个在体积上主要由氢气组成的冷高分气、一个主要由常规液体烃和溶解氢组成的冷高分油、一个主要由水组成的并溶解有氨、硫化氢的冷高分水。所述冷高分水,其中氨的含量一般为0.5~15%(w),最好为1~8%(w)。注洗涤水的一个目的是吸收加氢反应流出物中的氨和硫化氢,防止形成硫氢化氨或多硫氨结晶堵塞换热器通道,增加系统压力降。所述洗涤水的注入量,应根据下述原则确定:一方面,洗涤水注入加氢反应流出物后分为汽相水和液相水,液相水量必须大于零,最好为洗涤水总量的30%或更多;再一方面,洗涤水用于吸收加氢反应流出物中的氨,防止高分气的氨浓度太高,降低催化剂活性,通常高分气的氨体积浓度越低越好,一般不大于200ppm(v),最好不大于50ppm(v)。所述的冷高压分离器操作压力为加氢反应部分压力减去实际压力降,冷高压分离部分操作压力与加氢反应压力的差值,不宜过低或过高,一般为0.35~3.2mpa、通常为0.5~1.5mpa。所述的冷高分气的氢气体积浓度值,不宜过低(导致装置操作压力上升),一般应不低于70%(v)、宜不低于80%(v)、最好不低于85%(v)。如前所述至少一部分、通常为85~100%的冷高分气返回在加氢反应部分循环使用,以提供加氢反应部分必须的氢气量和氢气浓度;为了提高装置投资效率,必须保证循环氢浓度不低于前述的低限值,为此,根据具体的原料性质、反应条件、产品分布,可以排除一部分所述冷高分气以排除反应产生的甲烷、乙烷。对于排放的冷高分气,可以采用常规的膜分离工艺或变压吸附工艺或油洗工艺实现氢气和非氢气体组分
分离,并将回收的氢气用作新氢。
289.新氢进入加氢部分以补充加氢反应过程消耗的氢气,新氢氢气浓度越高越好,一般不宜低于95%(v),最好不低于99%(v)。可将全部新氢引入任一加氢反应部分,最好引入第一加氢反应器。
290.本发明,在任意反应过程,使用的氢气物流,可以全部是新氢,可以全部是循环氢,可以是新氢和循环氢的混合气。
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