一种浆态床加氢裂化反应产物的分离系统及分离方法与流程

1.本发明属于化工领域，更具体地，涉及一种浆态床加氢裂化反应产物的分离系统及分离方法。


背景技术：

2.中国一直严重依赖原油进口，进口重质原油或高硫石油是大势所趋。而重油所产生的渣油处理是世界难题。目前国内每年渣油加工处理约1-2亿吨，采用传统延迟焦化技术的收率大约60～70％左右；采用高压沸腾床加氢技术其收率大约60-75％左右。延迟焦化技术在国家日益严格的环保要求下，可预期的前景黯淡；固定床渣油加氢不仅受制于原料杂质的限制，即使采用最先进的催化剂与工艺流程技术其操作周期无法突破22个月,无法与三年或者四年的检修周期相匹配。沸腾床渣油加氢由于无法保证产品中沥青质的稳定性，分馏系统易出现堵塞，进而影响装置的稳定操作，使转化率无法逾越75～80％的天花板。
3.浆态床临氢热裂化工艺对所加工原料中杂质的含量几乎没有限制，甚至可以加工沥青和油砂，浆态床加氢裂化工艺由于转化率高，可以达到90～95％以上，在设备条件允许的前提下几乎无装置操作周期的限制，无操作初、末期的区别，因而被视为对于劣质重、渣油轻质化的一条比较有效的途径，也是替代现有焦化装置，大幅度提高全厂原油加工灵活性和提高全厂轻油收率的重要技术手段。
4.抑焦能力是衡量浆态床加氢裂化催化剂及工艺技术水平的重要标准，浆态床加氢裂化反应遵循自由基的反应机理，在氢气与催化剂的氛围下，控制反应温度可以有效抑制反应结焦。渣油的四组分性质中，饱和分与沥青质含量之和与芳香分与胶质含量之和的比值是衡量渣油中沥青质体系稳定性的重要标准，比值越低体系越稳定。此外，该比值受体系温度的影响明显，温度越低体系越不稳定。浆态床加氢裂化工艺要求将反应产物进行分离，分离出的循环氢进入氢气的循环系统、膜分离氢或psa氢进入氢气的回收系统、低分气进入气体的处理系统等。分离出的液体则进入分馏系统得到液化气、汽油、柴油、蜡油、尾油等产品。分离过程中，分离容器内在高温条件下，尚未中断自由基反应的液体-催化剂体系只能依靠液体中的溶解氢形成的氢的自由基来饱和油的自由基，当没有充足的氢的自由基保护将会增加大分子油的自由基之间的缩合反应几率，造成体系结焦，即出现了体系的贫氢现象。浆态床反应产物中会含有少量的沥青质，沥青质体系的稳定性很脆弱，随着体系温度的逐步降低，其稳定性将遭到破坏，严重时会出现沥青质的析出现象。两种现象均会造成工艺设备、管线、阀门的阻塞，对装置的稳定、安全的运行产生不利的影响。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种浆态床加氢裂化反应产物的分离系统及分离方法，用以解决反应产物分离过程中出现的贫氢结焦现象与沥青质析出现象。
6.为了实现上述目的，本发明一方面提供一种浆态床加氢裂化反应产物的分离系统，该分离系统包括：含氢气体进料管线、浆态床加氢裂化反应产物进料管线、富芳烃介质
进料管线、高压分离区以及中/低压分离区；其中，
7.所述高压分离区包括分离器a、分离器b、减压装置ⅰ以及任选的换热器ⅰ和换热器ⅱ；
8.所述中/低压分离区包括分离器c、分离器d、减压装置ⅱ以及任选的换热器ⅲ和换热器ⅳ；
9.所述浆态床加氢裂化反应产物进料管线与所述分离器a上部连接；
10.所述分离器a顶部依次与换热器ⅰ、分离器b连接；所述分离器b顶部与下游装置连接；所述分离器a底部与所述分离器b底部均依次与换热器ⅱ、减压装置ⅰ、分离器c连接；
11.所述分离器c顶部依次与换热器ⅲ、分离器d连接；所述分离器d顶部与下游装置连接；所述分离器c底部和所述分离器d底部均依次与换热器ⅳ、减压装置ⅱ、下游装置连接；
12.所述含氢气体进料管线分别与分离器a、分离器c的下部连接；
13.所述富芳烃介质进料管线分别与分离器b、分离器d的上部连接。
14.根据本发明，优选地，所述分离器a上部设置有混合介质进料管线。
15.本发明另一方面提供一种浆态床加氢裂化反应产物的分离方法，该分离方法在上述分离系统内进行，包括：
16.将来自浆态床加氢裂化反应的反应产物以及任选的混合介质送至高压分离区，依次进行高压防贫氢分离和高压沥青质平衡分离，其中，反应产物在进行高压防贫氢分离时，分离出的液相通入含氢气体后采出，气相任选经降温后再与富芳烃介质一同再次进行高压沥青质平衡分离，分离出的气相送至下游装置；高压分离区分离出的液相物料任选经换热后再减压送至中/低压分离区；
17.来自高压分离区的液相物料在中/低压分离区内依次进行中/低压防贫氢分离和中/低压沥青质平衡分离，其中，所述液相物料在进行中/低压防贫氢分离时，分离出的液相通入含氢气体后采出，气相任选经降温后再与富芳烃介质一同再次进行中/低压沥青质平衡分离，再次分离出的气相送至下游装置；中/低压分离区分离出的液相物料任选经换热后再减压送至下游装置。
18.本发明中涉及的浆态床加氢裂化反应所采用的催化剂优选选自天然矿物固体粉末催化剂、工业废渣固体粉末催化剂、有机金属催化剂和无机化合物中的至少一种，所述催化剂的活性成分为二硫化钼；所述浆态床加氢裂化反应的反应原料选自减压渣油、脱油沥青、乙烯裂解焦油、煤焦油、超稠原油以及炼油厂污泥中的至少一种。
19.本发明中涉及的含氢气体优选为氢气和/或低分气，其进料量为高压防贫氢分离和/或中/低压防贫氢分离器中液相体积的1～50％，进一步优选为5～15％；富芳烃介质优选为催化油浆、乙烯裂解焦油和重蜡油中的至少一种，其进料量为高压沥青质平衡分离和/或中/低压沥青质平衡分离中气相进料量的1～50vol％，优选为10～20vol％。
20.本发明中，可以在浆态床加氢裂化反应的反应产物中混入混合介质后再送至高压分离区，这样不仅可以降低反应产物的温度，减弱反应产物中因为夹杂催化剂而继续进行的反应，同时还起到了增加沥青质稳定性的双重作用，优选地，所述混合介质为含氢气体和/或富芳烃介质，所述混合介质与来自浆态床加氢裂化反应的反应产物的进料质量比为4～50：100。
21.根据本发明，优选地，所述高压分离区的操作压力为8～20mpa，优选为9～15mpa；
所述高压防贫氢分离的温度为380～450℃，优选为390～430℃；所述高压沥青质平衡分离的温度为200～450℃，优选为250～370℃。
22.本发明中，将高压分离区分离出的液相物料混合并减压后再送至中/低压分离区，减压处理可以降低液相物料的温度，抑制反应的进一步发生，优选地，所述中/低压分离区的操作压力为0.1～8mpag，优选为2～3mpa；所述中/低压防贫氢分离的温度为300～450℃，进一步优选为360～400℃；所述中/低压沥青质平衡分离的温度为150～450℃，进一步优选为200～250℃。
23.本发明中，浆态床加氢裂化反应的反应产物在进行高压防贫氢分离时，向分离出的液相中通入含氢气体，提供充足的氢自由基防止液体-催化剂体系出现贫氢现象，及时饱和油的自由基以避免发生缩合反应造成体系结焦。高压防贫氢分离分离出气相经降温后，与富芳烃介质一同再次进行高压沥青质平衡分离，分离出的气相送至下游装置，如脱硫系统；高压分离区分离出的液相物料经减压后送至中/低压分离区进一步进行分离；其中，进行高压沥青质平衡分离时，以富芳烃介质作为吸收剂，与该气相在分离器中逆向接触，这样不仅可以洗涤掉气相中的液体夹带，还可以补充分离出的液相中的芳香烃，以提高体系中沥青质的稳定性。
24.为了实现上述同样的目的，同样在中/低压分离区中也通入氢气与富芳烃介质，以分别实现防贫氢与沥青质平衡的效果。为了起到降温终止加氢反应与增加沥青质稳定性的双重作用，中/低压分离区分离出的液相物料经减压后再送至下游装置，中/低压沥青质平衡分离出的气相送至下游装置，下游装置可以为分馏系统。
25.本发明充分考虑了浆态床反应的特点，在利用各级平衡相态有效分离反应产物的同时，通过在分离不同阶段中加入含氢气体与富芳烃介质，避免浆态床加氢裂化反应产物由于高温条件下反应未终止而出现的贫氢现象与中低温条件下沥青质稳定性遭破坏而出现的沥青质析出现象，可克服困扰浆态床技术大范围推广时分离系统阻塞的问题。
26.本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
27.通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
28.图1示出了本发明一个具体实施例中浆态床加氢裂化反应产物的分离流程示意图。
29.附图标记说明：
30.1、混合介质；2、含氢气体；3、富芳烃介质；4、分离器a；5、分离器b；6、分离器c；7、分离器d；a、高压分离区；b、中/低压分离区。
具体实施方式
31.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
32.实施例1
33.一种浆态床加氢裂化反应产物的分离系统包括：含氢气体进料管线、浆态床加氢裂化反应产物进料管线、富芳烃介质进料管线、高压分离区以及中/低压分离区；其中，
34.高压分离区包括分离器a 4、分离器b 5、换热器ⅰ、换热器ⅱ和减压装置ⅰ；
35.中/低压分离区包括分离器c 6、分离器d 7、换热器ⅲ、换热器ⅳ和减压装置ⅱ；
36.浆态床加氢裂化反应产物进料管线与分离器a 4上部连接；
37.分离器a 4顶部依次与换热器ⅰ、分离器b 5连接；分离器b 5顶部与脱硫系统连接；分离器a 4底部与分离器b 5底部均依次与换热器ⅱ、减压装置ⅰ、分离器c 6连接，上部设置有混合介质进料管线；
38.分离器c 6顶部依次与换热器ⅲ、分离器d 7连接；分离器d7顶部与分馏系统连接；分离器c 6底部和分离器d 7底部均依次与换热器ⅳ、减压装置ⅱ、分馏系统连接；
39.含氢气体进料管线分别与分离器a 4、分离器c 6的下部连接；
40.富芳烃介质进料管线分别与分离器b 5、分离器d 7的上部连接。
41.利用上述分离系统进行浆态床加氢裂化反应产物的分离，分离流程如图1所示，分离方法包括：将来自浆态床加氢裂化反应的反应产物与混合介质1按照进料质量比4～50：100送至高压分离区，依次进行高压防贫氢分离和高压沥青质平衡分离，其中，反应产物在分离器a 4内进行高压防贫氢分离时，分离出的液相通入含氢气体2后采出，气相经降温后送至分离器b 5，在分离器b 5内以富芳烃介质3为吸收剂再次进行高压沥青质平衡分离，分离出的气相送至脱硫系统；高压分离区内分离器a 4与分离器b5分离出的液相物料经降温、减压后送至中/低压分离区；
42.来自高压分离区的液相物料在中/低压分离区内依次进行中/低压防贫氢分离和中/低压沥青质平衡分离，其中，液相物料在分离器c 6内进行中/低压防贫氢分离时，分离出的液相通入含氢气体2后采出，气相经降温后送至分离器d 7，在分离器d 7内以富芳烃介质3为吸收剂再次进行中/低压沥青质平衡分离，再次分离出的气相送至分馏系统；中/低压分离区分离器c 6和分离器d 7分离出的液相物料经降温、减压后送至分馏系统。
43.以上分离中，高压分离区的操作压力为8～20mpa；分离器a 4的温度为380～450℃；分离器b 5的温度为200～450℃。分离器a 4中，含氢气体2的进料量为分离器a 4中液相的1～50vol％；分离器b 5中，富芳烃介质3的进料量为分离器b 5中气相进料量的1～50vol％。
44.中/低压分离区的操作压力为0.1～8mpag；分离器c 6的温度为300～450℃；分离器d 7的温度为150～450℃。分离器c 6中，含氢气体2的进料量为分离器c 6中液相的1～50vol％；分离器d 7中，富芳烃介质3的进料量为分离器d 7中气相进料量的1～50vol％。
45.以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。