设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统
阅读：341发布：2023-12-29
专利汇可以提供设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且设置液料 串联 双上流反应区的套筒型 碳 氢料加氢反应器系统，特别适合于杂质气体携带量高或快速反应生成大量气体的碳氢料的多级加氢反应过程如 褐 煤 加氢直接 液化 反应过程的第一加氢反应器，将常规概念中的液料串联操作、氢气并联操作的小体积第一加反应器和第二加反应器组合为一台组合反应器，第一上流反应区使 褐煤 携带的 水 分和易反应羧基的快速加氢产物COx及时离开加氢反应过程，可大幅度提高主加氢反应空间的气相氢气分压、降低稀释氢气数量、提高反应空间液含率，也省去了第一反应器气液产物的转运过程的 加速 、混合、二次分布环节，节省了输料管道和设备空间；还利于回收反应热、提高供氢剂利用率，可进一步组合 冷凝器 、洗涤器。，下面是设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统专利的具体信息内容。
1.设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统，其特征在于包括以下步骤：
在碳氢料加氢反应过程RU，在存在氢气、液相烃同时可能存在固体颗粒的混相物料条件下，至少含有碳元素和氢元素的第一原料RUF1进行加氢反应RUR转化为最终加氢反应产物RUP；回收最终加氢反应产物RUP；最终加氢反应产物RUP，为1路或2路或多路物料；
第一原料RUF1，主要由常规液态烃RUF1L和或固体粉料RUF1S组成；
碳氢料加氢反应过程RU，加工包含第一原料RUF1的物料KATF，设置基于第一原料RUF1的液料的串联操作的至少2个反应级，使用至少1台加氢反应器；
所述一个反应级，指的是包含碳氢料加氢反应步骤和该步骤气液产物的气液分离步骤的工艺过程；
在碳氢料加氢反应过程RU，使用至少1台组合加氢反应器KRE，组合加氢反应器KRE系统为设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统，存在2个反应级；
组合加氢反应器KRE设置内置式套筒KARE-INS，内置式套筒KARE-INS的内部空间用作第一加氢反应区KARE的反应空间；
组合加氢反应器KRE内，除内置式套筒KARE-INS内部空间，集液杯KBV和导液管KBVP的内部空间外的空间，上部空间用作气液分离空间KRE-KD、下部空间用作第二加氢反应区KBRE的反应空间；
在组合加氢反应器KRE内，气液分离空间KRE-KD分离出液料KRE-KD-L和含气物料KRE-KD-VX；
在组合加氢反应器KRE，排出基于液料KRE-KD-L的液体物料，排出基于含气物料KRE-KD-VX的含气物料；
在反应器KRE系统中的第一上流反应区KARE系统中，基于第一原料RUF1的含液物料KRE-F及可能存在的循环液相KBRL2混合为混合进料KATF，进入反应器KRE内的内置套筒KARE-INS内侧的上流反应区KARE-URD的底部，在套筒KARE-INS内部空间的上行过程中，进行上流式膨胀床碳氢料加氢反应过程；在套筒KARE-INS内上流反应区KARE的顶部，反应产物KAR-TP离开套筒KARE-INS内部空间，KAR-TP中的气体最终进入空间KRE-VD与其他气体混合后排出反应器KRE，KAR-TP中的液体最终进入空间KRE-VD与其他液体混合为混合液XY，至少一部分混合液XY通过集液杯KBV、导液管KBVP后作为循环液体产物KBRL，至少一部分混合液XY作为外排液体产物KRE-LP离开组合加氢反应器KRE系统；外排液体产物KRE-LP可能存在于气液混相产物中；
在反应器KRE系统中的第二上流反应区KBRE系统中，氢气KBH1循环液相KBRL1混合为混合料KBTF，进入反应器KRE内的反应区KBRE，在反应区KBRE主反应空间的上行过程中进行加氢反应转化为反应区KBRE的主体反应空间产物KBR-INP；
反应区KBRE的主体反应空间的反应物料通过反应器KRE内壁、内置套筒KARE-INS外壁、液体收集杯KBV外壁之间的空间或间隙后，进入反应器KRE上部的由反应器顶部器壁和液体收集杯KBV组成的气体的至少脱出部分液体的脱液空间KRE-KD中；
基于反应区KARE的产物KAR-TP的物料KAR-TP-BAS，进入反应器KRE上部的由反应器顶部器壁和液体收集杯KBV组成的气体的至少脱出部分液体的脱液空间KRE-KD中；
进入脱液空间KRE-KD的总物料KRE-TOP-MF，分离为循环液相KBRL和净产物KRE-TP，净产物KRE-TP排出反应器KRE进入下游加工流程中；
在反应器KRE内的气体脱液区KRE-KD中，液体在重力作用下优先沉降进入收集杯KBV中，经导液管KBVP后返回反应器KRE内的第二反应区KBRE循环加工；
组合反应器KRE，构成了含液物料KRE-F的双反应区加工系统，2个反应区的反应产物，共用反应器KRE的上部气液分离空间KRE-KD，2个反应区的氢气物料的工作方式是并联操作；反应区KBRE属于浆液上进料的液相产物循环式上流式膨胀床碳氢料加氢反应区，反应区KARE、反应区KBRE的气体产物以一次通过流程直接排出组合反应器KRE；同时，基于反应区KARE的含液物料KRE-F的单程加氢浆液产物、反应区KBRE的浆液产物，通过反应器KRE顶部的浆液分配功能，一部分直接排出反应器KRE，一部分通过集液杯、导液管后作为循环液KBRL循环加工。
2.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
循环液KBRL的重量流量对第一原料RUF1的重量流量的比值称之为重量循环比K700，K700为0.05～5。
3.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
在碳氢料加氢反应过程RU，第一加氢反应器结构形式为组合加氢反应器KRE。
4.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
内置式套筒KARE-INS的相对位置，选自下列的1种或几种的组合：
①内置式套筒KARE-INS的顶沿标高，高于集液杯KBV的顶沿标高；
②内置式套筒KARE-INS的顶沿标高，低于集液杯KBV的顶沿标高；
③内置式套筒KARE-INS，与集液杯KBV和或收集液导管KBVP并列布置；
④内置式套筒KARE-INS，与收集液导管KBVP套筒式布置，内置式套筒KARE-INS位于收集液导管KBVP外侧，内置式套筒KARE-INS与收集液导管KBVP之间的夹层空间为第一上流反应区KARE；
⑤内置式套筒KARE-INS，穿越集液杯，与收集液导管KBVP并列布置；
⑥内置式套筒KARE-INS，穿越集液杯并与集液杯为一体化设备，与收集液导管KBVP并列布置。
5.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
在组合加氢反应器KRE中，第一加氢反应区KARE的体积，占组合加氢反应器KRE全部反应区体积的比例，选自下列规定中的一种：
①小于50％；
②小于35％；
③小于20％；
④小于10％。
6.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
至少一部分组合加氢反应器KRE排出的液体产物KBRL，作为液料产物循环液KBRL2，返回上流式第一加氢反应区KARE循环加工。
7.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
至少一部分组合加氢反应器KRE排出的液体产物KBRL，作为液料产物循环液KARE-LR，返回第二加氢反应区KBRE和或第一加氢反应区KARE循环加工，循环方式为使用循环液体增压器，选自下列的1种或几种的组合：
①为文丘里加压器WDP；
文丘里加压器WDP，动力介质为氢气原料或浆液原料或混合原料；
②为屏蔽电机驱动的离心泵。
8.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
碳氢料加氢反应过程RU，选自下列加氢反应过程的一种或几种：
①煤加氢直接液化反应过程，包括不使用供氢溶剂油的煤加氢直接液化反应过程、使用供氢溶剂油的煤加氢直接液化反应过程、煤临氢热溶液化过程、煤油共炼过程；
②煤加氢直接液化反应过程所得液化油的加氢过程；
③中低温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品的加氢过程；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
④高温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品的加氢过程；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
⑤页岩油重油或页岩油热加工过程所得油品的加氢过程；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
⑥石油砂基重油热加工过程所得油品的加氢过程；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
⑦石油基重油热加工过程所得油品的加氢过程；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
⑧其它芳烃重量含量高于45％和或胶质重量含量高于15％和或沥青质重量含量高于
5.0％的烃油。
9.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
碳氢料加氢反应过程RU的组合加氢反应器KRE的操作方式为膨胀床，选自下列的1种或几种的组合：
①带液体产物循环的上流式沸腾床加氢反应器；
②带液体产物循环的上流式悬浮床加氢反应器；
③带液体产物循环的上流式悬浮床与沸腾床组合床反应器。
10.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
在碳氢料加氢反应过程RU，第一原料RUF1的总反应停留时间为TA；
在组合加氢反应器KRE系统，第一原料RUF1的反应停留时间KRE-TA；
组合加氢反应器KRE系统的反应停留时间KRE-TA，为总反应停留时间TA的0.05～0.65。
11.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
碳氢料加氢反应过程RU，第一原料RUF1中水的重量比例，选自下列规定中的一种：
①大于5％；
②大于4％；
③大于3％
④大于2％。
12.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
在碳氢料加氢反应过程RU，在组合加氢反应器KRE内的顶部气液分离区KRE-KD中，物料分离为液体产物收集液和其它含气体产物；其它含气体产物的相态选自下列规定中的一种：
①气液混相，此时，反应器顶部气液分离操作方式为部分脱液式；
②气相，此时，反应器顶部气液分离操作方式为清晰脱液式。
13.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
在碳氢料加氢反应过程RU，反应器KARE内的顶部气液分离区KRE-KD中，分离出收集液KBRL和气体产物，此时，反应器顶部气液分离操作方式为清晰脱液式，此时，反应器KRE的顶部含液料位的控制方式，选自下列方式中的一种：
①控制上部集液杯KBV内聚液区的液位；
②控制反应器KRE壳体内上部含液料位的界面始终高于集液杯KBV顶部边沿的高度；
③控制反应器KRE壳体内上部的专用排液斗的聚液区的液位。
14.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
在碳氢料加氢反应过程RU，反应器KRE的顶部含液料位的控制方式，选自下列方式中的一种：
①控制集液杯KBV内部空间存液区的液位；
②控制反应器KRE壳体内上部气相区与存液区的界面始终高于集液杯顶部边沿的高度。
15.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，煤粉的液化率为85～98％。
16.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，同时掺炼重油FD；
重油FD的加氢热裂化转化率，大于90％。
17.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，操作条件为：反应温度为400～
485℃，反应器压力为6～30MPa，气相氢气体积浓度50～95％，气液体积比为200～1500NL/kg，液化催化剂添加量为干煤粉重量的0.1～3质量％，含可释放性硫的助催化剂添加量为助催化剂中硫S/催化剂活性金属的摩尔比为1.0～2.0，煤浆固体浓度为10～60质量％，反应停留时间TA为0.5～4小时；
组合加氢反应器KRE系统，操作条件为：反应温度为390～475℃，反应器压力为6～
30MPa，气相氢气体积浓度50～95％，气液体积比为200～1500NL/kg，液化催化剂添加量为干煤粉重量的0.1～3质量％，含可释放性硫的助催化剂添加量为助催化剂中硫S/催化剂活性金属的摩尔比为1.0～2.0，煤浆固体浓度为20～60质量％，反应停留时间KRE-TA为总反应停留时间TA的0.05～0.65；
组合加氢反应器KRE系统中，第一加氢反应区KARE的反应停留时间KARE-TA，为第二加氢反应区KBRE的反应停留时间KBRE-TA的0.05～0.50。
18.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，使用的煤加氢直接液化催化剂，是一种复合型加氢催化剂，包含高活性组分与低活性组分；所述高活性组分金属与低活性组分金属的重量比为1∶10至10∶1；所述高活性组分为钼的水溶性盐类化合物或其混合物；
所述低活性组分为氧化铁矿石或硫化铁矿石，其中矿石中铁含量不低于40wt％，煤加氢直接液化催化剂水含量低于2wt％；煤加氢直接液化催化剂粒子直径为1～100μm的粉状颗粒。
19.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，煤加氢直接液化催化剂是纳米超细颗粒水合氧化铁催化剂和或氧化铁和或黄铁矿和或赤铁矿和或氧化钼和或硫化钼和或钼酸铵和或硫化镍。
20.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，进入煤加氢直接液化反应过程RU的烃油至少一部分为供氢溶剂DS，供氢溶剂DS的至少一部分作为配制煤浆的溶剂使用；
供氢溶剂DS主要由常规沸点为250～530℃烃类组成，其中部分饱和芳烃的重量含量大于15％、芳碳率为0.35～0.70；
供氢溶剂DS的重量流率DS-W与煤粉SF的重量流率SF-W的比值为剂煤比K100，K100＝(DS-W)/(SF-W)，K100为0.35～2.0。
21.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
碳氢料加氢反应过程RU，设置可能包含固体的液料的串联操作的多个反应级，其中反应级之间存在可能包含固体的液料的串联流动，以可能包含固体的液料在反应级之间的流动为正向，任意二个反应级的反应器之间氢气物料的流动方式，选自下述方式的1种或几种：
①存在至少1个反应级，其反应过程接收上游反应级的含氢气产物，与浆液物料的主体流向同向并流，属于存在氢气物料顺流操作的反应过程；
②浆料串联、氢气短路跨流的串联反应过程；
③存在至少1个反应级，其气相产物不进入其它任意反应级的反应过程，其气体原料不使用来自其它任意反应级的氢气，属于存在氢气物料并联操作的反应过程；
④存在至少1个反应级，其反应过程接收下游反应级的含氢气产物，属于在反应级之间存在氢气产物逆流操作的反应过程。
22.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，设置浆液串联操作的多个反应级，其中反应级之间存在浆液的串联流动，以浆液在反应级之间的流动为正向，任意二个反应级的反应器之间氢气物料的流动方式，选自下述方式的1种或几种：
①煤加氢直接液化反应过程RU，至少包含浆料物料串联操作的2个反应级，第一反应级与第二反应级之间氢气物料与浆液的主体流向同向并流，属于液、气顺流串联反应过程；
第一反应级排出含气相和液相的混相产物1RTP；
设立第二反应级，使用至少一台上流式膨胀床煤加氢直接液化反应器2RE；第一反应级的含气相和液相的混相产物1RTP作为下进料进入反应器2RE下部反应空间向上流动穿过上部反应空间，转化为反应产物2RE-TP排出反应器2RE；
②煤加氢直接液化反应过程RU，至少包含浆料物料串联操作的2个反应级，第一反应级与第二反应级之间属于浆料串联、氢气短路跨流的串联反应过程；
第一反应级排出含气相和液相的混相产物1RTP、重量上主要由含固液料组成的液料
1RLP；
设立第二反应级，使用一台液体产物循环式上流式膨胀床煤加氢直接液化反应器2RE，第一反应级产物液料1RLP作为下进料进入反应器2RE下部反应空间向上流动穿过上部反应空间，转化为反应产物2RTP排出反应器2RE；
同时，第一反应级的含气相和液相的混相产物1RTP作为上进料进入反应器2RE上部，与反应器2RE内物料混合接触；
反应器2RE，设置顶部液体收集杯，收集液循环返回反应器2RE的下部反应空间中循环加工；
③存在至少1个反应级，其气相产物不进入其它任意反应级的反应过程，其气体原料不使用来自其它任意反应级的氢气，属于存在氢气物料并联操作的反应过程；
④存在至少1个反应级，其反应过程接收下游反应级的含氢气产物，属于在反应级之间存在氢气产物逆流操作的反应过程。
23.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
在碳氢料加氢反应过程RU，反应器KRE顶部气液分离操作方式为清晰脱液式；
在反应器KRE内设置气体的使用洗涤液的洗涤脱尘和或脱高沸点烃组分的功能，降低排出反应器中的气体产物中固体颗粒的含量和或降低高沸点烃组分的含量，选自下列方式中的一种或几种：
①进行气体脱除固体颗粒的洗涤脱尘步骤，在反应器KRE内的上部气相空间设置洗涤液与气体进行接触和分离的洗涤脱尘段，采用喷雾洗涤方式
②进行气体脱除固体颗粒的洗涤脱尘步骤，在反应器KRE内的上部气相空间设置洗涤液与气体进行接触和分离的洗涤脱尘段，采用填料层逆流洗涤方式；
③进行气体间接冷却产生含中质烃冷凝液体的凝液回流洗涤方式，在反应器KRE内的上部气相空间，设置内置式冷却器。
24.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
在碳氢料加氢反应过程RU，反应器KRE顶部气液分离操作方式为清晰脱液式；
在碳氢料加氢反应过程RU，在反应器KRE内设置气体的中质烃的冷凝回流功能，降低排出反应器中的气体产物内中质烃组分的含量，选自下列方式中的一种或几种：
①进行气体冷凝中质烃步骤，在反应器KRE内的上部气相空间设置洗涤液与气体进行接触和分离的接触冷凝段，采用喷雾直接冷凝方式
②进行气体冷凝中质烃步骤，在反应器KRE内的上部气相空间设置洗涤液与气体进行接触和分离的接触冷凝段，采用填料层逆流接触冷凝方式；
③进行气体间接冷却产生含中质烃冷凝液体的凝液回流方式，在反应器KRE内的上部气相空间，设置内置式冷却器。
25.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
在碳氢料加氢反应过程RU，反应器KRE顶部气液分离操作方式为清晰脱液式；
在碳氢料加氢反应过程RU，设置洗涤分离器WD；
在洗涤分离器WD中，反应器KRE排出的气体KRE-VP与洗涤液WD-LF接触后分离为洗涤富液WD-LP和洗涤净化气WD-VP，洗涤净化气WD-VP中的固体颗粒的重量浓度低于气体KRE-VP中的固体颗粒的重量浓度和或洗涤净化WD-VP气中的高沸点烃组分的重量浓度低于气体KRE-VP中的高沸点烃组分的重量浓度，至少一部分洗涤富液WD-LP返回反应器KRE的反应空间循环使用，工作方式选自下列方式中的一种或几种：
①在洗涤分离器WD中，采用喷雾洗涤方式，使洗涤液WD-LF与气体KRE-VP接触；
②在洗涤分离器WD中，采用填料层逆流洗涤方式，使洗涤液WD-LF与气体KRE-VP接触；
③在洗涤分离器WD中，设置内置式冷却器，进行气体间接冷却产生含中质烃冷凝液体的凝液充当回流洗涤液的洗涤方式。
26.根据权利要求25所述的反应器系统，其特征在于：
至少一部分洗涤富液WD-LP，自流返回反应器KRE的反应空间循环使用；
此时，洗涤分离器WD的底部液面标高，高于反应器KRE内液相物料存在区域的标高。
27.根据权利要求25所述的反应器系统，其特征在于：
至少一部分洗涤富液WD-LP，自流返回反应器KRE的套筒KRE-URD-ES内循环使用；
此时，洗涤分离器WD的底部液面标高，高于反应器KRE内液相物料存在区域的标高。
28.根据权利要求25所述的反应器系统，其特征在于：
至少一部分洗涤富液WD-LP，经过屏蔽式电动离心泵加压后返回反应器KRE的反应空间循环使用。
29.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
在碳氢料加氢反应过程RU，反应器KRE顶部气液分离操作方式为清晰脱液式；
在碳氢料加氢反应过程RU，设置中质烃回收器CMLD；
在中质烃回收器CMLD中，设置回收气体产物内中质烃的冷凝回流功能，降低排出中质烃回收器CMLD中的气体产物CMLD-VP内中质烃组分的含量，得到含中质烃的凝液CMLD-LP，至少一部分凝液CMLD-LP返回反应器KRE的反应空间循环使用，工作方式选自下列方式中的一种或几种：
①进行气体冷凝中质烃步骤，在中质烃回收器CMLD中，设置洗涤液与气体进行接触和分离的接触冷凝段，采用喷雾直接冷凝方式
②进行气体冷凝中质烃步骤，在中质烃回收器CMLD中，设置洗涤液与气体进行接触和分离的接触冷凝段，采用填料层逆流接触冷凝方式；
③进行气体间接冷却产生含中质烃冷凝液体的凝液回流方式，在中质烃回收器CMLD中，设置内置式冷却器。
30.根据权利要求29所述的反应器系统，其特征在于：
至少一部分凝液CMLD-LP，自流返回反应器KRE的反应空间循环使用；
此时，中质烃回收器CMLD的底部液面标高，高于反应器KRE内液相物料存在区域的标高。
31.根据权利要求29所述的反应器系统，其特征在于：
至少一部分凝液CMLD-LP，自流返回反应器KRE的套筒KRE-URD-ES内循环使用；
此时，中质烃回收器CMLD的底部液面标高，高于反应器KRE内液相物料存在区域的标高。
32.根据权利要求29所述的反应器系统，其特征在于：
至少一部分凝液CMLD-LP，经过屏蔽式电动离心泵加压后返回反应器KRE的反应空间循环使用。
33.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
组合加氢反应器KRE设置内置式套筒KARE-INS，其数量为1个或2个或多个。
设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统
技术领域
[0001] 本发明涉及设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统，特别适合于杂质气体携带量高或快速反应生成大量气体的碳氢料的多级加氢反应过程如褐煤加氢直接液化反应过程的第一加氢反应器，将常规概念中的液料串联操作、氢气并联操作的小体积第一加反应器和第二加反应器组合为一台组合反应器，减少了1台高压设备，小体积的第一上流反应区使褐煤携带的水分和易反应羧基的快速加氢产物COx及时离开加氢反应过程，避免它们通过后续主加氢反应空间从而大幅度提高主加氢反应空间的气相氢气分压、降低稀释氢气数量、提高反应空间液含率；同时，也省去了第一反应器气液产物的转运过程的加速、混合、二次分布环节，节省了输料管道和设备空间；同时，温度较低的第一反应区产物也直接回收第二反应区气液产物携带的反应热，减少或避免使用急冷油或急冷氢气；第一反应区产物对第二反应区气相产物的冷却、吸收使得第二反应区气相产物中的中质烃部分冷凝成为循环液而提高供氢剂利用率；第一反应区产物吸收中质烃的消泡效应，利于改善顶部气液分离效果；进一步地，可安排气相脱液空间具有排放净气相产物的功能；进一步地，可组合气相产物的冷凝回流设备，如内置冷凝器、外置冷凝器；进一步地，可组合气体脱尘部件，如内置洗涤器、外置洗涤器。
背景技术
[0002] 本发明所述碳氢料，包括碳氢粉料如煤、碳氢液料如劣质重油。
[0004] 本发明所述膨胀床反应器，为立式上流式反应器，使用催化剂时属于膨胀床反应器；立式指的是安装后工作状态反应器的中心轴线垂直于地面；上流式指的是反应过程物料主体流向由下向上穿行通过反应空间或催化剂床层或与上行的催化剂同向流动；膨胀床指的是工作状态催化剂床层处于膨胀状态，催化剂床层膨胀比定义为催化剂床层有反应原料通过时的工作状态的最大高度CWH与该催化剂床层的空床静置状态的高度CUH之比值KBED，通常，KBED低于1.10时称为微膨胀床，KBED介于1.25～1.55时称为沸腾床，而悬浮床被认为是最极端形式的膨胀床。
[0005] 本发明所述返混流膨胀床反应器，指的是使用膨胀床反应器的反应区或主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。
[0006] 本发明所述液体产物循环上流式膨胀床加氢反应器系统，指的是使用膨胀床反应器的反应区或主反应区的操作方式存在液体产物返回上游反应空间循环加工或者说存在液体产物循环；加氢反应器内的液体产物循环，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。形成液体产物循环的方式可以是任意合适的方式，但是必须在反应器内的顶部空间设置气液分离区，得到循环液和其它产物，即设置内置式集液杯+导流管+循环增压器，循环增压器通常是循环泵，可以布置在反应器内部或外部。
[0007] 本发明所述反应器内设置的集液杯或集液器，指的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输送或排出收集液；膨胀床反应器的顶部集液器，通常安装在气液物料的脱液区，得到含有少量气泡的液体和气液混相物流或得到液体和气体，至少部分液相产物经过循环泵加压后返回反应空间循环加工。典型的例子是H-OIL工艺使用的重油沸腾床加氢反应器、煤加氢直接液化反应器。在本发明中，液体脱气下流区也能起到集液杯或集液器的作用。
[0008] 本发明所述热高分器，指的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。
[0009] 本发明所述二级或多级加氢方法，指的是包含二个反应级或多个反应级的加氢方法。
[0010] 本发明所述一个加氢反应级，指的是自烃原料进入一个加氢反应过程开始到其加氢产物气液分离得到至少一个由至少一部分生成油组成的液相产物为止的流程段，包含该加氢反应级的加氢反应过程和该级的加氢反应产物的气液分离过程。因此，一级加氢方法，指的是初始烃原料的加工过程只包含一个加氢反应步骤和该加氢反应步骤产物气液分离过程的流程方式，所述的一个加氢反应步骤，根据需要可以使用1台或2台或多台串联操作的加氢反应器，因此反应器个数和形式不是决定反应级的依据，一个或一些串联反应器组成的反应步骤与其产物分离器共同组合才能组成一个完成意义上的加氢反应级。
[0011] 本发明所述二级加氢方法，指的是初始烃原料的加工过程包含液体物料加工流程为串联操作的“由二个不同的加氢反应步骤和对应加氢反应步骤产物的气液分离过程”组成的流程方式，其中至少一部分一级加氢生成油组成的物流进入二级加氢反应过程。
[0012] 本发明所述三级加氢方法，指的是初始烃原料的加工过程包含液体物料加工流程为串联操作的“由三个不同的加氢反应步骤和对应加氢反应步骤产物的气液分离过程”组成的流程方式，其中至少一部分一级加氢生成油组成的物流进入二级加氢反应过程，至少一部分二级加氢生成油组成的物流进入三级加氢反应过程。更多级数的加氢方法的流程结构，照上述原则类推。多级加氢方法，指的是初始烃原料的加工过程包含液体物料加工流程为串联操作的“由三个或更多不同的加氢反应过程和加氢产物气液分离过程”组成的流程方式。
[0013] 三级加氢方法，指的是初始烃原料的加工过程包含液体物料加工流程为串联操作的“由由三个不同的加氢反应步骤和对应加氢反应步骤产物的气液分离过程”组成的流程方式，根据该定义，很明显，所述不同级加氢产物的气液分离过程，可以独立进行，也可以部分或全部联合进行。
[0014] 本发明所述似二级加氢方法，指的是近似于二级加氢方法的方法，当后级上进料返混流膨胀床反应器的返混液相流量与上进料中液相流量比值趋于无限大时，视为二级加氢方法。
[0015] 本发明所述碳氢料加氢反应，指的是在氢气存在和加压条件下，含碳、氢元素的液体和或固体如油和或煤发生的加氢反应，对于烃油加氢过程其原料油发生加氢精制和或加氢热裂化反应生成至少一部分更低分子量的产物，对于煤制油加氢过程其原料煤发生热溶胀、一次热解、中间产物二次热裂化、自由基加氢稳定、热缩合等反应生成至少一部分常规沸点低于450℃的烃产物。
[0016] 本发明所述碳氢料加氢反应过程，典型例子是高温煤焦油悬浮床加氢深度精制反应过程、中低温煤焦油悬浮床加氢热裂化反应过程、煤加氢直接液化反应过程、油煤共炼加氢反应过程、石油基重油悬浮床或沸腾床加氢裂化反应过程。
[0017] 本发明所述碳氢料加氢反应，其反应产物BASE-ARP，至少为气液两相物流，多数情况属于气、液、固三相物流。本发明所述加氢反应流出物ARP-X用于排出加氢反应产物BASE-ARP，以1路或2路或多路物料的形式出现，为气相或液相或气液混相或气液固三相物流。
[0018] 在碳氢料加氢反应过程的工业领域，存在大量的碳氢料如褐煤、长烟煤、生物质焦油，它们的共同特点是，初期原料含有大量的氧元素；比如煤加氢直接液化反应过程的原料褐煤、长烟煤中存在煤干燥过程未分离出的内在水(比如结晶水)，这些水在煤浆的加热及热溶过程已经从煤主体分离出成为游离水分，在高温高压状态下，部分属于气体水，部分属于液态水，通常，作为原料煤浆的组分进入煤加氢直接液化反应过程的第一反应器中；比如煤加氢直接液化反应过程的原料褐煤、长烟煤中存在的大量羧基，在煤加氢直接液化反应过程的初期，会快速反应生成气体COx，通常，作为原料煤浆的初期加氢反应产物存在并通过煤加氢直接液化反应过程的第一反应器的主体反应空间；比如生物质焦油如秸秆焦油的有机氧含量高达20～35重量％甚至更多，在秸秆焦油加氢反应过程的初期，会快速反应生成气体H2O、COx，通常，作为原料焦油的初期加氢反应产物存在并通过加氢反应过程的第一反应器的主体反应空间；比如褐煤鲁奇炉气化得到的焦油的有机氧含量高达5～10重量％甚至更多，在焦油加氢反应过程的初期，会快速反应生成气体H2O、COx，通常，作为原料焦油的初期加氢反应产物存在并通过加氢反应过程的第一反应器的主体反应空间。
[0019] 在上述高杂质碳氢料的加氢反应过程的初期加氢反应过程，以褐煤加氢直接液化反应过程为例，褐煤干燥后含水量为4～5重量％，在通常的褐煤加氢直接液化反应条件下，这些水数量占褐煤加氢直接液化反应过程全部杂质气体的20～25分子％，对于操作压力20.0MPaA的反应系统，原料携带的物理水的气相分压可达1.2～1.5MPa，如果考虑褐煤中羧基快速反应生成的气体COx，褐煤加氢直接液化反应初期(停留时间低于总停留时间的
10％)的产物中，水分和COx的气相分压可达1.7～2.2MPa，因此，很明显，将原料褐煤携带的游离态物理水以及加氢直接液化初期反应过程生成的气体Cox及时排出反应空间，避免其通过后部反应空间，可以显著降低装置操作总压、提高反应空间的液含率、降低稀释氢气数量。因为本发明的原料煤浆在第一反应器内经过较短的停留时间释放杂质气体后即排出第一反应器(也是气液分离器)，这样，相对于其它褐煤加氢直接液化反应器而言，褐煤加氢直接液化反应过程的第一反应器是一台体积很小的反应器，不利于设备大型化；该第一反应器与其它反应器、热高压分离器之间的物料转运管道系统复杂，并造成低流速有一定气液分离效果的气液混相产物的加速流动、强制混合过程，在下游煤加氢直接液化反应器、分离器中占据空间以恢复物料在流通区域的截面分布或回复一定的分离效果，形成巨大的无效系统空间，并消耗分离用能量、形成设备避免磨损。
10％)的产物中，水分和COx的气相分压可达1.7～2.2MPa，因此，很明显，将原料褐煤携带的游离态物理水以及加氢直接液化初期反应过程生成的气体Cox及时排出反应空间，避免其通过后部反应空间，可以显著降低装置操作总压、提高反应空间的液含率、降低稀释氢气数量。因为本发明的原料煤浆在第一反应器内经过较短的停留时间释放杂质气体后即排出第一反应器(也是气液分离器)，这样，相对于其它褐煤加氢直接液化反应器而言，褐煤加氢直接液化反应过程的第一反应器是一台体积很小的反应器，不利于设备大型化；该第一反应器与其它反应器、热高压分离器之间的物料转运管道系统复杂，并造成低流速有一定气液分离效果的气液混相产物的加速流动、强制混合过程，在下游煤加氢直接液化反应器、分离器中占据空间以恢复物料在流通区域的截面分布或回复一定的分离效果，形成巨大的无效系统空间，并消耗分离用能量、形成设备避免磨损。
[0020] 另一方面，通常，由于常规煤加氢直接液化反应产物中的气液体积比远大于3∶1，液滴表面张力大，也含有可做乳化剂的组分如高级酚、胶质沥青质，因此，热高压分离器的直径通常由气体脱含尘液滴所要求流速上限(雾沫夹带速度)所控制不能低于所需要的气相脱液临界直径DV，这通常是一个较大的尺寸；同时，由于常规煤加氢直接液化反应产物中的液气体积比远小于1∶3，这样热高压分离器下部的液体缓冲分离区即脱气泡区的直径DL，通常远小于气相脱液临界直径DV；为了防止浆液下降速度过低导致沉积物积累附着在内壁上，通常热高压分离区的底部液相区设计为锥形，即逐步缩小流通截面面积，增加液相流速；如此形成了结构异常的热高压分离器结构，其工艺操作存在易于沉积颗粒物的缺陷。
[0021] 因此，基于杂质气体携带量高或快速反应生成大量气体的碳氢料的第一加氢反应器体积必然较小的特点，而热高压分离器气相空间理论直径和液相空间理论直径差别也必然存在，本发明的基本设想，将第一煤加氢直接液化反应器、第二煤加氢直接液化反应器(设置有液体产物循环系统)组合在一台设备内进行的，将一台小体积(小直径)的上流式反应器、一套设置集液杯和收集液导管的上流式反应器、一台大直径的气相脱液罐、液相产物循环泵组合使用；其中，将一台小直径的第一反应区套筒、一套集液杯和收集液导管、一个上流式地儿反应区并列布置，从而缓解了常规热高压分离器的气相脱液空间直径与液相脱气空间直径相差过大的矛盾，优化了设备结构；进一步地，与顶置式温高压分离器直接连接，可形成凝液的自压回流模式，形成集成度更高的反应器系统。
[0022] 至此，已经提出了本发明的基本设想：设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统，特别适合于杂质气体携带量高或快速反应生成大量气体的碳氢料的多级加氢反应过程如褐煤加氢直接液化反应过程的第一加氢反应器，将常规概念中的液料串联操作、氢气并联操作的小体积第一加反应器和第二加反应器组合为一台组合反应器，减少了1台高压设备，小体积的第一上流反应区使褐煤携带的水分和易反应羧基的快速加氢产物COx及时离开加氢反应过程，避免它们通过后续主加氢反应空间从而大幅度提高主加氢反应空间的气相氢气分压、降低稀释氢气数量、提高反应空间液含率；同时，也省去了第一反应器气液产物的转运过程的加速、混合、二次分布环节，节省了输料管道和设备空间；同时，温度较低的第一反应区产物也直接回收第二反应区气液产物携带的反应热，减少或避免使用急冷油或急冷氢气；第一反应区产物对第二反应区气相产物的冷却、吸收使得第二反应区气相产物中的中质烃部分冷凝成为循环液而提高供氢剂利用率；第一反应区产物吸收中质烃的消泡效应，利于改善顶部气液分离效果；进一步地，可安排气相脱液空间具有排放净气相产物的功能；进一步地，可组合气相产物的冷凝回流设备，如内置冷凝器、外置冷凝器；进一步地，可组合气体脱尘部件，如内置洗涤器、外置洗涤器。
[0023] 对于褐煤加氢直接液化反应过程，本发明所述设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统，至少集成了所述第一煤加氢直接液化反应器、第二煤加氢直接液化反应器、部分液相脱气罐的功能，可以排出一个含少量气体的液料、一个含气体产物的物料；因此在一个承压壳体内，通过设置内置式第一反应区筒节、集液杯(液体脱气杯)和循环液导液管将反应器的内部空间分割为至少4个功能区，其中第一个功能区为第一上流式反应区，第二个功能区为反应液相产物聚集脱气区和下降区，第三个功能区为第二上流式反应区，第四个功能区为反应器顶部的反应气相产物聚集区、脱液和排出区；该组合功能反应器，借助于液相产物循环增压器，可使部分液相产物回流至第二反应区以及第一反应区循环反应，构成返混流膨胀床反应器系统；形成液体产物循环的方式可以是任意合适的方式，循环增压器通常是循环泵，可以布置在反应器内部或外部；第一上流式反应区的气液产物、第二上流式反应区的气液产物混合在一起，第二反应区循环液的循环比，影响第一反应区液相产物的短路排料比例。进一步地，与顶置式温高压分离器直接连接，可形成凝液的自压回流模式。
[0024] 与使用1台独立的小体积的第一煤加氢直接液化反应器、1台独立的第二煤加氢直接液化反应器(含进料管道、进料分布器)的常规方案相比，对褐煤加氢直接液化反应过程，本发明的工艺优点或特点在于：
[0025] ①适合于2级或多级褐煤加氢直接液化反应过程的第一反应级反应器、第二反应级反应器、产物液体脱气罐，具有减少高压设备数量、减少系统体积、提高分离效果、简化流程、减少能耗的综合作用；
[0026] 由于第一反应过程安排将易于快速反应脱除的羧基含氧官能团进行热分解或加氢反应，将产物杂质气体及时排出反应系统，因此其反应停留时间较短并且可以灵活调节，这样组合设备的结构可以灵活设置，易于实现结构的最优化；
[0027] ②可以进一步组合气相产物脱液器、气体冷凝器、气体脱尘器，形成“催化反应-分馏回流”集成系统；
[0028] ③由于煤加氢直接液化反应过程的初期反应过程，并不需要高的氢气分压，因此，可以利用氢气浓度低的后部加氢过程的气相产物作为氢气原料使用，发挥高温气体汽化携带水的功能是本发明的第一目的，二次使用氢气，可降低系统总体氢气用量，利于降低投资和能耗；
[0029] 由于第一反应过程安排将易于快速反应脱除的羧基含氧官能团进行热分解或加氢反应，将产物杂质气体及时排出反应系统，因此可以仅使用后续加氢过程的部分气相产物与原料煤浆混合反应，这样可以降低气液分离负担；考虑到煤浆原料通常含有大量水，通常使用后续加氢过程的全部气相产物以提高气提气数量；
[0030] ④适合于杂质气体携带量高或快速反应生成大量气体的碳氢料，可显著降低第二煤加氢直接液化反应器及可能存在的后续煤加氢直接液化反应器的操作总压即降低投资和能耗，可提高反应空间的液含率即可减少反应器体积，可降低稀释氢气数量即可减少氢气用量；
[0031] ⑤可直接回收第二反应区气相产物、液相产物所携带的反应热，同时完成反应产物的降温，减少或避免使用急冷油或过多使用急冷氢气，简化系统、降低投资和能耗；
[0032] ⑥可降气相产物温度，使得气相产物中的中质烃部分冷凝成为液相而循环进入加氢反应过程，提高供氢剂利用率；
[0033] ⑦原料煤浆吸收中质烃的消泡效应，利于改善顶部气液分离效果，利于降低循环液的气含率；
[0034] ⑧适合于新建装置或现有装置改造。
[0035] 本发明在煤加氢直接液化反应过程特别是在褐煤加氢直接液化反应过程表现出的工艺优点或特点，非常显著，这些优点同样存在于其它同类碳氢料的加氢反应过程中。
[0036] 很明显，本发明，既是一种集成设备，也是一种原料煤浆脱水或初期产物脱杂质气的流程集成工艺方法。
[0037] 由于煤粉通常含有大量无法彻底干燥脱出的结晶水，也含有较多的易于快速反应脱除的羧基含氧官能团，因此，本发明提出的问题是煤加氢直接液化反应过程存在的一个普遍问题；本发明的效果影响巨大，因此，本发明的出现是必然的。
[0038] 本发明，可以通过变化各级加氢反应过程的流程形式，可以通过联合加工其它适于联合加工的碳氢物料，可以通过联合多种热高分气中烃油的后续加工方法，形成多种组合工艺。
[0039] 本发明组合反应器系统，可用于碳氢料加氢反应过程的任意合适位置，但是通常特别适合用作第一加氢反应器。
[0040] 本发明所述方法未见报道。
[0041] 因此，本发明的第一目的是提出设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统，可应用于杂质气体携带量高或快速反应生成大量气体的碳氢料的2级或多级加氢反应过程，碳氢料可以是煤和或油。
[0042] 本发明第二目的是提出设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统，适用于高含氧煤的加氢直接液化反应器系统。
[0043] 本发明第三目的是提出设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统，适用于高含氧烃油的加氢反应器系统。
发明内容
[0044] 本发明设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统，其特征在于包括以下步骤：
[0045] 在碳氢料加氢反应过程RU，在存在氢气、液相烃同时可能存在固体颗粒的混相物料条件下，至少含有碳元素和氢元素的第一原料RUF1进行加氢反应RUR转化为最终加氢反应产物RUP；回收最终加氢反应产物RUP；最终加氢反应产物RUP，为1路或2路或多路物料；
[0046] 第一原料RUF1，主要由常规液态烃RUF1L和或固体粉料RUF1S组成；
[0047] 碳氢料加氢反应过程RU，加工包含第一原料RUF1的物料KATF，设置基于第一原料RUF1的液料的串联操作的至少2个反应级，使用至少1台加氢反应器；
[0048] 所述一个反应级，指的是包含碳氢料加氢反应步骤和该步骤气液产物的气液分离步骤的工艺过程；
[0049] 在碳氢料加氢反应过程RU，使用至少1台组合加氢反应器KRE，组合加氢反应器KRE系统为设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统，存在2个反应级；
[0050] 组合加氢反应器KRE设置内置式套筒KARE-INS，内置式套筒KARE-INS的内部空间用作第一加氢反应区KARE的反应空间；
[0051] 组合加氢反应器KRE内，除内置式套筒KARE-INS内部空间，集液杯KBV和导液管KBVP的内部空间外的空间，上部空间用作气液分离空间KRE-KD、下部空间用作第二加氢反应区KBRE的反应空间；
[0052] 在组合加氢反应器KRE内，气液分离空间KRE-KD分离出液料KRE-KD-L和含气物料KRE-KD-VX；
[0053] 在组合加氢反应器KRE，排出基于液料KRE-KD-L的液体物料，排出基于含气物料KRE-KD-VX的含气物料；
[0054] 在反应器KRE系统中的第一上流反应区KARE系统中，基于第一原料RUF1的含液物料KRE-F及可能存在的循环液相KBRL2混合为混合进料KATF，进入反应器KRE内的内置套筒KARE-INS内侧的上流反应区KARE-URD的底部，在套筒KARE-INS内部空间的上行过程中，进行上流式膨胀床碳氢料加氢反应过程；在套筒KARE-INS内上流反应区KARE的顶部，反应产物KAR-TP离开套筒KARE-INS内部空间，KAR-TP中的气体最终进入空间KRE-VD与其他气体混合后排出反应器KRE，KAR-TP中的液体最终进入空间KRE-VD与其他液体混合为混合液XY，至少一部分混合液XY通过集液杯KBV、导液管KBVP后作为循环液体产物KBRL，至少一部分混合液XY作为外排液体产物KRE-LP离开组合加氢反应器KRE系统；外排液体产物KRE-LP可能存在于气液混相产物中；
[0055] 在反应器KRE系统中的第二上流反应区KBRE系统中，氢气KBH1循环液相KBRL1混合为混合料KBTF，进入反应器KRE内的反应区KBRE，在反应区KBRE主反应空间的上行过程中进行加氢反应转化为反应区KBRE的主体反应空间产物KBR-INP；
[0056] 反应区KBRE的主体反应空间的反应物料通过反应器KRE内壁、内置套筒KARE-INS外壁、液体收集杯KBV外壁之间的空间或间隙后，进入反应器KRE上部的由反应器顶部器壁和液体收集杯KBV组成的气体的至少脱出部分液体的脱液空间KRE-KD中；
[0057] 基于反应区KARE的产物KAR-TP的物料KAR-TP-BAS，进入反应器KRE上部的由反应器顶部器壁和液体收集杯KBV组成的气体的至少脱出部分液体的脱液空间KRE-KD中；
[0058] 进入脱液空间KRE-KD的总物料KRE-TOP-MF，分离为循环液相KBRL和净产物KRE-TP，净产物KRE-TP排出反应器KRE进入下游加工流程中；
[0059] 在反应器KRE内的气体脱液区KRE-KD中，液体在重力作用下优先沉降进入收集杯KBV中，经导液管KBVP后返回反应器KRE内的第二反应区KBRE循环加工；
[0060] 组合反应器KRE，构成了含液物料KRE-F的双反应区加工系统，2个反应区的反应产物，共用反应器KRE的上部气液分离空间KRE-KD，2个反应区的氢气物料的工作方式是并联操作；反应区KBRE属于浆液上进料的液相产物循环式上流式膨胀床碳氢料加氢反应区，反应区KARE、反应区KBRE的气体产物以一次通过流程直接排出组合反应器KRE；同时，基于反应区KARE的含液物料KRE-F的单程加氢浆液产物、反应区KBRE的浆液产物，通过反应器KRE顶部的浆液分配功能，一部分直接排出反应器KRE，一部分通过集液杯、导液管后作为循环液KBRL循环加工。
[0061] 本发明，循环液KBRL的重量流量对第一原料RUF1的重量流量的比值称之为重量循环比K700，通常，K700为0.05～5。
[0062] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，第一加氢反应器结构形式为组合加氢反应器KRE。
[0063] 本发明，内置式套筒KARE-INS的相对位置，可以选自下列的1种或几种的组合：
[0064] ①内置式套筒KARE-INS的顶沿标高，高于集液杯KBV的顶沿标高；
[0065] ②内置式套筒KARE-INS的顶沿标高，低于集液杯KBV的顶沿标高；
[0066] ③内置式套筒KARE-INS，与集液杯KBV和或收集液导管KBVP并列布置；
[0067] ④内置式套筒KARE-INS，与收集液导管KBVP套筒式布置，内置式套筒KARE-INS位于收集液导管KBVP外侧，内置式套筒KARE-INS与收集液导管KBVP之间的夹层空间为第一上流反应区KARE；
[0068] ⑤内置式套筒KARE-INS，穿越集液杯，与收集液导管KBVP并列布置；
[0069] ⑥内置式套筒KARE-INS，穿越集液杯并与集液杯为一体化设备，与收集液导管KBVP并列布置。
[0070] 本发明，在组合加氢反应器KRE中，第一加氢反应区KARE的体积，占组合加氢反应器KRE全部反应区体积的比例，可以选自下列规定中的一种：
[0071] ①小于50％；
[0072] ②小于35％；
[0073] ③小于20％；
[0074] ④小于10％。
[0075] 本发明，至少一部分组合加氢反应器KRE排出的液体产物KBRL，可以作为液料产物循环液KBRL2，返回上流式第一加氢反应区KARE循环加工。
[0076] 本发明，至少一部分组合加氢反应器KRE排出的液体产物KBRL，作为液料产物循环液KARE-LR，返回第二加氢反应区KBRE和或第一加氢反应区KARE循环加工，循环方式为使用循环液体增压器，可以选自下列的1种或几种的组合：
[0077] ①为文丘里加压器WDP；
[0078] 文丘里加压器WDP，动力介质为氢气原料或浆液原料或混合原料；
[0080] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU，可以选自下列加氢反应过程的一种或几种：
[0081] ①煤加氢直接液化反应过程，包括不使用供氢溶剂油的煤加氢直接液化反应过程、使用供氢溶剂油的煤加氢直接液化反应过程、煤临氢热溶液化过程、煤油共炼过程；
[0082] ②煤加氢直接液化反应过程所得液化油的加氢过程；
[0083] ③中低温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品的加氢过程；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
[0084] ④高温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品的加氢过程；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
[0085] ⑤页岩油重油或页岩油热加工过程所得油品的加氢过程；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
[0086] ⑥石油砂基重油热加工过程所得油品的加氢过程；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
[0087] ⑦石油基重油热加工过程所得油品的加氢过程；所述热加工过程是重油焦化[0088] 过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
[0089] ⑧其它芳烃重量含量高于45％和或胶质重量含量高于15％和或沥青质重量含量高于5.0％的烃油。
[0090] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU的组合加氢反应器KRE的操作方式为膨胀床，可以选自下列的1种或几种的组合：
[0091] ①带液体产物循环的上流式沸腾床加氢反应器；
[0092] ②带液体产物循环的上流式悬浮床加氢反应器；
[0093] ③带液体产物循环的上流式悬浮床与沸腾床组合床反应器。
[0094] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，第一原料RUF1的总反应停留时间为TA；
[0095] 在组合加氢反应器KRE系统，第一原料RUF1的反应停留时间KRE-TA；
[0096] 组合加氢反应器KRE系统的反应停留时间KRE-TA，通常为总反应停留时间TA的0.05～0.65。
[0097] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU，第一原料RUF1中水的重量比例，可以选自下列规定中的一种：
[0098] ①大于5％；
[0099] ②大于4％；
[0100] ③大于3％
[0101] ④大于2％。
[0102] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，在组合加氢反应器KRE内的顶部气液分离区KRE-KD中，物料分离为液体产物收集液和其它含气体产物；其它含气体产物的相态可以选自下列规定中的一种：
[0103] ①气液混相，此时，反应器顶部气液分离操作方式为部分脱液式；
[0104] ②气相，此时，反应器顶部气液分离操作方式为清晰脱液式。
[0105] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器KARE内的顶部气液分离区KRE-KD中，分离出收集液KBRL和气体产物，此时，反应器顶部气液分离操作方式为清晰脱液式，此时，反应器KRE的顶部含液料位的控制方式，可以选自下列方式中的一种：
[0106] ①控制上部集液杯KBV内聚液区的液位；
[0107] ②控制反应器KRE壳体内上部含液料位的界面始终高于集液杯KBV顶部边沿的高度；
[0108] ③控制反应器KRE壳体内上部的专用排液斗的聚液区的液位。
[0109] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器KRE的顶部含液料位的控制方式，可以选自下列方式中的一种：
[0110] ①控制集液杯KBV内部空间存液区的液位；
[0111] ②控制反应器KRE壳体内上部气相区与存液区的界面始终高于集液杯顶部边沿的高度。
[0112] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，煤粉的液化率为85～98％。
[0113] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，同时掺炼重油FD；
[0114] 通常，重油FD的加氢热裂化转化率，大于90％。
[0115] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，操作条件通常为：反应温度为400～485℃，反应器压力为6～30MPa，气相氢气体积浓度50～95％，气液体积比为200～1500NL/kg，液化催化剂添加量为干煤粉重量的0.1～3质量％，含可释放性硫的助催化剂添加量为助催化剂中硫S/催化剂活性金属的摩尔比为1.0～2.0，煤浆固体浓度为10～
60质量％，反应停留时间TA为0.5～4小时；
60质量％，反应停留时间TA为0.5～4小时；
[0116] 组合加氢反应器KRE系统，操作条件为：反应温度为390～475℃，反应器压力为6～30MPa，气相氢气体积浓度50～95％，气液体积比为200～1500NL/kg，液化催化剂添加量为干煤粉重量的0.1～3质量％，含可释放性硫的助催化剂添加量为助催化剂中硫S/催化剂活性金属的摩尔比为1.0～2.0，煤浆固体浓度为20～60质量％，反应停留时间KRE-TA为总反应停留时间TA的0.05～0.65；
[0117] 组合加氢反应器KRE系统中，第一加氢反应区KARE的反应停留时间KARE-TA，为第二加氢反应区KBRE的反应停留时间KBRE-TA的0.05～0.50。
[0118] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，使用的煤加氢直接液化催化剂，可以是一种复合型加氢催化剂，包含高活性组分与低活性组分；所述高活性组分金属与低活性组分金属的重量比为1∶10至10∶1；所述高活性组分为钼的水溶性盐类化合物或其混合物；所述低活性组分为氧化铁矿石或硫化铁矿石，其中矿石中铁含量不低于40wt％，煤加氢直接液化催化剂水含量低于2wt％；煤加氢直接液化催化剂粒子直径为1～
100μm的粉状颗粒。
100μm的粉状颗粒。
[0120] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，进入煤加氢直接液化反应过程RU的烃油至少一部分为供氢溶剂DS，供氢溶剂DS的至少一部分作为配制煤浆的溶剂使用；
[0121] 通常，供氢溶剂DS主要由常规沸点为250～530℃烃类组成，其中部分饱和芳烃的重量含量大于15％、芳碳率为0.35～0.70；
[0122] 供氢溶剂DS的重量流率DS-W与煤粉SF的重量流率SF-W的比值为剂煤比K100，K100＝(DS-W)/(SF-W)，K100为0.35～2.0。
[0123] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU，设置可能包含固体的液料的串联操作的多个反应级，其中反应级之间存在可能包含固体的液料的串联流动，以可能包含固体的液料在反应级之间的流动为正向，任意二个反应级的反应器之间氢气物料的流动方式，可以选自下述方式的1种或几种：
[0124] ①存在至少1个反应级，其反应过程接收上游反应级的含氢气产物，与浆液物料的主体流向同向并流，属于存在氢气物料顺流操作的反应过程；
[0125] ②浆料串联、氢气短路跨流的串联反应过程；
[0126] ③存在至少1个反应级，其气相产物不进入其它任意反应级的反应过程，其气体原料不使用来自其它任意反应级的氢气，属于存在氢气物料并联操作的反应过程；
[0127] ④存在至少1个反应级，其反应过程接收下游反应级的含氢气产物，属于在反应级之间存在氢气产物逆流操作的反应过程。
[0128] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，设置浆液串联操作的多个反应级，其中反应级之间存在浆液的串联流动，以浆液在反应级之间的流动为正向，任意二个反应级的反应器之间氢气物料的流动方式，可以选自下述方式的1种或几种：
[0129] ①煤加氢直接液化反应过程RU，至少包含浆料物料串联操作的2个反应级，第一反应级与第二反应级之间氢气物料与浆液的主体流向同向并流，属于液、气顺流串联反应过程；
[0130] 第一反应级排出含气相和液相的混相产物1RTP；
[0131] 设立第二反应级，使用至少一台上流式膨胀床煤加氢直接液化反应器2RE；第一反应级的含气相和液相的混相产物1RTP作为下进料进入反应器2RE下部反应空间向上流动穿过上部反应空间，转化为反应产物2RE-TP排出反应器2RE；
[0132] ②煤加氢直接液化反应过程RU，至少包含浆料物料串联操作的2个反应级，第一反应级与第二反应级之间属于浆料串联、氢气短路跨流的串联反应过程；
[0133] 第一反应级排出含气相和液相的混相产物1RTP、重量上主要由含固液料组成的液料1RLP；
[0134] 设立第二反应级，使用一台液体产物循环式上流式膨胀床煤加氢直接液化反应器2RE，第一反应级产物液料1RLP作为下进料进入反应器2RE下部反应空间向上流动穿过上部反应空间，转化为反应产物2RTP排出反应器2RE；
[0135] 同时，第一反应级的含气相和液相的混相产物1RTP作为上进料进入反应器2RE上部，与反应器2RE内物料混合接触；
[0136] 反应器2RE，设置顶部液体收集杯，收集液循环返回反应器2RE的下部反应空间中循环加工；
[0137] ③存在至少1个反应级，其气相产物不进入其它任意反应级的反应过程，其气体原料不使用来自其它任意反应级的氢气，属于存在氢气物料并联操作的反应过程；
[0138] ④存在至少1个反应级，其反应过程接收下游反应级的含氢气产物，属于在反应级之间存在氢气产物逆流操作的反应过程。
[0139] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器KRE顶部气液分离操作方式为清晰脱液式；
[0140] 可以在反应器KRE内设置气体的使用洗涤液的洗涤脱尘和或脱高沸点烃组分的功能，降低排出反应器中的气体产物中固体颗粒的含量和或降低高沸点烃组分的含量，可以选自下列方式中的一种或几种：
[0141] ①进行气体脱除固体颗粒的洗涤脱尘步骤，在反应器KRE内的上部气相空间设置洗涤液与气体进行接触和分离的洗涤脱尘段，采用喷雾洗涤方式
[0142] ②进行气体脱除固体颗粒的洗涤脱尘步骤，在反应器KRE内的上部气相空间设置洗涤液与气体进行接触和分离的洗涤脱尘段，采用填料层逆流洗涤方式；
[0143] ③进行气体间接冷却产生含中质烃冷凝液体的凝液回流洗涤方式，在反应器KRE内的上部气相空间，设置内置式冷却器。
[0144] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器KRE顶部气液分离操作方式为清晰脱液式；
[0145] 在碳氢料加氢反应过程RU，可以在反应器KRE内设置气体的中质烃的冷凝回流功能，降低排出反应器中的气体产物内中质烃组分的含量，可以选自下列方式中的一种或几种：
[0146] ①进行气体冷凝中质烃步骤，在反应器KRE内的上部气相空间设置洗涤液与气体进行接触和分离的接触冷凝段，采用喷雾直接冷凝方式
[0147] ②进行气体冷凝中质烃步骤，在反应器KRE内的上部气相空间设置洗涤液与气体进行接触和分离的接触冷凝段，采用填料层逆流接触冷凝方式；
[0148] ③进行气体间接冷却产生含中质烃冷凝液体的凝液回流方式，在反应器KRE内的上部气相空间，设置内置式冷却器。
[0149] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器KRE顶部气液分离操作方式为清晰脱液式；
[0150] 在碳氢料加氢反应过程RU，可以设置洗涤分离器WD；
[0151] 在洗涤分离器WD中，反应器KRE排出的气体KRE-VP与洗涤液WD-LF接触后分离为洗涤富液WD-LP和洗涤净化气WD-VP，洗涤净化气WD-VP中的固体颗粒的重量浓度低于气体KRE-VP中的固体颗粒的重量浓度和或洗涤净化WD-VP气中的高沸点烃组分的重量浓度低于气体KRE-VP中的高沸点烃组分的重量浓度，至少一部分洗涤富液WD-LP返回反应器KRE的反应空间循环使用，工作方式选自下列方式中的一种或几种：
[0152] ①在洗涤分离器WD中，采用喷雾洗涤方式，使洗涤液WD-LF与气体KRE-VP接触；
[0153] ②在洗涤分离器WD中，采用填料层逆流洗涤方式，使洗涤液WD-LF与气体KRE-VP接触；
[0154] ③在洗涤分离器WD中，设置内置式冷却器，进行气体间接冷却产生含中质烃冷凝液体的凝液充当回流洗涤液的洗涤方式。
[0155] 本发明，至少一部分洗涤富液WD-LP，可以自流返回反应器KRE的反应空间循环使用；
[0156] 此时，洗涤分离器WD的底部液面标高，高于反应器KRE内液相物料存在区域的标高。
[0157] 本发明，至少一部分洗涤富液WD-LP，可以自流返回反应器KRE的套筒KRE-URD-ES内循环使用；
[0158] 此时，洗涤分离器WD的底部液面标高，高于反应器KRE内液相物料存在区域的标高。
[0159] 本发明，至少一部分洗涤富液WD-LP，可以经过屏蔽式电动离心泵加压后返回反应器KRE的反应空间循环使用。
[0160] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器KRE顶部气液分离操作方式为清晰脱液式；
[0161] 在碳氢料加氢反应过程RU，可以设置中质烃回收器CMLD；
[0162] 在中质烃回收器CMLD中，设置回收气体产物内中质烃的冷凝回流功能，降低排出中质烃回收器CMLD中的气体产物CMLD-VP内中质烃组分的含量，得到含中质烃的凝液CMLD-LP，至少一部分凝液CMLD-LP返回反应器KRE的反应空间循环使用，工作方式选自下列方式中的一种或几种：
[0163] ①进行气体冷凝中质烃步骤，在中质烃回收器CMLD中，设置洗涤液与气体进行接触和分离的接触冷凝段，采用喷雾直接冷凝方式
[0164] ②进行气体冷凝中质烃步骤，在中质烃回收器CMLD中，设置洗涤液与气体进行接触和分离的接触冷凝段，采用填料层逆流接触冷凝方式；
[0165] ③进行气体间接冷却产生含中质烃冷凝液体的凝液回流方式，在中质烃回收器CMLD中，设置内置式冷却器。
[0166] 本发明，至少一部分凝液CMLD-LP，可以自流返回反应器KRE的反应空间循环使用；
[0167] 此时，中质烃回收器CMLD的底部液面标高，高于反应器KRE内液相物料存在区域的标高。
[0168] 本发明，至少一部分凝液CMLD-LP，可以自流返回反应器KRE的套筒KRE-URD-ES内循环使用；
[0169] 此时，中质烃回收器CMLD的底部液面标高，高于反应器KRE内液相物料存在区域的标高。
[0170] 本发明，至少一部分凝液CMLD-LP，可以经过屏蔽式电动离心泵加压后返回反应器KRE的反应空间循环使用。
[0172] 以下结合附图来描述本发明设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统的结构和系统功能，但是，它不能限定本发明的内容和应用领域。
[0173] 图1是使用双上流式悬浮床煤加氢直接液化反应器的耦合系统的第1种流程示意图。
[0174] 如图1所示流程，第一反应器1ARE是1台上流式平推流悬浮床煤加氢直接液化反应器，经管道111输送的原料煤浆1AF1、经管道115输送的原料氢气1AH1以及可能使用的经管道169输送的循环浆液1BRL2(可能含有气相，含有来自1ARE的液相产物和1BRE的液相产物)，混合为综合进料1ATF经管道119输送自底部进入反应器1ARE底部，通常经反应器底部进料口上部安装的进料分配器1ATFS(图中未示出)进行预分配使进料尽可能平均分布到分配盘1AS的整个水平进料截面上；来自分配盘1AS下部的气、液、固体颗粒混相物料，经过分配盘1AS后向上流动，在反应器1ARE主反应空间的上行过程中进行煤加氢直接液化反应转化为反应器1ARE的顶部产物1AR-TP，自顶部排出反应器1ARE，经管道121输送进入反应器1BRE的顶部气液分离空间中。
[0175] 如图1所示，在反应器1BRE系统中，经管道151输送的氢气1BH1，与经管道165输送的循环液相1BRL1(可能含有气相，含有来自1ARE的液相产物和1BRE的液相产物)混合为混合料1BTF，经管道152输送进入反应器1BRE的底部，通常经反应器底部进料口上部安装的进料分配器1BTFS(图中未示出)进行预分配使进料尽可能平均分布到分配盘1BS的整个水平进料截面上；1BTFS进料分配器可以是任意的合适结构，如开孔或开缝的分配管，开孔或开缝的分配罩；分配盘1BS，可以是任意的合适结构，通常使用多个分配单元1BSK，每个分配单元1BSK设置分配盘1BS下部进料管(图中未示出)和分配盘1BS上部泡罩(图中未示出)，来自分配盘1BS下部的气、液、固体颗粒混相物料，经过分配盘1BS下部进料管穿过分配盘1BS后进入分配盘1BS上部泡罩中，然后经过分配盘1BS上部泡罩与分配盘1BS下部进料管的穿过分配盘1BS的上段管段之间的缝隙喷向分布器上端面，然后分散、碰撞、混合、转向后向上流动，在反应器1BRE主反应空间的上行过程中进行煤加氢直接液化反应转化为反应器1BRE的主体反应空间产物1BR-INP。
[0176] 如图1所示，反应器1BRE的主体反应空间产物1BR-INP通过反应器1BRE上部内壁与液体收集杯1BV外壁之间的环形间隙后，进入反应器1BRE上部的由反应器顶部器壁和液体收集杯1BV组成的部分脱液空间，与反应器1ARE的顶部产物1AR-TP混合为混合料1BRE-TOP-MF，分离为循环液相1BRL和净产物1BR-TP，净产物1BR-TP为气、液、固体颗粒混相物料，在反应器1BRE顶部气相压力的作用下，经过插入液体收集杯1BV液面之下的产物导流管181上行排出反应器1BRE，经管道182输送进入下游加工流程中。
[0177] 如图1所示，顶部产物中的液体在重力作用下优先沉降进入收集杯1BV中，并在收集杯1BV内部的下降过程中逐步脱出气泡，脱出气泡的循环液相1BRL进入收集杯1BV底部的导管1BVP中向下流动排出反应器，经过管道161进入循环加压泵1BPUMP中，加压后的循环液相1BRL分为2路；第1路作为1BRL1，经过管道165输送与物料1BH1混合为混合料1BTF，经管道152输送进入反应器1BRE中循环加工；第2路作为1BRL2，经过管道169输送与物料1AF1混合为混合料1ATF，经管道119输送进入反应器1ARE中循环加工。
[0178] 如图1所示，反应器1ARE、反应器1BRE组合的耦合系统，构成了原料煤浆1AF1的双反应器加工系统，2个反应器的反应产物，共用反应器1BRE的上部气液分离空间，因此，2个反应器的氢气物料的工作方式是并联操作；反应器1BRE属于浆液上进料的液相产物循环式上流悬浮床煤加氢直接液化反应器，其目的是将反应器1ARE产物1AR-TP中的杂质气体及时排出反应过程，因此，反应器1ARE、反应器1BRE的气体产物均以一次通过流程直接排出；同时，反应器1ARE产物1AR-TP中的浆液、反应器1BRE的浆液产物，通过反应器1BRE顶部的浆液分配功能，一部分直接排出反应器1BRE，一部分通过集液杯、导液管、循环泵后循环加工；循环泵1BPUMP输送的循环液1BRL的重量流量对原料煤浆1AF1的重量流量的比值称之为重量循环比K700，K700越大，反应器1ARE产物1AR-TP中的浆液直接自顶部排出反应器1BRE的比例(越过反应器1BRE反应空间的短路流量比例)越小、通过循环泵1BPUMP进入反应器1BRE、反应器1ARE的反应空间的比例越大。
[0179] 如图1所示，由于反应器1ARE产物1AR-TP中的部分浆液会直接自顶部排出反应器1BRE形成短路流动，因此，图1所示流程的后部，通常必须使用后续煤加氢直接液化反应器，也就是说，总体形成至少3级煤加氢直接液化反应工艺。
[0180] 图2是图1中反应器1BRE内部使用的产物1AR-TP的环管分布器131CP的详图。
[0181] 如图2所示，是分布器131CP的顶视图，1BRE-SHELL是反应器1BRE的壳体，181是反应器1BRE的顶部气液混相料排出管，131CP是反应器1BRE的顶部进料1AR-TP的环管分布器，131CPH是环管分布器131CP的布料孔，131IN是管道131在反应器1BRE内的连接环管分布器
131CP的管段。
131CP的管段。
[0182] 如图2所示，管道131输送的产物1AR-TP进入环管分布器131CP中，通过布料孔131CPH喷向分离空间，具体方式不受限制。
[0183] 如图2所示，管道131输送的产物1AR-TP进入环管分布器131CP，通过分布孔131CPH向下部喷出分散与其它物料混合，或者向上部喷出分散与其它物料混合，或者大体水平方向喷出分散与其它物料混合，当然也可以大体斜向外侧的下部方向喷出喷向液体收集杯中。
[0184] 图3是使用双上流式悬浮床煤加氢直接液化反应器的耦合系统的第2种流程示意图。
[0185] 如图3所示流程，与图1所示流程的不同之处在于：来自反应器1ARE的产物1AR-TP进入反应器1BRE主体反应空间的顶部区域，与来自反应器1BRE内部主体反应空间的上升中间产物混合后，利用反应器1BRE上部内壁与液体收集杯1BV外壁之间的环形间隙存在的强制混合作用强化混合效果。
[0186] 如图3所示，在反应器1BRE系统中，来自反应器1ARE的产物1AR-TP，经管道131输送进入反应器1BRE的主体反应空间的顶部区域，通常经过分布器131CP后均匀分布喷向反应空间，与来自反应器1BRE内部主体反应空间的上升中间产物1BRL1-MP混合为KMF后，进行少量煤加氢直接液化反应转化为总体反应产物1BRE-TOP-MIX，总体反应产物1BRE-TOP-MIX上行通过反应器1BRE上部内壁与液体收集杯1BV外壁之间的环形间隙后进入反应器1BRE上部的由反应器顶部器壁和液体收集杯1BV组成的部分脱液式气液分离空间1BRE-KD，并进行气液分离。如图3所示，主反应区被分割为两个区域，11BRE是1AR-TP入口以下的反应区，12BRE是1AR-TP入口以上的反应区。
[0187] 图4是图3中反应器1BRE内部使用的产物1AR-TP的环管分布器131CP的详图。
[0188] 如图4所示，是分布器131CP的顶视图，1BRE-SHELL是反应器1ARE的壳体，集液杯截面未表示，131CP是1AR-TP的环管分布器，131CPH是环管分布器131CP的布料孔。
[0189] 如图4所示，管道131输送的物料1AR-TP进入环管分布器131CP中，通过布料孔131CPH喷向分离空间。
[0190] 如图4所示，物料1AR-TP经管道131进入环管分布器131CP，通过分布孔131CPH向下部喷入反应空间中与中间产物1BRL1-MP混合，或者向上部喷向集液杯器壁然后与中间产物1BRL1-MP混合，或者大体水平方向喷出喷向反应器的侧壁和或集液杯器壁然后与产物
1BRL1-MP混合。
1BRL1-MP混合。
[0191] 图5是本发明设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统的第1种功能结构图和工艺原则流程示意图。
[0192] 如图5所示，作为与图1流程功能等效的组合体，用于褐煤加氢直接液化反应过程，属于“套筒1ARE-INS内侧为第1上流反应区1ARE，套筒上部为气体脱液区1RE-KD，套筒1ARE-INS外侧、集液杯1BV外侧、导液管1BVP外侧为第2上流反应区1BRE，集液杯1BV具有液体脱气功能，相当于在液体产物循环式上流悬浮床反应器中内置了一台上流式反应器”的操作模式，适合于原料煤浆中含有较多水分以及煤浆加热升温过程快速热裂解产生大量气体产物的煤加氢直接液化反应系统，比如含水、含大量羧基的褐煤的加氢直接液化反应系统。
[0193] 如图5所示，在反应器1RE系统中的第1上流反应区1ARE系统中，经管道111输送的油煤浆物料1AF、经管道115输送的含氢气物料1AH1，与可能存在的经管道169输送的循环液相1BRL2(可能含有气相)混合为下部混合进料1ATF，经管道119输送进入反应器1RE内的内置套筒1ARE-INS内侧上流反应区1ARE-URD的底部，通常经过椎体段及其前后位置设置的分配盘(图中未示出)后均匀分布分散在套筒1ARE-INS内部空间的水平截面上，在套筒1ARE-INS内部空间的上行过程中，进行上流式悬浮床煤加氢直接液化反应，原料煤浆中的易热解裂组分快速热裂解产生的大量气体产物；在套筒1ARE-INS内上流反应区1ARE的顶部，反应产物1AR-TP，离开套筒1ARE-INS内部空间，向四周分散流动，气体进入空间1RE-VD与其他气体混合折流后通过导流管181上行排出反应器1RE顶部，液体进入空间1RE-VD与其他液体混合折流后下行分为2路：第1路通过导流管181上行排出反应器1RE顶部、第2路通过集液杯1BV、导液管1BVP下流排出反应器1RE底部进入循环泵1BPUMP增压。
[0194] 如图5所示，在反应器1RE系统中的第2上流反应区1BRE系统中，经管道151输送的氢气1BH1，与经管道165输送的循环液相1BRL1(可能含有气相，含有来自1ARE的液相产物和1BRE的液相产物)混合为混合料1BTF，经管道152输送进入反应器1RE内反应区1BRE的底部，通常经反应器底部进料口上部安装的进料分配器1BTFS(图中未示出)进行预分配使进料尽可能平均分布到分配盘1BS的整个水平进料截面上；1BTFS进料分配器可以是任意的合适结构，如开孔或开缝的分配管，开孔或开缝的分配罩；分配盘1BS，可以是任意的合适结构，通常使用多个分配单元1BSK，每个分配单元1BSK设置分配盘1BS下部进料管(图中未示出)和分配盘1BS上部泡罩(图中未示出)，来自分配盘1BS下部的气、液、固体颗粒混相物料，经过分配盘1BS下部进料管穿过分配盘1BS后进入分配盘1BS上部泡罩中，然后经过分配盘1BS上部泡罩与分配盘1BS下部进料管的穿过分配盘1BS的上段管段之间的缝隙喷向分布器上端面，然后分散、碰撞、混合、转向后向上流动，在反应区1BRE主反应空间的上行过程中进行煤加氢直接液化反应转化为反应区1BRE的主体反应空间产物1BR-INP。
[0195] 如图5所示，反应区1BRE的主体反应空间产物1BR-INP通过反应器1RE上部内壁、内置套筒1ARE-INS外壁、液体收集杯1BV外壁之间的间隙后，进入反应器1RE上部的由反应器顶部器壁和液体收集杯1BV组成的部分脱液空间，与反应区1ARE的顶部产物1AR-TP混合为混合料1RE-TOP-MF，分离为循环液相1BRL和净产物1BR-TP即1RE-TP，净产物1RE-TP为气、液、固体颗粒混相物料，在反应器1RE顶部气相压力的作用下，经过插入液体收集杯1BV液面之下的产物导流管181上行排出反应器1BRE，经管道182输送进入下游加工流程中。
[0196] 如图5所示，顶部产物中的液体在重力作用下优先沉降进入收集杯1BV中，并在收集杯1BV内部的下降过程中逐步脱出气泡，脱出气泡的循环液相1BRL进入收集杯1BV底部的导管1BVP中向下流动排出反应器，经过管道161进入循环加压泵1BPUMP中，加压后的循环液相1BRL分为2路；第1路作为1BRL1，经过管道165输送与物料1BH1混合为混合料1BTF，经管道152输送进入反应区1BRE中循环加工；第2路作为1BRL2，经过管道169输送与物料1AF混合为混合料1ATF，经管道119输送进入反应区1ARE中循环加工。
[0197] 如图5所示，组合反应器1RE，构成了原料煤浆1AF的双反应区加工系统，2个反应区的反应产物，共用反应器1RE的上部气液分离空间1RE-KD，因此，2个反应区的氢气物料的工作方式是并联操作；反应区1BRE属于浆液上进料的液相产物循环式上流悬浮床煤加氢直接液化反应区，其目的是将反应区1ARE产物1AR-TP中的杂质气体及时排出反应过程，因此，反应区1ARE、反应区1BRE的气体产物均以一次通过流程直接排出；同时，反应区1ARE产物1AR-TP中的浆液、反应区1BRE的浆液产物，通过反应器1RE顶部的浆液分配功能，一部分直接排出反应器1RE，一部分通过集液杯、导液管、循环泵后循环加工；循环泵1BPUMP输送的循环液1BRL的重量流量对原料煤浆1AF的重量流量的比值称之为重量循环比K700，K700越大，反应区1ARE产物1AR-TP中的浆液直接自顶部排出反应器1RE的比例(越过反应区1BRE反应空间的短路流量比例)越小、通过循环泵1BPUMP进入反应区1BRE、反应区1ARE的反应空间的流量的比例越大。
[0198] 如图5所示，由于反应区1ARE产物1AR-TP中的部分浆液会直接自顶部排出反应器1RE形成短路流动，因此，图5所示流程的后部，通常必须使用后续煤加氢直接液化反应器，也就是说，总体形成至少3级煤加氢直接液化反应工艺。
[0199] 图6是图5中的反应器1RE内的内置套筒1ARE-INS截面、液体收集杯1BV截面、导流管1BVP、导流管181的K-K截面俯视图。
[0200] 如图6所示，在反应器壳体1RE-SHELL内，中心轴线布置集液杯1BV、导流管1BVP、导流管181，中心轴线的左侧布置内置套筒1ARE-INS；内置套筒1ARE-INS的上段占据的空间，可以视为是从集液杯1BV的完整筒节中按照圆筒形挖出的空间。
[0201] 图7是本发明设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统的第2种功能结构图和工艺原则流程示意图。
[0202] 图8是图7中的反应器1RE内的内置套筒1ARE-INS截面、液体收集杯1BV截面、导流管1BVP、导流管181的K-K截面俯视图。
[0203] 如图7所示设备结构和物料流程关系，与图5所示设备结构和物料流程关系的不同之处仅在于收集杯1BV结构形式的不同详见图8。
[0204] 如图8所示，在反应器壳体1RE-SHELL内，中心轴线布置集液杯1BV、导流管1BVP、导流管181，中心轴线的左侧布置内置套筒1ARE-INS；内置套筒1ARE-INS的上段占据的空间，可以视为是从集液杯1BV的完整筒节中按照弓形垂直切出的空间。
[0205] 图9是本发明设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统的第3种功能结构图和工艺原则流程示意图。
[0206] 如图9所示，是与图3流程功能等效的组合体，用于褐煤加氢直接液化反应过程，是属于“套筒1ARE-INS内侧为第1上流反应区1ARE且产物混入第2上流反应区1BRE中间产物中，集液杯1BV上部为气体脱液区1RE-KD，套筒1ARE-INS外侧、集液杯1BV外侧、导液管1BVP外侧为第2上流反应区1BRE，集液杯1BV具有液体脱气功能，相当于在液体产物循环式上流悬浮床反应器中内置了一台上流式反应器”的操作模式，适合于原料煤浆中含有较多水分以及煤浆加热升温过程快速热裂解产生大量气体产物的煤加氢直接液化反应系统，比如含水、含大量羧基的褐煤的加氢直接液化反应系统。
[0207] 如图9所示流程，与图7所示流程的不同之处在于：来自反应区1ARE的产物1AR-TP进入反应区1BRE主体反应空间的顶部区域，与来自反应区1BRE内部主体反应空间的上升中间产物混合后，利用反应器1RE上部内壁与液体收集杯1BV外壁之间的环形间隙存在的强制混合作用强化混合效果。
[0208] 图10是本发明设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统的第4种功能结构图和工艺原则流程示意图。
[0209] 如图10所示流程，与图9所示流程的不同之处仅在于：套筒1ARE-INS的布置位置变化为轴线布置，并置于集液杯导液管1BVP的四周形成夹套式环形柱体反应空间。
[0210] 图11是本发明设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统的第5种功能结构图和工艺原则流程示意图。
[0211] 如图11所示结构图和工艺原则流程示意图，与图9所示结构图和工艺原则流程示意图的不同之处仅在于：在反应器1RE的上部布置了第二分布器1BUS，以便布置中间进料的内置式套筒1ARE-INS、同时二次分布反应区1BRE的中间产物，在第二分布器1BUS上部的空间位置形成了反应区1BRE的上部子反应区12BRE；此时，反应器1RE相当于将3台小型反应组合在了一起，其优点在于：
[0212] ①1RE实现了3台小型反应器的大型化而减少反应器台数，可简化流程、节省投资；
[0213] ②1RE可有效利用串联反应器的总高度形成筒节高度叠加，增加液体循环系统的自然推动力，降低循环泵压差。
[0214] 图12是本发明设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统的第6种功能结构图和工艺原则流程示意图。
[0215] 如图12所示结构图和工艺原则流程示意图，与图9所示结构图和工艺原则流程示意图的不同之处仅在于：反应器1RE的顶部液体收集杯分割为2个空间，一个用作循环泵1BPUMP进料收集杯1BV，一个用作液体产物1BR-LP排料收集杯1BV2。液体产物1BR-LP排料收集杯1BV2，属于反应器KRE壳体内上部的专用排液斗。
[0216] 图12所示，反应器1RE上部内壁与液体收集杯1BV、1BV2组成了基本脱液空间，顶部物料中的液体在重力作用下优先沉降进入液体收集杯1BV、1BV2中，并在液体收集杯1BV、1BV2内部的下降过程中逐步脱出气泡，脱出气泡的循环液相1BRL进入收集杯1BV底部的导管1BVP中向下流动排出反应器1RE，经过管道161进入循环泵1BPUMP中。
[0217] 如图12所示，顶部产物分离为循环液相1BRL、液体产物1BR-LP和顶部基本含气产物1RE-TP；在反应器1RE顶部气相压力的作用下，液体产物1BR-LP经过液体收集杯1BV2液面之下的产物导流管1BV2P下行侧排流出反应器1RE，进入下游加工流程中。
[0218] 图13是本发明设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统的第7种功能结构图和工艺原则流程示意图。
[0219] 如图13所示的功能结构图和工艺原则流程图，与图5所示的功能结构图和工艺原则流程图的不同之处仅在于：增大了反应器1RE内的顶部气相空间，实现气液清晰分离。
[0220] 如图13所示，反应器1RE内的顶部气相空间1RE-VD进行气体深度脱液分离，自反应器1RE的顶部排出气体产物1RE-VD；同时，反应器1RE内的底部循环泵1BPUMP，排出浆液产物1BR-LP1经管道191、调节阀278、管道206输送进入下游加工系统。
[0221] 如图13所示，液位控制阀278设置在排放管路206上，液位传感器275信号与液位控制阀278连接，液位传感器275通过管道2751、2755对反应器1RE的内部空间的聚液区的液位进行监控，然后液位传感器275将检测到的液位信号输送至液位控制阀278控制其开度调节产物排放速度，使得反应液位保持稳定的液位高度。
[0222] 图14是本发明设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统的第8种功能结构图和工艺原则流程示意图。
[0223] 如图14所示的功能结构图和工艺原则流程图，与图13所示的功能结构图和工艺原则流程图的不同之处仅在于：液位传感器275对反应器内的集液杯1BV内部空间的聚液区的液位进行监控。
[0224] 如图14所示，液位控制阀278设置在排放管路206上，液位传感器275信号与液位控制阀278连接，液位传感器275通过管道2751、2755对反应器1RE的集液杯1BV内部空间的聚液区的液位进行监控，然后液位传感器275将检测到的液位信号输送至液位控制阀278控制其开度调节产物排放速度，使得反应液位保持稳定的液位高度。
[0225] 图15是本发明设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统的第9种功能结构图和工艺原则流程示意图。
[0226] 如图15所示的功能结构图和工艺原则流程图，与图9所示的功能结构图和工艺原则流程图的不同之处仅在于：增大了反应器1RE内的顶部气相空间，实现气液清晰分离。
[0227] 如图15所示，反应器1RE内的顶部气相空间1RE-VD进行气体深度脱液分离，自反应器1RE的顶部排出气体产物1RE-VD；同时，反应器1RE内的底部循环泵1BPUMP，排出浆液产物1BR-LP1经管道191、调节阀278、管道206输送进入下游加工系统。
[0228] 如图15所示，液位控制阀278设置在排放管路206上，液位传感器275信号与液位控制阀278连接，液位传感器275通过管道2751、2755对反应器1RE的内部空间的聚液区的液位进行监控，然后液位传感器275将检测到的液位信号输送至液位控制阀278控制其开度调节产物排放速度，使得反应液位保持稳定的液位高度。
[0229] 图16是本发明设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统的第10种功能结构图和工艺原则流程示意图。
[0230] 如图16所示的功能结构图和工艺原则流程图，与图15所示的功能结构图和工艺原则流程图的不同之处仅在于：液位传感器275对反应器内的集液杯1BV内部空间的聚液区的液位进行监控。
[0231] 如图16所示，液位控制阀278设置在排放管路206上，液位传感器275信号与液位控制阀278连接，液位传感器275通过管道2751、2755对反应器1RE的集液杯1BV内部空间的聚液区的液位进行监控，然后液位传感器275将检测到的液位信号输送至液位控制阀278控制其开度调节产物排放速度，使得反应液位保持稳定的液位高度。
[0232] 图13～图16所示是本发明的反应器顶部气相空间1RE-VD，可以设置气体产物的使用洗涤液的洗涤脱尘和或脱高沸点烃组分的功能，以降低排出反应器的气体产物中固体颗粒的含量和或降低高沸点烃组分的含量。
[0233] 图13～图16所示是本发明的反应器顶部气相空间1RE-VD，可以设置回收气体内中质烃的冷凝回流功能，降低排出反应器中的气体产物内的中质烃组分的含量。
[0234] 图13～图16所示是本发明的反应器1RE排出的气体1RE-VP，可以在洗涤分离器WD中与洗涤液WD-LF接触，实现气体1ARE-VP的洗涤脱尘和或脱高沸点烃组分的功能，回收洗涤富液WD-LP返回反应器1RE的反应空间循环使用。
[0235] 图13～图16所示是本发明的反应器1RE排出的气体1RE-VP，可以在中质烃回收器CMLD中，回收气体产物内中质烃，得到含中质烃的凝液CMLD-LP，至少一部分凝液CMLD-LP返回反应器1RE的反应空间循环使用。
[0236] 图5、图7、图9～图16所示的第一煤加氢直接液化反应器系统，与下游的1台或2台或多台煤加氢直接液化反应器系统组合，可以构成浆液串联加工的3级或更多级煤加氢直接液化反应过程。
[0237] 在本发明的具体应用流程之中，如图5、图7、图9～图16所示的流程之中，根据操作压力的不同，某些浆液的输送可能需要使用加压泵，2路或多路来源相同去向不同的浆液的加压过程可以联合加压，以减少高压泵台数、降低投资。
具体实施方式
[0238] 以下详细描述本发明。
[0239] 本发明所述的压力，指的是绝对压力。
[0240] 本发明所述的常规沸点指的是物质在一个大气压力下的汽、液平衡温度。
[0241] 本发明所述的常规沸程指的是馏分的常规沸点范围。
[0242] 本发明所述的比重，除非特别说明，指的是常压、15.6℃条件下液体密度与常压、15.6℃条件下水密度的比值。
[0243] 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。
[0245] 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。
[0246] 本发明所述的杂质元素，指的是原料油中的非氢、非碳、非金属组分如氧、硫、氮、氯等。
[0248] 本发明所述的轻质烃，为石脑油组分，指的是常规沸点低于200℃的常规液体烃。
[0249] 本发明所述的柴油组分，指的是常规沸点为200～350℃的烃类。
[0250] 本发明所述的蜡油组分指的是常规沸点为350～530℃的烃类。
[0251] 本发明所述的中质烃，指的是常规沸点为230～400℃的烃类。
[0252] 本发明所述的重质烃，指的是常规沸点高于350℃的烃类。
[0254] 本文所述供氢烃，指的是煤加氢直接液化反应过程、重油加氢反应过程、煤油共炼加氢反应过程中具有供氢功能的烃组分，供氢烃包括部分饱和的双环芳烃、部分饱和的多环芳烃。供氢烃中，二氢体的供氢速度均大于四氢体，三环芳烃的二氢体和双环芳烃的二氢体相比，其供氢速度有高有低；试验已经证明，多环芳烃虽然无供氢能力，但有传递氢的能力。在400℃时，下列组分的相对供氢速度如下：
[0255]
[0256] 加氢反应空间，指的是发生所述加氢反应的流体流动空间，可以是反应内空间如空筒反应器区、气提氢气混合区、液体收集杯上部空间区域等，可以是反应器外空间如管道内空间、阀门内空间、混合器内空间、泵内空间等。
[0257] 本文所说的多环芳烃，其芳环数≥3。
[0258] 本发明所述的上流式加氢反应器，其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上向下。
[0259] 本发明所述碳氢料，指的是含碳、氢元素的液体和或固体，如油和或煤。
[0260] 本发明所述碳氢料加氢反应过程RU，指的是以碳氢料为原料的加氢反应过程，包括碳氢料的加氢精制反应和或催化加氢裂化反应和或加氢热裂化反应和或热裂化自由基碎片的加氢稳定反应等反应过程。
[0261] 本发明所述碳氢粉料加氢直接液化过程，主要指的是煤加氢直接液化过程，但是可以包括与煤粉联合液化的主要由碳元素、氢元素组成的其它碳氢粉料，比如废塑料、废橡胶等固体制成的可用于液化的粉料。通常，为了加快供氢速度、抑制热缩合反应、降低反应热量、改善反应可操作性，高效的碳氢粉料加氢直接液化过程使用供氢溶剂油。
[0262] 本发明所述重油，指的是主要由常规沸点高于350℃的烃类，较佳者主要是由常规沸点高于450℃的烃类组成的重质烃油，最好主要是由常规沸点高于530℃的烃类组成的重质烃油，特别地宜为主要是由常规沸点高于530℃的氢含量低的富含芳香结构单元的重质烃类组成的劣质重油；对于劣质重油的加氢反应过程特别是加氢热裂化反应过程，为了加快供氢速度、抑制热缩合反应、降低反应热量、改善反应可操作性，高效的劣质重油加氢反应过程需要使用供氢溶剂油。
[0263] 所述碳氢料的加氢精制反应，可以是加氢脱杂质反应如加氢脱金属反应、加氢脱有机氧反应、加氢脱有机硫反应、加氢脱有机氧反应、加氢脱有机氯反应、加氢脱有机氟反应，可以是不饱和碳碳键的加氢饱和反应如烯烃加氢饱和反应、炔烃加氢饱和反应、芳烃加氢饱和反应，可以是上述反应中的一种或几种。所述碳氢料的加氢热裂化反应和热裂化自由基碎片的加氢稳定反应，通常总是相伴出现的，它普遍地存在于煤和或重油的高温加氢热裂化反应过程中，如煤加氢直接液化反应过程、煤油共炼的加氢反应过程、重油加氢热裂化反应过程、重油加氢化反应过程中。
[0264] 因此，本发明所述的碳氢料加氢反应过程，可以是煤和或劣质重油的高温加氢反应过程，甚至于，可以是超重油加氢脱金属反应过程、加氢脱硫反应过程、加氢脱氮反应过程，可以是超重油加氢裂化反应过程的前部加氢精制反应步骤如加氢脱金属反应步骤、加氢脱硫反应步骤和或加氢脱氮反应步骤。
[0265] 以下描述煤加氢直接液化过程。
[0266] 本发明所述煤加氢直接液化过程，指的是在溶剂油存在条件下通过加氢使煤加氢直接液化的方法，根据溶剂油和催化剂的不同、热解方式和加氢方式的不同以及工艺条件的不同，可以分为以下几种工艺：
[0267] ①溶解热解液化法：利用重质溶剂对煤热解抽提可制得低灰分的抽提物(日本称膨润炭)；利用轻质溶剂在超临界条件下抽提可得到以重质油为主的油类。此法不用氢气，前一种工艺产率虽高但产品仍为固体，后一种工艺如超临界抽提(萃取)法(SCE)抽提率不太高；
[0268] ②溶剂加氢抽提液化法：如有溶剂精炼煤法1和II(SRC-1和SRC-II)，供氢溶剂法EDS、日本新能源开发机构液化法(NEDOL)等，使用氢气，但压力不太高，溶剂油有明显的作用；
[0269] ③高压催化加氢法：如德国的新老液化工艺(IG和NewlG)和美国的氢煤法(H-Coal)等都属于这一类；
[0270] ④煤和渣油联合加工法(CO·processing)：以渣油为溶剂油与煤一起一次通过反应器，不用循环油。渣油同时发生加氢裂解转化为轻质油。美国、加拿大、德国和前苏联等各有不同的工艺；
[0271] ⑤干馏液化法：煤先热解得到焦油，然后对焦油进行加氢裂解和提质；
[0272] ⑥地下液化法：将溶剂注入地下煤层，使煤解聚和溶解，加上流体的冲击力使煤崩散，未完全溶解的煤则悬浮于溶剂中，用泵将溶液抽出并分离加工。
[0273] 煤直接液化方法中，多数属于煤加氢直接液化制油过程，无论何种煤临氢直接液化过程，其目标均是获得油品，追求的功能均是“煤转油”，必须存在的化学变化是“煤加氢”，目前此类技术的共同特征是使用溶剂油和催化剂，溶剂油的常规沸程一般为200～450℃、多数为200～400℃，溶剂油多数为蒸馏油，所含芳烃多数为2～4个环结构的芳烃。因此，无论是何种煤临氢直接液化过程，它产生的外排油或煤加氢直接液化油(通常为煤加氢直接液化轻油)或煤加氢直接液化油改性油，只要其组成具备本发明所述原料组成特点，均可以使用本发明方法进行加工。
[0274] 专利CN100547055C载明的一种用褐煤制取液体燃料的热溶催化法属于褐煤中压加氢直接液化过程，包括煤加氢直接液化反应过程和煤加氢直接液化油加氢改性过程共两个过程。为了提高煤炭直接液化的转化率和实现煤炭原料进入煤加氢直接液化反应器，煤炭进入煤加氢直接液化反应器前通常制成煤粉，与具备良好供氢能力的溶剂油配成油煤浆，油煤浆经加压、加热后进入煤加氢直接液化反应器。
[0275] 本发明所述煤加氢直接液化反应过程，指的是以煤炭和可能存在的分子氢气为原料，以特定的油品(通常为煤加氢直接液化油的加氢改性油)为供氢溶剂油，在一定的操作条件(如操作温度、操作压力、溶剂油/煤重量比、氢气/溶剂油体积比和合适加氢催化剂)下，煤炭直接发生碳碳键热裂化、加氢直接液化的反应过程。
[0276] 本发明所述煤加氢直接液化油，指的是所述煤加氢直接液化反应过程产生的油品，它存在于煤加氢直接液化反应流出物中，是基于供氢溶剂油、反应消耗煤炭和反应转移氢的综合反应产物。
[0277] 在煤加氢直接液化反应过程运转正常后，供氢溶剂油通常采用煤加氢直接液化反应过程自产的煤加氢直接液化油(通常为常规沸程高于165℃的馏分油)的加氢改性油，煤加氢直接液化油加氢改性过程的主要目标是生产煤加氢直接液化反应过程用溶剂油，具体而言就是提高油品中“具有良好供氢功能的组分”的含量，比如提高环烷基苯类、二环烷基苯类组分的含量，基于煤加氢直接液化油含有大量双环芳烃和大量三环芳烃这一事实，煤加氢直接液化油加氢改性过程是一个“适度芳烃饱和”的加氢过程。
[0278] 煤加氢直接液化反应过程的最终目标是生产外供的油品，通常煤加氢直接液化油加氢改性过程产生的加氢改性油分为两部分：一部分用作煤加氢直接液化反应过程用供氢溶剂油，一部分用作煤加氢直接液化制油过程外排油。通常，煤加氢直接液化反应过程产生的至少一部分煤加氢直接液化轻油用作煤制油过程外排油A，其余的煤加氢直接液化油用作煤加氢直接液化油加氢改性过程原料油生产煤加氢直接液化反应过程用供氢溶剂油和外排油B，此时存在A和B两路外排油，A和B两路外排油的最终去向通常均是经过深度加氢提质过程生产优质油品比如柴油馏分、石脑油馏分。
[0279] 本发明所述加氢反应器，基本部件通常有：
[0280] ①反应器壳体；
[0281] ②反应器壳体上的开口(或称为接管)；
[0282] ③布置于反应器壳体内的上流式加氢主反应空间，工作状态时通常使用催化剂，通常使用进料分布元件用于均匀分布进料；
[0283] ④布置于反应器壳体内底部的进料分布器；
[0284] ⑤布置于反应器壳体内上段或中上段的液体收集杯LD和液体导管LK；
[0285] ⑥反应器中间进料分布器(或分配器)，催化剂床层间的混合器，如冷氢箱；
[0286] ⑦出口整流部件，如收集器、液相排料用防涡流器、混相产品引出管。
[0288] 本发明所述反应器，辅助部件为外部保温材料、支撑件(裙座或支耳)、基础、梯子、操作平台及可能存在的消防配件如蒸汽消防环。根据建设地地质、气象等条件，结合设备重量、高度等条件，本发明所述上流式反应器根据需要其基础之下需要打桩以控制其基础的沉降速度。
[0289] 本发明上流式反应器，工作方式可以选择：
[0290] ①悬浮床加氢反应器；
[0291] ②沸腾床加氢反应器，通常以间歇的方式从床层底部卸出活性已经降低的催化剂，以间歇的方式从床层上部补入新鲜催化剂维持床层催化剂藏量；
[0292] ③微膨胀床。
[0293] 关于碳氢料加氢技术，对已有技术均可以合理选择使用或配合使用。
[0295] 本发明，特别适合于芳炭率高的重油加氢热裂化反应过程的初期反应产物的气相内中质烃的利用，因为这些中质烃通常富集了芳烃含量高的烃组分和或部分加氢饱和的芳烃组分，这些组分具有以下特点：
[0296] ①芳烃类组分的液相，可以溶解加氢热裂化过程产生的胶质、沥青质，防止它们聚集缩合生焦；
[0297] ②芳烃类组分的液相，对氢气的溶解度较高，利于氢气对目标反应物重烃组分的传递；
[0298] ③部分加氢饱和的芳烃组分，属于供氢烃。
[0299] 本发明，特别适合的芳炭率高的重油加氢热裂化反应过程的初期反应产物的气相内中质烃的利用，能够构成在线循环供氢溶剂低成本生产，且大部分甚至全部供氢溶剂的前生物来自于加氢热裂化反应过程RU的反应产物的烃类。
[0300] 以下描述本发明的特征部分。
[0301] 本发明设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统，其特征在于包括以下步骤：
[0302] 在碳氢料加氢反应过程RU，在存在氢气、液相烃同时可能存在固体颗粒的混相物料条件下，至少含有碳元素和氢元素的第一原料RUF1进行加氢反应RUR转化为最终加氢反应产物RUP；回收最终加氢反应产物RUP；最终加氢反应产物RUP，为1路或2路或多路物料；
[0303] 第一原料RUF1，主要由常规液态烃RUF1L和或固体粉料RUF1S组成；
[0304] 碳氢料加氢反应过程RU，加工包含第一原料RUF1的物料KATF，设置基于第一原料RUF1的液料的串联操作的至少2个反应级，使用至少1台加氢反应器；
[0305] 所述一个反应级，指的是包含碳氢料加氢反应步骤和该步骤气液产物的气液分离步骤的工艺过程；
[0306] 在碳氢料加氢反应过程RU，使用至少1台组合加氢反应器KRE，组合加氢反应器KRE系统为设置液料串联双上流反应区的套筒型碳氢料加氢反应器系统，存在2个反应级；
[0307] 组合加氢反应器KRE设置内置式套筒KARE-INS，内置式套筒KARE-INS的内部空间用作第一加氢反应区KARE的反应空间；
[0308] 组合加氢反应器KRE内，除内置式套筒KARE-INS内部空间，集液杯KBV和导液管KBVP的内部空间外的空间，上部空间用作气液分离空间KRE-KD、下部空间用作第二加氢反应区KBRE的反应空间；
[0309] 在组合加氢反应器KRE内，气液分离空间KRE-KD分离出液料KRE-KD-L和含气物料KRE-KD-VX；
[0310] 在组合加氢反应器KRE，排出基于液料KRE-KD-L的液体物料，排出基于含气物料KRE-KD-VX的含气物料；
[0311] 在反应器KRE系统中的第一上流反应区KARE系统中，基于第一原料RUF1的含液物料KRE-F及可能存在的循环液相KBRL2混合为混合进料KATF，进入反应器KRE内的内置套筒KARE-INS内侧的上流反应区KARE-URD的底部，在套筒KARE-INS内部空间的上行过程中，进行上流式膨胀床碳氢料加氢反应过程；在套筒KARE-INS内上流反应区KARE的顶部，反应产物KAR-TP离开套筒KARE-INS内部空间，KAR-TP中的气体最终进入空间KRE-VD与其他气体混合后排出反应器KRE，KAR-TP中的液体最终进入空间KRE-VD与其他液体混合为混合液XY，至少一部分混合液XY通过集液杯KBV、导液管KBVP后作为循环液体产物KBRL，至少一部分混合液XY作为外排液体产物KRE-LP离开组合加氢反应器KRE系统；外排液体产物KRE-LP可能存在于气液混相产物中；
[0312] 在反应器KRE系统中的第二上流反应区KBRE系统中，氢气KBH1循环液相KBRL1混合为混合料KBTF，进入反应器KRE内的反应区KBRE，在反应区KBRE主反应空间的上行过程中进行加氢反应转化为反应区KBRE的主体反应空间产物KBR-INP；
[0313] 反应区KBRE的主体反应空间的反应物料通过反应器KRE内壁、内置套筒KARE-INS外壁、液体收集杯KBV外壁之间的空间或间隙后，进入反应器KRE上部的由反应器顶部器壁和液体收集杯KBV组成的气体的至少脱出部分液体的脱液空间KRE-KD中；
[0314] 基于反应区KARE的产物KAR-TP的物料KAR-TP-BAS，进入反应器KRE上部的由反应器顶部器壁和液体收集杯KBV组成的气体的至少脱出部分液体的脱液空间KRE-KD中；
[0315] 进入脱液空间KRE-KD的总物料KRE-TOP-MF，分离为循环液相KBRL和净产物KRE-TP，净产物KRE-TP排出反应器KRE进入下游加工流程中；
[0316] 在反应器KRE内的气体脱液区KRE-KD中，液体在重力作用下优先沉降进入收集杯KBV中，经导液管KBVP后返回反应器KRE内的第二反应区KBRE循环加工；
[0317] 组合反应器KRE，构成了含液物料KRE-F的双反应区加工系统，2个反应区的反应产物，共用反应器KRE的上部气液分离空间KRE-KD，2个反应区的氢气物料的工作方式是并联操作；反应区KBRE属于浆液上进料的液相产物循环式上流式膨胀床碳氢料加氢反应区，反应区KARE、反应区KBRE的气体产物以一次通过流程直接排出组合反应器KRE；同时，基于反应区KARE的含液物料KRE-F的单程加氢浆液产物、反应区KBRE的浆液产物，通过反应器KRE顶部的浆液分配功能，一部分直接排出反应器KRE，一部分通过集液杯、导液管后作为循环液KBRL循环加工。
[0318] 本发明，循环液KBRL的重量流量对第一原料RUF1的重量流量的比值称之为重量循环比K700，通常，K700为0.05～5。
[0319] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，第一加氢反应器结构形式为组合加氢反应器KRE。
[0320] 本发明，内置式套筒KARE-INS的相对位置，可以选自下列的1种或几种的组合：
[0321] ①内置式套筒KARE-INS的顶沿标高，高于集液杯KBV的顶沿标高；
[0322] ②内置式套筒KARE-INS的顶沿标高，低于集液杯KBV的顶沿标高；
[0323] ③内置式套筒KARE-INS，与集液杯KBV和或收集液导管KBVP并列布置；
[0324] ④内置式套筒KARE-INS，与收集液导管KBVP套筒式布置，内置式套筒KARE-INS位于收集液导管KBVP外侧，内置式套筒KARE-INS与收集液导管KBVP之间的夹层空间为第一上流反应区KARE；
[0325] ⑤内置式套筒KARE-INS，穿越集液杯，与收集液导管KBVP并列布置；
[0326] ⑥内置式套筒KARE-INS，穿越集液杯并与集液杯为一体化设备，与收集液导管KBVP并列布置。
[0327] 本发明，在组合加氢反应器KRE中，第一加氢反应区KARE的体积，占组合加氢反应器KRE全部反应区体积的比例，可以选自下列规定中的一种：
[0328] ①小于50％；
[0329] ②小于35％；
[0330] ③小于20％；
[0331] ④小于10％。
[0332] 本发明，至少一部分组合加氢反应器KRE排出的液体产物KBRL，可以作为液料产物循环液KBRL2，返回上流式第一加氢反应区KARE循环加工。
[0333] 本发明，至少一部分组合加氢反应器KRE排出的液体产物KBRL，作为液料产物循环液KARE-LR，返回第二加氢反应区KBRE和或第一加氢反应区KARE循环加工，循环方式为使用循环液体增压器，可以选自下列的1种或几种的组合：
[0334] ①为文丘里加压器WDP；
[0335] 文丘里加压器WDP，动力介质为氢气原料或浆液原料或混合原料；
[0336] ②为屏蔽电机驱动的离心泵。
[0337] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU，可以选自下列加氢反应过程的一种或几种：
[0338] ①煤加氢直接液化反应过程，包括不使用供氢溶剂油的煤加氢直接液化反应过程、使用供氢溶剂油的煤加氢直接液化反应过程、煤临氢热溶液化过程、煤油共炼过程；
[0339] ②煤加氢直接液化反应过程所得液化油的加氢过程；
[0340] ③中低温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品的加氢过程；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
[0341] ④高温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品的加氢过程；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
[0342] ⑤页岩油重油或页岩油热加工过程所得油品的加氢过程；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
[0343] ⑥石油砂基重油热加工过程所得油品的加氢过程；所述热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
[0344] ⑦石油基重油热加工过程所得油品的加氢过程；所述热加工过程是重油焦化[0345] 过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程或加氢过程；
[0346] ⑧其它芳烃重量含量高于45％和或胶质重量含量高于15％和或沥青质重量含量高于5.0％的烃油。
[0347] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU的组合加氢反应器KRE的操作方式为膨胀床，可以选自下列的1种或几种的组合：
[0348] ①带液体产物循环的上流式沸腾床加氢反应器；
[0349] ②带液体产物循环的上流式悬浮床加氢反应器；
[0350] ③带液体产物循环的上流式悬浮床与沸腾床组合床反应器。
[0351] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，第一原料RUF1的总反应停留时间为TA；
[0352] 在组合加氢反应器KRE系统，第一原料RUF1的反应停留时间KRE-TA；
[0353] 组合加氢反应器KRE系统的反应停留时间KRE-TA，通常为总反应停留时间TA的0.05～0.65。
[0354] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU，第一原料RUF1中水的重量比例，可以选自下列规定中的一种：
[0355] ①大于5％；
[0356] ②大于4％；
[0357] ③大于3％
[0358] ④大于2％。
[0359] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，在组合加氢反应器KRE内的顶部气液分离区KRE-KD中，物料分离为液体产物收集液和其它含气体产物；其它含气体产物的相态可以选自下列规定中的一种：
[0360] ①气液混相，此时，反应器顶部气液分离操作方式为部分脱液式；
[0361] ②气相，此时，反应器顶部气液分离操作方式为清晰脱液式。
[0362] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器KARE内的顶部气液分离区KRE-KD中，分离出收集液KBRL和气体产物，此时，反应器顶部气液分离操作方式为清晰脱液式，此时，反应器KRE的顶部含液料位的控制方式，可以选自下列方式中的一种：
[0363] ①控制上部集液杯KBV内聚液区的液位；
[0364] ②控制反应器KRE壳体内上部含液料位的界面始终高于集液杯KBV顶部边沿的高度；
[0365] ③控制反应器KRE壳体内上部的专用排液斗的聚液区的液位。
[0366] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器KRE的顶部含液料位的控制方式，可以选自下列方式中的一种：
[0367] ①控制集液杯KBV内部空间存液区的液位；
[0368] ②控制反应器KRE壳体内上部气相区与存液区的界面始终高于集液杯顶部边沿的高度。
[0369] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，煤粉的液化率为85～98％。
[0370] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，同时掺炼重油FD；
[0371] 通常，重油FD的加氢热裂化转化率，大于90％。
[0372] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，操作条件通常为：反应温度为400～485℃，反应器压力为6～30MPa，气相氢气体积浓度50～95％，气液体积比为200～1500NL/kg，液化催化剂添加量为干煤粉重量的0.1～3质量％，含可释放性硫的助催化剂添加量为助催化剂中硫S/催化剂活性金属的摩尔比为1.0～2.0，煤浆固体浓度为10～
60质量％，反应停留时间TA为0.5～4小时；
60质量％，反应停留时间TA为0.5～4小时；
[0373] 组合加氢反应器KRE系统，操作条件为：反应温度为390～475℃，反应器压力为6～30MPa，气相氢气体积浓度50～95％，气液体积比为200～1500NL/kg，液化催化剂添加量为干煤粉重量的0.1～3质量％，含可释放性硫的助催化剂添加量为助催化剂中硫S/催化剂活性金属的摩尔比为1.0～2.0，煤浆固体浓度为20～60质量％，反应停留时间KRE-TA为总反应停留时间TA的0.05～0.65；
[0374] 组合加氢反应器KRE系统中，第一加氢反应区KARE的反应停留时间KARE-TA，为第二加氢反应区KBRE的反应停留时间KBRE-TA的0.05～0.50。
[0375] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，使用的煤加氢直接液化催化剂，可以是一种复合型加氢催化剂，包含高活性组分与低活性组分；所述高活性组分金属与低活性组分金属的重量比为1∶10至10∶1；所述高活性组分为钼的水溶性盐类化合物或其混合物；所述低活性组分为氧化铁矿石或硫化铁矿石，其中矿石中铁含量不低于40wt％，煤加氢直接液化催化剂水含量低于2wt％；煤加氢直接液化催化剂粒子直径为1～
100μm的粉状颗粒。
100μm的粉状颗粒。
[0376] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，煤加氢直接液化催化剂可以是纳米超细颗粒水合氧化铁催化剂和或氧化铁和或黄铁矿和或赤铁矿和或氧化钼和或硫化钼和或钼酸铵和或硫化镍。
[0377] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，进入煤加氢直接液化反应过程RU的烃油至少一部分为供氢溶剂DS，供氢溶剂DS的至少一部分作为配制煤浆的溶剂使用；
[0378] 通常，供氢溶剂DS主要由常规沸点为250～530℃烃类组成，其中部分饱和芳烃的重量含量大于15％、芳碳率为0.35～0.70；
[0379] 供氢溶剂DS的重量流率DS-W与煤粉SF的重量流率SF-W的比值为剂煤比K100，K100＝(DS-W)/(SF-W)，K100为0.35～2.0。
[0380] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU，设置可能包含固体的液料的串联操作的多个反应级，其中反应级之间存在可能包含固体的液料的串联流动，以可能包含固体的液料在反应级之间的流动为正向，任意二个反应级的反应器之间氢气物料的流动方式，可以选自下述方式的1种或几种：
[0381] ①存在至少1个反应级，其反应过程接收上游反应级的含氢气产物，与浆液物料的主体流向同向并流，属于存在氢气物料顺流操作的反应过程；
[0382] ②浆料串联、氢气短路跨流的串联反应过程；
[0383] ③存在至少1个反应级，其气相产物不进入其它任意反应级的反应过程，其气体原料不使用来自其它任意反应级的氢气，属于存在氢气物料并联操作的反应过程；
[0384] ④存在至少1个反应级，其反应过程接收下游反应级的含氢气产物，属于在反应级之间存在氢气产物逆流操作的反应过程。
[0385] 本发明，碳氢料加氢反应过程RU为煤加氢直接液化反应过程，设置浆液串联操作的多个反应级，其中反应级之间存在浆液的串联流动，以浆液在反应级之间的流动为正向，任意二个反应级的反应器之间氢气物料的流动方式，可以选自下述方式的1种或几种：
[0386] ①煤加氢直接液化反应过程RU，至少包含浆料物料串联操作的2个反应级，第一反应级与第二反应级之间氢气物料与浆液的主体流向同向并流，属于液、气顺流串联反应过程；
[0387] 第一反应级排出含气相和液相的混相产物1RTP；
[0388] 设立第二反应级，使用至少一台上流式膨胀床煤加氢直接液化反应器2RE；第一反应级的含气相和液相的混相产物1RTP作为下进料进入反应器2RE下部反应空间向上流动穿过上部反应空间，转化为反应产物2RE-TP排出反应器2RE；
[0389] ②煤加氢直接液化反应过程RU，至少包含浆料物料串联操作的2个反应级，第一反应级与第二反应级之间属于浆料串联、氢气短路跨流的串联反应过程；
[0390] 第一反应级排出含气相和液相的混相产物1RTP、重量上主要由含固液料组成的液料1RLP；
[0391] 设立第二反应级，使用一台液体产物循环式上流式膨胀床煤加氢直接液化反应器2RE，第一反应级产物液料1RLP作为下进料进入反应器2RE下部反应空间向上流动穿过上部反应空间，转化为反应产物2RTP排出反应器2RE；
[0392] 同时，第一反应级的含气相和液相的混相产物1RTP作为上进料进入反应器2RE上部，与反应器2RE内物料混合接触；
[0393] 反应器2RE，设置顶部液体收集杯，收集液循环返回反应器2RE的下部反应空间中循环加工；
[0394] ③存在至少1个反应级，其气相产物不进入其它任意反应级的反应过程，其气体原料不使用来自其它任意反应级的氢气，属于存在氢气物料并联操作的反应过程；
[0395] ④存在至少1个反应级，其反应过程接收下游反应级的含氢气产物，属于在反应级之间存在氢气产物逆流操作的反应过程。
[0396] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器KRE顶部气液分离操作方式为清晰脱液式；
[0397] 可以在反应器KRE内设置气体的使用洗涤液的洗涤脱尘和或脱高沸点烃组分的功能，降低排出反应器中的气体产物中固体颗粒的含量和或降低高沸点烃组分的含量，可以选自下列方式中的一种或几种：
[0398] ①进行气体脱除固体颗粒的洗涤脱尘步骤，在反应器KRE内的上部气相空间设置洗涤液与气体进行接触和分离的洗涤脱尘段，采用喷雾洗涤方式
[0399] ②进行气体脱除固体颗粒的洗涤脱尘步骤，在反应器KRE内的上部气相空间设置洗涤液与气体进行接触和分离的洗涤脱尘段，采用填料层逆流洗涤方式；
[0400] ③进行气体间接冷却产生含中质烃冷凝液体的凝液回流洗涤方式，在反应器KRE内的上部气相空间，设置内置式冷却器。
[0401] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器KRE顶部气液分离操作方式为清晰脱液式；
[0402] 在碳氢料加氢反应过程RU，可以在反应器KRE内设置气体的中质烃的冷凝回流功能，降低排出反应器中的气体产物内中质烃组分的含量，可以选自下列方式中的一种或几种：
[0403] ①进行气体冷凝中质烃步骤，在反应器KRE内的上部气相空间设置洗涤液与气体进行接触和分离的接触冷凝段，采用喷雾直接冷凝方式
[0404] ②进行气体冷凝中质烃步骤，在反应器KRE内的上部气相空间设置洗涤液与气体进行接触和分离的接触冷凝段，采用填料层逆流接触冷凝方式；
[0405] ③进行气体间接冷却产生含中质烃冷凝液体的凝液回流方式，在反应器KRE内的上部气相空间，设置内置式冷却器。
[0406] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器KRE顶部气液分离操作方式为清晰脱液式；
[0407] 在碳氢料加氢反应过程RU，可以设置洗涤分离器WD；
[0408] 在洗涤分离器WD中，反应器KRE排出的气体KRE-VP与洗涤液WD-LF接触后分离为洗涤富液WD-LP和洗涤净化气WD-VP，洗涤净化气WD-VP中的固体颗粒的重量浓度低于气体KRE-VP中的固体颗粒的重量浓度和或洗涤净化WD-VP气中的高沸点烃组分的重量浓度低于气体KRE-VP中的高沸点烃组分的重量浓度，至少一部分洗涤富液WD-LP返回反应器KRE的反应空间循环使用，工作方式选自下列方式中的一种或几种：
[0409] ①在洗涤分离器WD中，采用喷雾洗涤方式，使洗涤液WD-LF与气体KRE-VP接触；
[0410] ②在洗涤分离器WD中，采用填料层逆流洗涤方式，使洗涤液WD-LF与气体KRE-VP接触；
[0411] ③在洗涤分离器WD中，设置内置式冷却器，进行气体间接冷却产生含中质烃冷凝液体的凝液充当回流洗涤液的洗涤方式。
[0412] 本发明，至少一部分洗涤富液WD-LP，可以自流返回反应器KRE的反应空间循环使用；
[0413] 此时，洗涤分离器WD的底部液面标高，高于反应器KRE内液相物料存在区域的标高。
[0414] 本发明，至少一部分洗涤富液WD-LP，可以自流返回反应器KRE的套筒KRE-URD-ES内循环使用；
[0415] 此时，洗涤分离器WD的底部液面标高，高于反应器KRE内液相物料存在区域的标高。
[0416] 本发明，至少一部分洗涤富液WD-LP，可以经过屏蔽式电动离心泵加压后返回反应器KRE的反应空间循环使用。
[0417] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器KRE顶部气液分离操作方式为清晰脱液式；
[0418] 在碳氢料加氢反应过程RU，可以设置中质烃回收器CMLD；
[0419] 在中质烃回收器CMLD中，设置回收气体产物内中质烃的冷凝回流功能，降低排出中质烃回收器CMLD中的气体产物CMLD-VP内中质烃组分的含量，得到含中质烃的凝液CMLD-LP，至少一部分凝液CMLD-LP返回反应器KRE的反应空间循环使用，工作方式选自下列方式中的一种或几种：
[0420] ①进行气体冷凝中质烃步骤，在中质烃回收器CMLD中，设置洗涤液与气体进行接触和分离的接触冷凝段，采用喷雾直接冷凝方式
[0421] ②进行气体冷凝中质烃步骤，在中质烃回收器CMLD中，设置洗涤液与气体进行接触和分离的接触冷凝段，采用填料层逆流接触冷凝方式；
[0422] ③进行气体间接冷却产生含中质烃冷凝液体的凝液回流方式，在中质烃回收器CMLD中，设置内置式冷却器。
[0423] 本发明，至少一部分凝液CMLD-LP，可以自流返回反应器KRE的反应空间循环使用；
[0424] 此时，中质烃回收器CMLD的底部液面标高，高于反应器KRE内液相物料存在区域的标高。
[0425] 本发明，至少一部分凝液CMLD-LP，可以自流返回反应器KRE的套筒KRE-URD-ES内循环使用；
[0426] 此时，中质烃回收器CMLD的底部液面标高，高于反应器KRE内液相物料存在区域的标高。
[0427] 本发明，至少一部分凝液CMLD-LP，可以经过屏蔽式电动离心泵加压后返回反应器KRE的反应空间循环使用。
[0428] 本发明，组合加氢反应器KRE设置内置式套筒KARE-INS，其数量可以为1个或2个或多个。
[0429] 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。
[0430] 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。
[0431] 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。
[0432] 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。
[0433] 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温高分油液体，温高分气气体进入冷高压分离部分进行冷却和气液分离。
[0434] 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。
[0435] 对于煤加氢直接液化反应过程RU，因为常规气体烃、CO、CO2产率巨大，通常大部分冷高分气比如约70～100％的冷高分气，通过膜分离工艺提纯后所得渗透氢气加压后返回加氢反应过程，未渗透气经过PSA提氢或经过“水蒸气转化制氢+PSA提氢”后加压返回加氢反应过程循环使用。
[0436] 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。
[0437] 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。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种基于三维梯形概率模糊集的变压器绝缘油劣化评估方法 | 2020-11-05 | 0 |
| 一种包膜法颗粒化种植土的制备方法 | 2022-02-28 | 2 |
| 硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料 | 2021-05-20 | 2 |
| 一种(E)-β-芳基-β,γ-不饱和酯化合物的合成方法 | 2021-06-30 | 1 |
| 一种由分子氧氧化制备麦芽酚及同系物的方法 | 2022-07-08 | 2 |
| 用于锂离子电池的Si/G/C复合物 | 2023-02-13 | 1 |
| 天然气成熟度计算方法及气源对比方法 | 2021-12-15 | 0 |
| 酯化合物、含有它的润滑油组合物及其制造方法 | 2020-05-27 | 1 |
| 一种柔性全息基元膜及其制备方法和应用 | 2020-08-06 | 1 |
| 一种治疗慢性盆腔炎的改良纳米中药栓剂及其制备方法 | 2022-05-27 | 1 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈