含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统
阅读：1033发布：2020-06-10
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1.含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的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；
碳氢料加氢反应过程RU，设置基于第一原料RUF1的液料的串联操作的至少1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，至少1台加氢反应器CRE系统为含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统；
在反应器CRE，加工基于第一原料RUF1的液料CRE-LF，设置液料产物循环型上流式膨胀床加氢反应区CR-RV和二次脱气排液区DVV，加氢反应器CRE外排液料产物CRE-LP是经过串联操作的加氢反应区CR-RV产物的分离区CR-RV-VD、二次脱气排液区DVV的深度脱气液体产物；
在反应器CRE的上流式膨胀床加氢反应区CR-RV中，含基于第一原料RUF1的液料CRE-LF的物料、循环液KCRL，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，在反应区CR-RV的上行过程中进行加氢反应转化为反应区CR-RV的反应产物CR-RV-INP；
在加氢反应器CRE内，设置上流式膨胀床加氢反应区CR-RV的反应空间，设置集液杯CV1对反应区CR-RV产物CR-RV-IP进行脱出至少部分液料的脱液分离过程CR-RV-S，完成分离过程CR-RV-S的分离空间CR-RV-VD位于反应区CR-RV之上；分离空间CR-RV-VD分离出液料CR-RV-VD-L和含气物料CR-RV-VD-TVP；
反应区CR-RV的反应产物CR-RV-INP，通过反应器CRE内壁、液体收集杯CV1外壁之间的间隙后，进入分离空间CR-RV-VD中；
进入分离空间CR-RV-VD的总物料CR-RV-VD-TF，分离为液料CR-RV-VD-L和含气物料CR-RV-VD-TVP；
在反应器CRE内的分离空间CR-RV-VD，至少一部分部分液体CR-RV-VD-L在重力作用下优先沉降进入收集杯CV1中，经导液管CV1P后返回反应器CRE内的加氢反应区CR-RV的反应空间，作为循环液KCRL循环加工；
在加氢反应器CRE承压壳体内，设置二次脱气排液区DVV，至少一部分基于液料CR-RV-VD-L的液体物料DVV-F进入二次脱气排液区DVV，分离出液料DVV-LP和含气物料DVV-VP；
加氢反应器CRE，排出基于含气物料CR-RV-VD-TVP的物料；
加氢反应器CRE，排出基于含气物料DVV-VP的物料；
加氢反应器CRE，排出基于液料DVV-LP的二次脱气液料产物CRE-LP。
2.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2台加氢反应器，最后1台加氢反应器的结构和功能为含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统。
3.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
循环液KCRL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。
4.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的总化学氢耗为TWCH；
在加氢反应器CRE系统，第一原料RUF1的化学氢耗为CRE-TWCH；
加氢反应器CRE系统的化学氢耗CRE-TWCH，为总化学氢耗TWCH的0.05～0.75。
5.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；
在加氢反应器CRE系统，第一原料RUF1的反应停留时间CRE-TA；
加氢反应器CRE系统的反应停留时间CRE-TA，为总反应停留时间TA的0.05～0.65。
6.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
在加氢反应器CRE中，二次脱气排液区DVV的体积，对加氢反应器CRE反应区CR-RV的体积的比例，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％。
7.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
在加氢反应器CRE中，二次脱气排液区DVV的液体的停留时间，选自下列规定中的一种：
①介于5～15分钟；
②介于3～5分钟；
③介于2～3分钟；
④小于2分钟。
8.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
二次脱气排液区的进料DVV-F即一次脱气液料的来源，选自下列的1种或几种的组合：
①一次液体脱气区是排出循环液KCRL的液体收集杯CV1，进料DVV-F是液体收集杯CV1的排出液；
②一次液体脱气区是独立于排出循环液KCRL的液体收集杯CV1的集液器CV2。
9.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
二次脱气排液区DVV的集液器CV2，与排出循环液KCRL的液体收集杯的集液器CV1组成一体化设备CV，其结构形式选自下列的1种或几种的组合：
①二次脱气排液区DVV的集液器CV2，与排出循环液KCRL的液体收集杯CV1的集液器组成一体化设备；二次脱气排液区DVV的集液器CV2的顶沿标高，高于集液杯CV1的顶沿标高；
②次脱气排液区DVV的集液器CV2，与排出循环液KCRL的液体收集杯CV1的集液器组成一体化设备；二次脱气排液区DVV的集液器CV2的顶沿标高，不高于集液杯CV1的顶沿标高。
10.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
反应器CRE的二次脱气排液区DVV的相对位置，选自下列的1种或几种的组合：
①二次脱气排液区DVV，位于内置式套筒CRE-INS中，与集液杯CV1和或收集液导管CV1P并列布置；
②二次脱气排液区DVV，位于内置式套筒CRE-INS中，与集液杯CV1和或收集液导管CV1P并列布置；内置式套筒CRE-INS，与收集液导管CV1P套筒式布置，内置式套筒CRE-INS位于收集液导管CV1P外侧；
③二次脱气排液区DVV，位于垂直隔板和反应器侧壁构成的筒式空间中，与集液杯CV1和或收集液导管CV1P并列布置；
④二次脱气排液区DVV，位于内置式套筒CRE-INS中，内置式套筒CRE-INS，穿越集液杯CV1，与收集液导管CV1P并列布置；
⑤二次脱气排液区DVV，位于反应器CRE承压壳体内的顶部，二次脱气排液区DVV的气相区与反应区CR-RV产物的分离空间CR-RV-VD连通；可能有二次脱气排液区DVV的液料溢流进入分离空间CR-RV-VD；
⑥二次脱气排液区DVV，位于反应器CRE承压壳体内的顶部，二次脱气排液区DVV的气相区与反应区CR-RV产物的分离空间CR-RV-VD不连通；
⑦二次脱气排液区DVV，位于反应器CRE承压壳体内的底部，二次脱气排液区DVV的气相区与反应区CR-RV产物的分离空间CR-RV-VD连通；
⑧二次脱气排液区DVV，位于反应器CRE承压壳体内的底部，二次脱气排液区DVV的气相区与反应区CR-RV产物的分离空间CR-RV-VD不连通。
11.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
至少一部分加氢反应器CRE的分离区CR-RV-VD的排出的液体产物CRL-RLA，作为液料产物循环液返回CRE上游的加氢反应器的反应空间循环加工。
12.根据权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：
至少一部分加氢反应器CRE的分离区CR-RV-VD的排出的液体产物CRL-RL，作为液料产物循环液返回加氢反应器CRE的反应空间的反应空间循环加工和或返回加氢反应器CRE的上游的加氢反应器的反应空间循环加工，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。
13.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。
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，加氢反应器CRE的操作方式，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的组合床反应器。
15.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，在加氢反应器CRE内的主反应区CR-RV产物的气液分离区CR-RV-VD中，物料分离为液体产物收集液CR-RV-VD-LP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，反应器分离区CR-RV-VD的操作方式为部分脱液式；
②气相，此时，反应器分离区CR-RV-VD的操作方式为清晰脱液式。
16.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CRE内主反应区CR-RV产物的分离空间CR-RV-VD的气液分离操作方式为清晰脱液式，此时，反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的含液料位的控制方式，选自下列方式中的一种：
①控制排出循环液KCRL的液体收集杯内聚液区的液位；
②控制反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区与存液区的界面，始终高于排出循环液KCRL的液体收集杯顶部边沿的高度；
③控制反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的专用排液斗的聚液区的液位，专用排液斗排出液体物料DVV-F进入二次脱气排液区DVV。
17.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CRE的分离空间CR-RV-VD的含液料位的控制方式，选自下列方式中的一种：
①控制排出液体物料DVV-F的集液杯内部空间存液区的液位，液体物料DVV-F进入二次脱气排液区DVV；
②控制反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区与存液区的界面始终高于集液杯顶部边沿的高度。
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，煤粉的液化率为85～98％。
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，同时掺炼重油FD；
重油FD的加氢热裂化转化率，大于90％。
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，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；
加氢反应器CRE系统，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3～65质量％，反应停留时间CRE-TA为总反应停留时间TA的0.05～0.65。
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。
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，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。
23.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。
24.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2个或多个反应级，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。
25.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2个或多个反应级，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。
26.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CRE的分离空间CR-RV-VD的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CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区，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CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区，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CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区，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CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区，设置内置式冷却器。
27.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CRE的分离空间CR-RV-VD的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CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区，设置气体的中质烃的冷凝回流功能，降低排出反应器CRE的气体产物内中质烃组分的含量，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，在反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区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CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区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CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区，设置内置式冷却器。
28.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CRE的分离空间CR-RV-VD的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，来自反应器CRE的气体产物CR-RV-VD-VP和或气体DVV-VP作为进料气体WD-VF，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进料气体WD-VF中的固体颗粒的重量浓度和或洗涤净化气WD-VP中的高沸点烃组分的重量浓度低于进料气体WD-VF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CRE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与进料气体WD-VF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与进料气体WD-VF接触；
③在洗涤分离器WD中，设置内置式冷却器，进行进料气体WD-VF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。
29.根据权利要求28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CRE的反应空间CR-RV循环使用；
此时，洗涤分离器WD的底部液面标高，高于反应器CRE内液相物料存在区域的标高。
30.根据权利要求28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CRE的排出循环液KCRL的液体收集杯CV1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CRE内液相物料存在区域的标高。
31.根据权利要求28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CRE的反应空间CR-RV循环使用。
32.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CRE的分离空间CR-RV-VD的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，来自反应器CRE的气体产物CR-RV-VD-VP和或气体DVV-VP作为进料气体CMLD-VF，设置回收进料气体CMLD-VF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CRE的反应空间CR-RV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，设置洗涤液与进料气体CMLD-VF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，设置洗涤液与进料气体CMLD-VF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。
33.根据权利要求32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CRE的反应空间CR-RV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CRE内液相物料存在区域的标高。
34.根据权利要求32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CRE的排出循环液KCRL的液体收集杯CV1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CRE内液相物料存在区域的标高。
35.根据权利要求32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CRE的反应空间CR-RV循环使用。
含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应
器系统
技术领域
[0001] 本发明涉及含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统，特别适合于2级或多级煤加氢直接液化反应过程的末位反应器使用以获得深度脱气液体产物，可减少1台高压设备；同时，也避免了反应器液态产物去独立脱气罐的加速、混合、输送、二次导流入罐、二次分布、二次气液初期分离过程，节省了输料管道和设备空间，二次脱气利于改善排液脱气效果；同时，可以利用反应器外的输送管添加冷却介质，方便地控制外排浆液产物温度，或使用急冷氢气生产湿氢气返回上游使用；通过增加气相空间体积，可实现清晰气液分离，可组合气体的冷凝回流设备或气体脱尘设备。
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，有大量过程需要使用液料产物循环式上流反应器和其气液产物的热高压分离器，如煤加氢直接液化反应过程、煤油共炼加氢热裂化反应过程、重油加氢热裂化反应过程、重油加氢改质反应过程、生物质焦油加氢改质反应过程等。
[0019] 通常，由于常规煤加氢直接液化反应产物中的气液体积比大，可达3∶1～10∶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，并且接近加氢反应器的直径；同时，由于常规煤加氢直接液化反应产物中的液气体积比小，仅1∶10～1∶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；为了防止易缩合物结焦，液料的停留时间通常仅2～5分钟，即液相停留区体积很小，如此形成了结构异常的热高压分离器结构，液相聚集区的上部是气液分离器的筒体段，即直径同于气相区的直径，液体流速极低，其操作存在易于沉积颗粒物的缺陷，为了防止颗粒沉积，通常设置导流件使液料旋转流动，但是，这不能彻底解决因设备结构缺陷带来的问题。另一方面，当采用氢气逆流返回上游加氢反应器时，并不需要清晰的气相脱液功能，这样，相对于液料产物循环式上流反应器的空间体积数量，气液分离器将是一台总体体积很小的设备。
[0020] 因此，基于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必然存在、而且体积必然较小的特点，本发明设想，将1台液料产物循环式上流反应器、1台小体积的液相脱气罐(或气液分离器)组合在一台组合设备内，其中，将加氢反应区、集液杯和导液管、排液脱气区并列布置，从而形成集成设备系统，与循环油加压泵共4个功能件组合使用，简化了工艺过程，缓解了常规热高压分离器的气相空间直径与液相空间直径相差过大的矛盾；进一步地，可设置一台大直径的气相脱液罐空间，即组合5个功能件(或功能区)；甚至可以同时将气体冷凝器、气体脱尘器等更多的工艺设备功能组合在一起，形成具有6～7个功能件(或功能区)的集成度更高的反应器系统；其中，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。
[0021] 至此，已经提出了本发明的基本设想：含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统，特别适合于2级或多级煤加氢直接液化反应过程的末位反应器使用以获得深度脱气液体产物，可减少1台高压设备；同时，也避免了反应器液态产物去独立脱气罐的加速、混合、输送、二次导流入罐、二次分布、二次气液初期分离过程，节省了输料管道和设备空间，二次脱气利于改善排液脱气效果；同时，可以利用反应器外的输送管添加冷却介质，方便地控制外排浆液产物温度，或使用急冷氢气生产湿氢气返回上游使用；通过增加气相空间体积，可实现清晰气液分离，可组合气体的冷凝回流设备或气体脱尘设备。
[0022] 对于煤加氢直接液化反应过程，本发明所述含液料循环上流反应区和排液区的套筒型加氢反应器系统，至少集成了所述液料产物循环式上流反应器、产物液相二次脱气罐的功能，可以排出一个基本不含气体的液料、一个气液混相料或气体产物的物料；因此在一个承压壳体内，通过设置内置式排液脱气筒节、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上流式反应区，第二个功能区为反应液相产物聚集区和下降区，第三个功能区为排液二次脱气区，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反应区，构成返混流膨胀床反应器系统；可使部分液相产物回流至排液二次脱气区顶部循环，构成溢流型排液区；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。
[0023] 与使用1台液料循环式上流加氢反应器和1台热高压分离器的常规方案相比，对煤加氢直接液化反应过程，本发明的工艺优点或特点在于：
[0024] ①将1台液料循环式上流加氢反应器和1台热高压分离器组合为1台设备，有减少高压设备数量、优化设备结构、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；
[0025] 由于液体二次脱气区由内置式筒节构成，其筒节厚度与独立热高压分离器相比变得很薄，且流通截面积可以灵活调节，因此，组合设备的结构可以灵活设置，易于实现设备结构的最优化；
[0026] 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“催化反应一分馏回流”集成系统；
[0027] ③适合于氢气逆流反应系统，可以降低气相脱液清晰度；
[0028] ④使用冷却物料，方便排液降温；
[0029] ⑤使用氢气冷却排液，在排液降温的同时，气提中质烃生产湿态氢气而循环进入上游加氢反应过程，提高供氢剂利用率；
[0030] ⑥适合于新建装置或现有装置改造。
[0031] 本发明在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。
[0032] 很明显，本发明，既是一种集成设备，也是一种集成工艺方法。
[0033] 对于煤加氢直接液化反应过程而言，热高压分离器气相空间理论直径和液相空间理论直径存在较大差别、而且排液脱气空间体积必然较小的问题是煤加氢直接液化反应过程存在的一个普遍问题，由于本发明的效果影响巨大，因此，本发明的出现是必然的。
[0034] 本发明，可以通过组合其它煤加氢直接液化反应器、变化各段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。
[0035] 本发明所述方法未见报道。
[0036] 因此，本发明的第一目的是提出含液料循环上流反应区和排液区的套筒型加氢反应器系统，可应用于碳氢料的1级或2级或多级加氢反应过程，碳氢料可以是油和或煤。
发明内容
[0037] 本发明含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统，其特征在于包括以下步骤：
[0038] 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；
[0039] 碳氢料加氢反应过程RU，设置基于第一原料RUF1的液料的串联操作的至少1个反应级，使用至少1台加氢反应器；
[0040] 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；
[0041] 在碳氢料加氢反应过程RU，至少1台加氢反应器CRE系统为含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统；
[0042] 在反应器CRE，加工基于第一原料RUF1的液料CRE-LF，设置液料产物循环型上流式膨胀床加氢反应区CR-RV和二次脱气排液区DVV，加氢反应器CRE外排液料产物CRE-LP是经过串联操作的加氢反应区CR-RV产物的分离区CR-RV-VD、二次脱气排液区DVV的深度脱气液体产物；
[0043] 在反应器CRE的上流式膨胀床加氢反应区CR-RV中，含基于第一原料RUF1的液料CRE-LF的物料、循环液KCRL，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，在反应区CR-RV的上行过程中进行加氢反应转化为反应区CR-RV的反应产物CR-RV-INP；
[0044] 在加氢反应器CRE内，设置上流式膨胀床加氢反应区CR-RV的反应空间，设置集液杯CV1对反应区CR-RV产物CR-RV-IP进行脱出至少部分液料的脱液分离过程CR-RV-S，完成分离过程CR-RV-S的分离空间CR-RV-VD位于反应区CR-RV之上；分离空间CR-RV-VD分离出液料CR-RV-VD-L和含气物料CR-RV-VD-TVP；
[0045] 反应区CR-RV的反应产物CR-RV-INP，通过反应器CRE内壁、液体收集杯CV1外壁之间的间隙后，进入分离空间CR-RV-VD中；
[0046] 进入分离空间CR-RV-VD的总物料CR-RV-VD-TF，分离为液料CR-RV-VD-L和含气物料CR-RV-VD-TVP；
[0047] 在反应器CRE内的分离空间CR-RV-VD，至少一部分部分液体CR-RV-VD-L在重力作用下优先沉降进入收集杯CV1中，经导液管CV1P后返回反应器CRE内的加氢反应区CR-RV的反应空间，作为循环液KCRL循环加工；
[0048] 在加氢反应器CRE承压壳体内，设置二次脱气排液区DVV，至少一部分基于液料CR-RV-VD-L的液体物料DVV-F进入二次脱气排液区DVV，分离出液料DVV-LP和含气物料DVV-VP；
[0049] 加氢反应器CRE，排出基于含气物料CR-RV-VD-TVP的物料；
[0050] 加氢反应器CRE，排出基于含气物料DVV-VP的物料；
[0051] 加氢反应器CRE，排出基于液料DVV-LP的二次脱气液料产物CRE-LP。
[0052] 本发明，通常，碳氢料加氢反应过程RU，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2台加氢反应器，最后1台加氢反应器的结构和功能为含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统。
[0053] 本发明，通常，循环液KCRL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。
[0054] 本发明，通常，在碳氢料加氢反应过程RU，第一原料RUF1的总化学氢耗为TWCH；
[0055] 在加氢反应器CRE系统，第一原料RUF1的化学氢耗为CRE-TWCH；
[0056] 加氢反应器CRE系统的化学氢耗CRE-TWCH，为总化学氢耗TWCH的0.05～0.75。
[0057] 本发明，通常，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；
[0058] 在加氢反应器CRE系统，第一原料RUF1的反应停留时间CRE-TA；
[0059] 加氢反应器CRE系统的反应停留时间CRE-TA，为总反应停留时间TA的0.05～0.65。
[0060] 本发明，在加氢反应器CRE中，二次脱气排液区DVV的体积，对加氢反应器CRE反应区CR-RV的体积的比例，可以选自下列规定中的一种：
[0061] ①小于50％；
[0062] ②小于35％；
[0063] ③小于20％；
[0064] ④小于10％。
[0065] 本发明，在加氢反应器CRE中，二次脱气排液区DVV的液体的停留时间，可以选自下列规定中的一种：
[0066] ①介于5～15分钟；
[0067] ②介于3～5分钟；
[0068] ③介于2～3分钟；
[0069] ④小于2分钟。
[0070] 本发明，二次脱气排液区的进料DVV-F即一次脱气液料的来源，可以选自下列的1种或几种的组合：
[0071] ①一次液体脱气区是排出循环液KCRL的液体收集杯CV1，进料DVV-F是液体收集杯CV1的排出液；
[0072] ②一次液体脱气区是独立于排出循环液KCRL的液体收集杯CV1的集液器CV2。
[0073] 本发明，二次脱气排液区DVV的集液器CV2，与排出循环液KCRL的液体收集杯的集液器CV1组成一体化设备CV，其结构形式可以选自下列的1种或几种的组合：
[0074] ①二次脱气排液区DVV的集液器CV2，与排出循环液KCRL的液体收集杯CV1的集液器组成一体化设备；二次脱气排液区DVV的集液器CV2的顶沿标高，高于集液杯CV1的顶沿标高；
[0075] ②次脱气排液区DVV的集液器CV2，与排出循环液KCRL的液体收集杯CV1的集液器组成一体化设备；二次脱气排液区DVV的集液器CV2的顶沿标高，不高于集液杯CV1的顶沿标高。
[0076] 本发明，通常，反应器CRE的二次脱气排液区DVV的相对位置，可以选自下列的1种或几种的组合：
[0077] ①二次脱气排液区DVV，位于内置式套筒CRE-INS中，与集液杯CV1和或收集液导管CV1P并列布置；
[0078] ②二次脱气排液区DVV，位于内置式套筒CRE-INS中，与集液杯CV1和或收集液导管CV1P并列布置；内置式套筒CRE-INS，与收集液导管CV1P套筒式布置，内置式套筒CRE-INS位于收集液导管CV1P外侧；
[0079] ③二次脱气排液区DVV，位于垂直隔板和反应器侧壁构成的筒式空间中，与集液杯CV1和或收集液导管CV1P并列布置；
[0080] ④二次脱气排液区DVV，位于内置式套筒CRE-INS中，内置式套筒CRE-INS，穿越集液杯CV1，与收集液导管CV1P并列布置；
[0081] ⑤二次脱气排液区DVV，位于反应器CRE承压壳体内的顶部，二次脱气排液区DVV的气相区与反应区CR-RV产物的分离空间CR-RV-VD连通；可能有二次脱气排液区DVV的液料溢流进入分离空间CR-RV-VD；
[0082] ⑥二次脱气排液区DVV，位于反应器CRE承压壳体内的顶部，二次脱气排液区DVV的气相区与反应区CR-RV产物的分离空间CR-RV-VD不连通；
[0083] ⑦二次脱气排液区DVV，位于反应器CRE承压壳体内的底部，二次脱气排液区DVV的气相区与反应区CR-RV产物的分离空间CR-RV-VD连通；
[0084] ⑧二次脱气排液区DVV，位于反应器CRE承压壳体内的底部，二次脱气排液区DVV的气相区与反应区CR-RV产物的分离空间CR-RV-VD不连通。
[0085] 本发明，至少一部分加氢反应器CRE的分离区CR-RV-VD的排出的液体产物CRL-RLA，可以作为液料产物循环液返回CRE上游的加氢反应器的反应空间循环加工。
[0086] 本发明，通常，至少一部分加氢反应器CRE的分离区CR-RV-VD的排出的液体产物CRL-RL，可以作为液料产物循环液返回加氢反应器CRE的反应空间的反应空间循环加工和或返回加氢反应器CRE的上游的加氢反应器的反应空间循环加工，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：
[0087] ①为文丘里加压器WDP；
[0088] 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；
[0090] 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：
[0091] 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；
[0092] ②煤加氢直接液化反应过程所得液化油的加氢过程；
[0093] 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；
[0094] 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；
[0095] 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；
[0096] 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；
[0097] 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[0098] 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；
[0099] 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。
[0100] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，加氢反应器CRE的操作方式，可以选自下列的1种或几种的组合：
[0101] ①带液体产物循环的上流式沸腾床加氢反应器；
[0102] ②带液体产物循环的上流式悬浮床加氢反应器；
[0103] ③带液体产物循环的上流式悬浮床与沸腾床的组合床反应器。
[0104] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，在加氢反应器CRE内的主反应区CR-RV产物的气液分离区CR-RV-VD中，物料分离为液体产物收集液CR-RV-VD-LP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：
[0105] ①气液混相，此时，反应器分离区CR-RV-VD的操作方式为部分脱液式；
[0106] ②气相，此时，反应器分离区CR-RV-VD的操作方式为清晰脱液式。
[0107] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器CRE内主反应区CR-RV产物的分离空间CR-RV-VD的气液分离操作方式为清晰脱液式，此时，反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的含液料位的控制方式，可以选自下列方式中的一种：
[0108] ①控制排出循环液KCRL的液体收集杯内聚液区的液位；
[0109] ②控制反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区与存液区的界面，始终高于排出循环液KCRL的液体收集杯顶部边沿的高度；
[0110] ③控制反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的专用排液斗的聚液区的液位，专用排液斗排出液体物料DVV-F进入二次脱气排液区DVV。
[0111] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的含液料位的控制方式，可以选自下列方式中的一种：
[0112] ①控制排出液体物料DVV-F的集液杯内部空间存液区的液位，液体物料DVV-F进入二次脱气排液区DVV；
[0113] ②控制反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区与存液区的界面始终高于集液杯顶部边沿的高度。
[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，可以同时掺炼重油FD；
[0116] 通常，重油FD的加氢热裂化转化率，大于90％。
[0117] 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；
[0118] 加氢反应器CRE系统，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3～65质量％，反应停留时间CRE-TA为总反应停留时间TA的0.05～0.65。
[0119] 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，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。
[0121] 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；
[0122] 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；
[0123] 通常，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。
[0124] 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2个或多个反应级，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：
[0125] 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；
[0126] ②浆料串联、氢气短路跨流的串联反应过程；
[0127] 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；
[0128] 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。
[0129] 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2个或多个反应级，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：
[0130] 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；
[0131] 第一反应级排出含气相和液相的混相产物1RTP；
[0132] 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；
[0133] 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；
[0134] 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；
[0135] 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；
[0136] 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；
[0137] 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；
[0138] 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；
[0139] 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。
[0140] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气液分离操作方式为清晰脱液式；
[0141] 在碳氢料加氢反应过程RU，在反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区，可以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：
[0142] ①进行气体脱除固体颗粒的洗涤脱尘步骤，在反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区，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[0143] ②进行气体脱除固体颗粒的洗涤脱尘步骤，在反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区，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；
[0144] 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CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区，设置内置式冷却器。
[0145] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气液分离操作方式为清晰脱液式；
[0146] 在碳氢料加氢反应过程RU，在反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区，可以设置气体的中质烃的冷凝回流功能，降低排出反应器CRE的气体产物内中质烃组分的含量，可以工作方式选自下列方式中的一种或几种：
[0147] ①进行气体冷凝中质烃步骤，在反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区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
[0148] ②进行气体冷凝中质烃步骤，在反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区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；
[0149] 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CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区，设置内置式冷却器。
[0150] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气液分离操作方式为清晰脱液式；
[0151] 在碳氢料加氢反应过程RU，可以设置洗涤分离器WD；
[0152] 在洗涤分离器WD中，来自反应器CRE的气体产物CR-RV-VD-VP和或气体DVV-VP作为进料气体WD-VF，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进料气体WD-VF中的固体颗粒的重量浓度和或洗涤净化气WD-VP中的高沸点烃组分的重量浓度低于进料气体WD-VF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CRE的反应空间循环使用，工作方式可以选自下列方式中的一种或几种：
[0153] ①在洗涤分离器WD中，采用喷雾洗涤方式，使洗涤液WD-LF与进料气体WD-VF接触；
[0154] 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与进料气体WD-VF接触；
[0155] ③在洗涤分离器WD中，设置内置式冷却器，进行进料气体WD-VF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。
[0156] 本发明，至少一部分洗涤富液WD-LP，可以自流返回反应器CRE的反应空间CR-RV循环使用；
[0157] 此时，洗涤分离器WD的底部液面标高，高于反应器CRE内液相物料存在区域的标高。
[0158] 本发明，至少一部分洗涤富液WD-LP，可以自流返回反应器CRE的排出循环液KCRL的液体收集杯CV1内循环使用；
[0159] 此时，洗涤分离器WD的底部液面标高，高于反应器CRE内液相物料存在区域的标高。
[0160] 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CRE的反应空间CR-RV循环使用。
[0161] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气液分离操作方式为清晰脱液式；
[0162] 在碳氢料加氢反应过程RU，可以设置中质烃回收器CMLD；
[0163] 在中质烃回收器CMLD中，来自反应器CRE的气体产物CR-RV-VD-VP和或气体DVV-VP作为进料气体CMLD-VF，设置回收进料气体CMLD-VF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CRE的反应空间CR-RV循环使用，工作方式可以选自下列方式中的一种或几种：
[0164] ①进行气体冷凝中质烃步骤，在中质烃回收器CMLD中，设置洗涤液与进料气体CMLD-VF进行接触和分离的接触冷凝段，采用喷雾直接冷凝方式
[0165] ②进行气体冷凝中质烃步骤，在中质烃回收器CMLD中，设置洗涤液与进料气体CMLD-VF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；
[0166] 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。
[0167] 本发明，至少一部分凝液CMLD-LP，可以自流返回反应器CRE的反应空间CR-RV循环使用；
[0168] 此时，中质烃回收器CMLD的底部液面标高，高于反应器CRE内液相物料存在区域的标高。
[0169] 本发明，至少一部分凝液CMLD-LP，可以自流返回反应器CRE的排出循环液KCRL的液体收集杯CV1内循环使用；
[0170] 此时，中质烃回收器CMLD的底部液面标高，高于反应器CRE内液相物料存在区域的标高。
[0172] 以下结合附图来描述本发明含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的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1台典型的液体产物循环型上流式悬浮床煤加氢直接液化反应器和其反应产物热高压分离器组成的一个反应级的第1种流程示意图。
[0174] 如图1所示流程，可以构成一个完整的反应级，比如用于构建煤加氢直接液化反应过程的第一反应级或最后一个反应级。
[0175] 如图1所示，在反应器CRE系统中，经管351输送的含氢气、含浆液的物料CMF1，与经管道365输送的循环液相KCRL(可能含有气相)混合为混合料CTF，经管道352输送进入反应器CRE的底部，通常经反应器底部进料口上部安装的进料分配器CTFS(图中未示出)进行预分配使进料尽可能平均分布到分配盘CS的整个水平进料截面上；CTFS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CS，可以是任意的合适结构，通常使用多个分配单元CSK，每个分配单元CSK设置分配盘CS下部进料管(图中未示出)和分配盘CS上部泡罩(图中未示出)，来自分配盘CS下部的气、液、固体颗粒混相物料，经过分配盘CS下部进料管穿过分配盘CS后进入分配盘CS上部泡罩中，然后经过分配盘CS上部泡罩与分配盘CS下部进料管的穿过分配盘CS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CRE主反应空间CR-RV的上行过程中进行煤加氢直接液化反应转化为反应器CRE的主体反应空间产物CR-RV-INP。
[0176] 如图1所示，反应器CRE的主体反应空间产物CR-RV-INP通过反应器CRE上部内壁与液体收集杯CV1外壁之间的环形间隙后，进入反应器CRE上部的由反应器顶部器壁和液体收集杯CV1组成的部分脱液空间，分离为循环液相KCRL、第一净产物即顶部混相产物CR-RV-TP、第二净产物即浆液产物DVV-F；第一净产物CR-RV-TP为气、液、固体颗粒混相物料，在反应器CRE顶部分离空间CR-RV-VD的气相压力的作用下，经过插入液体收集杯CV1液面之下的产物导流管381上行排出反应器CRE，经管道382输送进入下游加工流程中；来自收集杯CV1的第二净产物DVV-F，经管道371输送进入浆液产物DVV-F的深度脱气罐即热高压分离罐DVV中。
[0177] 如图1所示，反应器CRE顶部分离空间CR-RV-VD的液体在重力作用下优先沉降进入收集杯CV1中，并在收集杯CV1内部的下降过程中逐步脱出气泡，脱出气泡的收集液CRL进入收集杯CV1底部的导管CV1P中向下流动排出反应器，经过管道361进入循环加压泵CPUMP中，加压后的循环液相CRL分为2路；第1路作为KCRL，经过管道365输送与物料CMF1混合为混合料CTF，经管道352输送进入反应器CRE中循环加工；第2路作为浆液产物DVV-F，经过管道371输送，可与经管道395输送降温冷却物料CQ5混合为降温混合料DVV-F-DT，经管道372输送进入热高压分离罐DVV中。
[0178] 如图1所示，使用热高压分离罐DVV之目的在于：分离出氢气在高压系统重复使用，或者防止气泡进入下一级反应器中污染高纯度氢气降低反应过程氢气分压，或者防止气泡流过高压差的热高分油降压阀778中增加气蚀、磨蚀动力。
[0179] 如图1所示，在气液分离罐DVV系统，经管道371输送的浆液产物DVV-F进入分离罐DVV中部，分离为上升的夹带浆液的气相、下降的夹带气泡的浆液，气相经过沉降分离和或洗涤分离等脱固体、脱重组分过程后；自顶部排出的气体DVV-VP经过管道701输送，与CR-RV-TP混合后经管道391输送进入后续分离回收系统；自底部排出的液体DVV-LP经过管道705输送进入后续流程中，图1示出的是经管道705、调节阀778、管道779输送的情况。
[0180] 如图1所示，反应器CRE分离空间CR-RV-VD的液相产物的排出途径有2个：第一个是进入混相产物CR-RV-TP中，第二个是通过泵CPUMP后作为液相产物DVV-F去气液分离罐DVV；因此，在保证操作平稳的前提下，增大液相产物DVV-F数量，可以降低混相产物CR-RV-TP中液相数量；如果混相产物CR-RV-TP逆流进入上游反应器中，则其中的逆流液相产物可以形成液料循环。
[0181] 如图1所示，气液分离罐DVV底部区域为产物液体缓冲区，用于调节脱气液体产物的停留时间；底部结构，宜为锥形，液体产物的排料口最好开设在锥形底上，锥形底的锥角φ通常为30°≤φ≤120°，一般为30°至90°，宜为40°至50°。
[0182] 如图1所示，由于气液分离罐DVV的底部为锥形底，当未反应完全或反应后残留的煤粉、灰分或半焦将聚集并通过该锥形底，借助于锥形底的滑动排料功能，灰分等固体能够顺利地完全排出气液分离罐DVV，而不会在气液分离罐DVV底部淤积，从而确保高灰煤液化过程的连续运转。由于利用锥形底对含固液相产物进行收集、排出，因此该气液分离罐DVV内没有对固体进行收集的活动部件，结构简单，固体颗粒不易在反应器筒体内沉积，从而实现气液分离罐DVV长周期、平稳地运行。锥形底可将未反应的煤、催化剂、煤中的灰以及重质油有效排出气液分离罐DVV，而不会沉积在气液分离罐DVV筒体内，如果这些固体沉积，将导致气液分离罐DVV有效空间减小，降低气液分离罐DVV的处理量，增加操作风险。
[0184] 如图1所示，气液分离罐DVV的液位控制阀778设置在排放管路上，液位传感器750信号与液位控制阀778连接，通过液位传感器750对气液分离罐DVV筒体内的液位进行监控，然后液位传感器750将检测到的液位信号输送至液位控制阀778，液位控制阀778根据接受到的液位信号来控制开度调节浆液排放速度，使得气液分离罐DVV液位保持稳定的液位高度，一方面可以防止冲塔，另一方面可以有效控制物料在气液分离罐DVV内的停留时间。液位传感器750可以是放射性核料液位计、也可以是膜盒差压液位计，优选为放射性核料液位计。
[0185] 如图1所示，气液分离罐DVV系统还包括用于监测液位高度的液位传感器750和液位控制阀778，液相产物经过排放管路、加压泵、液位控制阀、管路后，去反应器。
[0186] 图2是本发明含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统的第1种功能结构和工艺原则流程示意图。
[0187] 如图2所示，作为与图1流程功能等效的组合体，用于煤加氢直接液化反应过程，属于“套筒CRE-INS内侧为液体深度脱气区DVV，套筒上部为气液混相物料脱液区CR-RV-VD，套筒CRE-INS外侧、集液杯CV1、集液杯CV2外侧、导液管CV1P外侧为上流反应区CR-RV，集液杯CV1、集液杯CV2具有液体脱气功能，进行液体第一次脱气过程，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液体二次脱气罐”的操作模式。
[0188] 如图2所示流程，可以构成一个完整的反应级，比如用于构建煤加氢直接液化反应过程的第一反应级或最后一个反应级。
[0189] 如图2所示，在反应器CRE系统中，经管351输送的含氢气、含浆液的物料CMF1，与经管道365输送的循环液相KCRL(可能含有气相)混合为混合料CTF，经管道352输送进入反应器CRE的底部，通常经反应器底部进料口上部安装的进料分配器CTFS(图中未示出)进行预分配使进料尽可能平均分布到分配盘CS的整个水平进料截面上；CTFS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CS，可以是任意的合适结构，通常使用多个分配单元CSK，每个分配单元CSK设置分配盘CS下部进料管(图中未示出)和分配盘CS上部泡罩(图中未示出)，来自分配盘CS下部的气、液、固体颗粒混相物料，经过分配盘CS下部进料管穿过分配盘CS后进入分配盘CS上部泡罩中，然后经过分配盘CS上部泡罩与分配盘CS下部进料管的穿过分配盘CS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CRE主反应空间CR-RV的上行过程中进行煤加氢直接液化反应转化为反应器CRE的主体反应空间产物CR-RV-INP。
[0190] 如图2所示，反应器CRE的主体反应空间产物CR-RV-INP通过反应器CRE上部内壁与液体CV1、集液杯CV2外壁之间的环形间隙后，进入反应器CRE上部的由反应器顶部器壁和液体收集杯CV1、集液杯CV2组成的部分脱液空间；如图2所示，组合式液体收集杯CV是包含2个液体收集区的组合容器，外形由上部圆筒体和下部锥体组成，液体收集杯CV被垂直布置的隔板GBK分割为左室CV1即循环液KCRL收集杯和右室CV2即二次脱气液收集区DVV的集液杯。
[0191] 如图2所示，反应器CRE顶部分离空间CR-RV-VD的物料，分离为循环液相KCRL、第一净产物即顶部混相产物CR-RV-TP、第二净产物即浆液产物DVV-F；第一净产物CR-RV-TP为气、液、固体颗粒混相物料，在反应器CRE顶部气相压力的作用下，经过插入液体收集杯CV1液面之下的产物导流管391上行排出反应器CRE，经管道392输送进入下游加工流程中；来自收集杯CV2的收集液，经二次脱气室DVV下行脱出气泡后，经管道705、阀门778、管道779输送，作为液料产物DVV-LP进入下游加工流程中。
[0192] 如图2所示，反应器CRE顶部产物中的液体(通常是大部分)在重力作用下优先沉降进入收集杯中，在循环液收集杯CV1中收集的液体，在收集杯CV1的内部的下降过程中逐步脱出气泡，脱出气泡的循环液相CRL进入收集杯CV1底部的导管CV1P中向下流动排出反应器，经过管道361进入循环加压泵CPUMP中，加压后的循环液相KCRL经过管道365输送与物料CMF1混合为混合料CTF，经管道352输送进入反应器CRE中循环加工。
[0193] 如图2所示，反应器CRE顶部产物中的液体(通常是大部分)在重力作用下优先沉降进入收集杯中，在右室CV2即二次脱气液收集区DVV的集液杯中收集的液体，在收集杯CV2的内部的下降过程及在二次脱气室DVV下行过程中脱出气泡后，成为二次脱出气泡的浆液产物DVV-LP，经管道705、阀门778、管道779输送进入下游加工流程中。
[0194] 如图2所示，设置液位传感器750对反应器顶部的集液杯CV2内部空间的聚液区的液位进行监控；液位控制阀778设置在排放管路779上，液位传感器750信号与液位控制阀778连接，液位传感器750通过管道751、755对反应器CRE的集液杯CV2的内部空间的聚液区的液位进行监控，然后液位传感器750将检测到的液位信号输送至液位控制阀778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。
[0195] 如图2所示，二次脱气液收集区DVV的集液杯中的液体的脱气过程，会被收集杯CV右室CV2的顶部流动的液体和气体所干扰。
[0196] 图3是本发明含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统的第2种功能结构和工艺原则流程示意图。
[0198] 如图3所示，在反应器CRE内的中上段，用垂直隔板、水平隔板GBK与反应器壳体构成一个二次脱气液收集、排气区DVV，DVV的顶沿线水平布置，与循环液集液杯CV1的顶沿水平线在一个水平面内；DVV的水平截面形状为弓形面。
[0199] 如图3所示，反应器CRE顶部产物中的液体(通常是大部分)在重力作用下优先沉降进入收集杯CV1中，在右室CV2即DVV的顶段中收集的液体，在二次脱气室DVV下行过程中脱出气泡后，成为二次脱出气泡的浆液产物DVV-LP，经反应器侧壁开口后，经管道705、阀门778、管道779输送进入下游加工流程中。
[0200] 如图3所示，设置液位传感器750对反应器顶部的集液杯CV2内部空间的聚液区的液位进行监控；液位控制阀778设置在排放管路779上，液位传感器750信号与液位控制阀778连接，液位传感器750通过管道751、755对反应器CRE的集液杯CV2的内部空间的聚液区的液位进行监控，然后液位传感器750将检测到的液位信号输送至液位控制阀778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。
[0201] 图4是本发明含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统的第3种功能结构和工艺原则流程示意图。
[0202] 如图4所示的功能结构图和工艺原则流程图，与图2所示的功能结构图和工艺原则流程图的不同之处仅在于：二次脱气排液区DVV的进料DVV-F是循环泵CPUMP送出的经管道371输送的液料，二次脱气排液区DVV的顶沿线水平布置且高于集液室CV1的顶沿线，其目的是：允许二次脱气液收集区DVV的进料溢流进入集液室CV1，阻止集液室CV1的进料溢流进入集液室CV1，避免二次脱气液收集区DVV的集液杯中的液体的脱气过程被DVV的顶部过流的过多的液体、气体所干扰。
[0203] 如图4所示，通常，循环泵CPUMP送出的液料DVV-F的流量大于二次脱气浆液产物DVV-LP的流量，这样维持DVV的进料溢流进入集液室CV1的状态，利于防止DVV液位过低，正常生产时，可保持常满液位。
[0204] 图5是本发明含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统的第4种功能结构和工艺原则流程示意图。
[0205] 如图5所示的功能结构图和工艺原则流程图，与图3所示的功能结构图和工艺原则流程图的不同之处仅在于：DVV的进料是循环泵CPUMP送出的经管道371输送的液料DVV-F，二DVV的上段或收液室CV2的顶沿线水平布置且高于集液室CV1的顶沿线。收液室CV2顶沿高于集液室CV1的顶沿线的目的同于图4设备结构。
[0206] 如图5所示，通常循环泵CPUMP送出的液料DVV-F的流量大于二次脱气浆液产物DVV-LP的流量，这样维持DVV的进料溢流进入集液室CV1的状态，利于防止液体二次脱气区DVV液位过低，正常生产时，可保持常满液位。
[0207] 图6是本发明含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统的第5种功能结构和工艺原则流程示意图。
[0208] 如图6所示，作为与图1流程功能等效的组合体，用于煤加氢直接液化反应过程，属于“在液体产物循环式上流悬浮床反应器的承压壳体内，在顶部内置了一台液体二次脱气罐”的操作模式。
[0209] 如图6所示流程，可以构成一个完整的反应级，比如用于构建煤加氢直接液化反应过程的第一反应级或最后一个反应级。
[0210] 如图6所示，在反应器CRE系统中，经管351输送的含氢气、含浆液的物料CMF1，与经管道365输送的循环液相KCRL(可能含有气相)混合为混合料CTF，经管道352输送进入反应器CRE的底部，通常经反应器底部进料口上部安装的进料分配器CTFS(图中未示出)进行预分配使进料尽可能平均分布到分配盘CS的整个水平进料截面上；CTFS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CS，可以是任意的合适结构，通常使用多个分配单元CSK，每个分配单元CSK设置分配盘CS下部进料管(图中未示出)和分配盘CS上部泡罩(图中未示出)，来自分配盘CS下部的气、液、固体颗粒混相物料，经过分配盘CS下部进料管穿过分配盘CS后进入分配盘CS上部泡罩中，然后经过分配盘CS上部泡罩与分配盘CS下部进料管的穿过分配盘CS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CRE主反应空间CR-RV的上行过程中进行煤加氢直接液化反应转化为反应器CRE的主体反应空间产物CR-RV-INP。
[0211] 如图6所示，反应器CRE的主体反应空间产物CR-RV-INP通过反应器CRE的中上部内壁与液体收集杯CV1外壁之间的环形间隙后，进入反应器CRE上部的由反应器顶部器壁和液体收集杯CV1组成的部分脱液空间CR-RV-VD中。
[0212] 如图6所示，反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的物料，分离为循环液相KCRL、第一净产物即顶部混相产物CR-RV-TP、第二净产物即浆液产物DVV-LP的前身物DVV-F；第一净产物CR-RV-TP为气、液、固体颗粒混相物料，在反应器CRE中上部空间CR-RV-VD气相压力的作用下，经过插入液体收集杯CV1液面之下的产物导流管391上行转向侧面排出反应器CRE，经管道392输送进入下游加工流程中；来自收集杯CV1的收集液经循环泵CPUMP加压排出，一部分用作DVV-F。
[0213] 如图6所示，反应器CRE的分离空间CR-RV-VD中的液体(通常是大部分)在重力作用下优先沉降进入收集杯CV1中，在循环液集液室CV1中收集的液体，在集液室CV1内部的下降过程中逐步脱出气泡，脱出气泡的液相CRL进入集液室CV1底部的导管CV1P中向下流动排出反应器，经过管道361进入循环加压泵CPUMP中，加压后的循环液相CRL分为2路，第1路作为循环液KCRL经过管道365输送与物料CMF1混合为混合料CTF，经管道352输送进入反应器CRE中循环加工，第2路作为需要深度脱气的液体原料DVV-F经过管道371输送，可能混入经过管道395输送的降温物料CQ5，上行进入反应器CRE内顶部内置式液体二次脱气空间DVV中。
[0214] 如图6所示，在反应器CRE内的顶部内置式液体二次脱气空间DVV的环柱型空间中，原料DVV-F-DT经过加料管DVV-FP加入其中，然后分离为气体DVV-VP、液体DVV-LP，气体DVV-VP经过顶部空间后折流通过通道701即DVV-VP-P，下行汇入中上部气液分离区CR-RV-VD物料中，通过管道391排出反应器CRE。
[0215] 如图6所示，在反应器CRE内的顶部内置式液体二次脱气空间DVV的环柱型空间中，原料DVV-F-DT的部分(通常是大部分)或全部在重力作用下优先沉降下行，在下降过程中逐步脱出气泡，成为二次脱出气泡的浆液产物DVV-LP，经管道705、阀门778、管道779输送进入下游加工流程中。
[0216] 如图6所示，通常循环泵CPUMP送出的液料DVV-F的流量大于二次脱气浆液产物DVV-LP的流量，这样，在反应器CRE内的顶部内置式液体二次脱气空间DVV的环柱型空间中，通常液体原料DVV-F的一部分(通常是少部分)溢流排出液体二次脱气空间DVV的环柱型空间，折流通过通道701即DVV-VP-P下行汇入中上部气液分离区CR-RV-VD物料中形成液料循环，这种维持DVV的进料溢流进入集液室CV1的部分循环工作模式，利于防止DVV液位过低，正常生产时，可保持常满液位。
[0217] 如图6所示，设置液位传感器750对反应器CRE顶部的液体二次脱气空间DVV的聚液区的液位进行监控；液位控制阀778设置在排放管路779上，液位传感器750信号与液位控制阀778连接，液位传感器750通过管道751、752对液体二次脱气空间DVV的聚液区的液位进行监控，然后液位传感器750将检测到的液位信号输送至液位控制阀778控制其开度调节产物排放速度，使得DVV液位保持稳定的液位高度。
[0218] 如图6所示，液体二次脱气空间DVV的液体脱气过程，可以避免“被反应器CRE内CR-RV-VD空间流动的液体和气体所干扰”。
[0219] 图7是本发明含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统的第6种功能结构和工艺原则流程示意图。
[0220] 如图7所示，作为与图1流程功能等效的组合体，用于煤加氢直接液化反应过程，属于“在液体产物循环式上流悬浮床反应器的承压壳体内，同轴布置了一台液体二次脱气罐”的操作模式。
[0221] 如图7所示的功能结构图和工艺原则流程图，与图6所示的功能结构图和工艺原则流程图的不同之处仅在于：将图6中反应器CRE的内置式通气道DVV-VP-P，变化为图7中反应器CRE的外部通气道701；由于隔板CRE-INS承受很小的压差，因此，板厚度很小，其加工制作、安装、更换很方面；隔板CRE-INS上可以设置可拆卸通道盖板，便于人员在二次脱液空间DVV、气液分离空间CR-RV-VD之间往返。
[0222] 如图7所示，循环泵CPUMP送出的液料CRL2的流量，通常，以控制二次脱气浆液产物DVV-LP的流量稳定为宜。
[0223] 图8是本发明含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统的第7种功能结构和工艺原则流程示意图。
[0224] 如图7所示，作为与图1流程功能等效的组合体，用于煤加氢直接液化反应过程，属于“在液体产物循环式上流悬浮床反应器的下部同轴布置了一台液体二次脱气罐，二者共用1个联合承压壳体”的操作模式。
[0225] 如图8所示流程，可以构成一个完整的反应级，比如用于构建煤加氢直接液化反应过程的第一反应级或最后一个反应级。
[0226] 如图8所示，在反应器CRE系统中，经管351输送的含氢气、含浆液的物料CMF1，与经管道365输送的循环液相KCRL(可能含有气相)混合为混合料CTF，经管道352输送进入反应器CRE的反应空间CR-RV的底部，通常经反应空间CR-RV底部进料口上部安装的进料分配器CTFS(图中未示出)进行预分配使进料尽可能平均分布到分配盘CS的整个水平进料截面上；CTFS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CS，可以是任意的合适结构，通常使用多个分配单元CSK，每个分配单元CSK设置分配盘CS下部进料管(图中未示出)和分配盘CS上部泡罩(图中未示出)，来自分配盘CS下部的气、液、固体颗粒混相物料，经过分配盘CS下部进料管穿过分配盘CS后进入分配盘CS上部泡罩中，然后经过分配盘CS上部泡罩与分配盘CS下部进料管的穿过分配盘CS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CRE主反应空间CR-RV的上行过程中进行煤加氢直接液化反应转化为反应器CRE的主体反应空间产物CR-RV-INP。
[0227] 如图8所示，反应器CRE的主体反应空间产物CR-RV-INP通过反应器CRE的中上部内壁与液体收集杯CV1外壁之间的环形间隙后，进入主反应空间CR-RV上部的由反应器顶部器壁和液体收集杯CV1组成的部分脱液空间CR-RV-VD中。
[0228] 如图8所示，反应器CRE顶部分离空间CR-RV-VD的物料，分离为第一净产物即CR-RV-VD的顶部混相产物CR-RV-TP、循环液相CRL(包括浆液DVV-F)；第一净产物CR-RV-TP为气、液、固体颗粒混相物料，在反应器CRE的上部空间CR-RV-VD气相压力的作用下，经过插入液体收集杯CV1液面之下的产物导流管381上行排出反应器CRE，经管道382输送；来自收集杯CV1的收集液经循环泵CPUMP加压排出，一部分用作DVV-F。
[0229] 如图8所示，反应器CRE顶部产物中的液体(通常是大部分)在重力作用下优先沉降进入收集杯CV1中，在循环液集液室CV1中收集的液体，在集液室C1V内部的下降过程中逐步脱出气泡，脱出气泡的液相CRL进入集液室CV1底部的导管CV1P中向下流动排出反应器，经过管道361进入循环加压泵CPUMP中，加压后的循环液相CRL-IP分为2路，第1路作为循环液KCRL经过管道365输送与物料CMF1混合为混合料CTF，经管道352输送进入反应器CRE的反应空间CR-RV中循环加工，第2路作为需要深度脱气的液体原料DVV-F经过管道371输送，可能混入经过管道395输送的降温物料CQ5，进入反应器CRE的下部同轴布置的下置式液体二次脱气空间DVV中。
[0230] 如图8所示，在下置式液体二次脱气空间DVV中，原料DVV-F-DT经过加料管DVV-FP加入其中，然后分离为气体DVV-VP、液体DVV-LP，气体DVV-VP经过空间DVV上部的管道701排出反应器CRE。
[0231] 如图8所示，在下置式液体二次脱气空间DVV中，原料DVV-F-DT在重力作用下沉降下行，在下降过程中逐步脱出气泡，成为二次脱出气泡的液体DVV-LP，经管道705、阀门778、管道779输送进入下游加工流程中。
[0232] 如图8所示，循环泵CPUMP送出的液料DVV-F的流量，通常，以控制二次脱气浆液产物DVV-LP的流量稳定为宜。
[0233] 如图8所示，设置液位传感器750对二次脱气空间DVV的聚液区的液位进行监控；液位控制阀778设置在排放管路779上，液位传感器750信号与液位控制阀778连接，液位传感器750通过管道751、752对液体二次脱气空间DVV的聚液区的液位进行监控，然后液位传感器750将检测到的液位信号输送至液位控制阀778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。
[0234] 如图8所示，液体二次脱气空间DVV的液体脱气过程，可以避免“被反应器CRE内CR-RV-VD空间流动的液体和气体所干扰”。
[0235] 图9是1台典型的液体产物循环型上流式悬浮床煤加氢直接液化反应器和其反应产物热高压分离器组成的一个反应级的第2种流程示意图。
[0236] 如图9所示流程，可以构成一个完整的反应级，比如用于构建煤加氢直接液化反应过程的第一反应级或最后一个反应级。
[0237] 如图9所示的功能结构图和工艺原则流程图，与图1所示的功能结构图和工艺原则流程图的不同之处仅在于：增加反应器CRE顶部气液混相产物CR-RV-TP的气液分离过程，将混相产物CR-RV-TP引入热高压分离器DVV中完成清晰分离分离为气体和液体；热高压分离器DVV为混相物料CR-RV-TP、液相物料DVV-F共用的热高压分离器。
[0238] 如图9所示，在气液分离罐DVV系统，经管道371输送的浆液产物DVV-F、经管道382输送的混相产物CR-RV-TP进入分离罐DVV中部，分离为上升的夹带浆液的气相、下降的夹带气泡的浆液，气相经过沉降分离和或洗涤分离等脱固体、脱重组分过程后；自顶部排出的气体CR-TMP经过管道391输送，进入后续分离回收系统；自底部排出的液体DVV-LP经过管道705、调节阀778、管道779输送，进入后续流程中。
[0239] 如图9所示，反应器CRE顶部液相产物的排出途径有2个：第一个是进入混相产物CR-RV-TP中，第二个是通过泵CPUMP后作为液相产物DVV-F去气液分离罐DVV；因此，在保证操作平稳的前提下，增大液相产物DVV-F的数量，更大程度保留了反应器CRE顶部的气液分离效果，可以降低混相产物CR-RV-TP中液相数量，降低气液分离罐DVV的气液分离负荷或提高气液分离效果。
[0240] 图10是1台典型的设置有顶部气液清晰分离功能的液体产物循环型上流式悬浮床煤加氢直接液化反应器和其液相产物热高压分离器组成的一个反应级的流程示意图。
[0241] 如图10所示流程，可以构成一个完整的反应级，比如用于构建煤加氢直接液化反应过程的第一反应级或最后一个反应级。
[0242] 如图10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，具有等同的工艺效果，其不同之处仅在于：增加反应器CRE顶部气液分离空间实现气液清晰分离功能；反应器CRE顶部气体CR-TVP、热高压分离器DVV顶部气体DVV-VP混合为混合气体产物CR-TMP。
[0243] 如图10所示的功能结构图和工艺原则流程图，与图1所示的功能结构图和工艺原则流程图，其不同之处仅在于：增大了反应器CRE内的顶部CR-RV-VD空间，实现气液清晰分离。
[0244] 如图10所示，反应器CRE内的顶部气相空间CR-RV-VD进行气体深度脱液分离，自反应器CRE的顶部排出气体产物CR-RV-VP；同时，反应器CRE内的底部循环泵CPUMP，排出浆液产物DVV-F经管道371、调节阀375、管道377输送进入热高压分离器DVV中。
[0245] 如图10所示，液位控制阀3778设置在排放管路377上，液位传感器3750信号与液位控制阀3778连接，液位传感器3750通过管道3751、3755、3752对反应器CRE的集液杯CV1内部空间的聚液区的液位进行监控，然后液位传感器3750将检测到的液位信号输送至液位控制阀3778控制其开度调节产物排放速度，使得反应器CRE的集液杯CV1的液位保持稳定的液位高度。
[0246] 图11是本发明含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的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。
[0247] 如图11所示的功能结构图和工艺原则流程图，与图2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CRE内的CR-RV-VD空间，实现气液清晰分离功能。
[0248] 如图11所示，反应器CRE内的顶部气相空间CR-RV-VD进行气体深度脱液分离，自反应器CRE的顶部经管道391排出的气体产物CRE-TMV，是集液杯CV1、CV2排出的气体的混合物流。
[0249] 图12是本发明含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的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。
[0250] 如图12所示的功能结构图和工艺原则流程图，与图3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CRE内的CR-RV-VD空间，实现气液清晰分离功能。
[0251] 如图12所示，反应器CRE内的顶部气相空间CR-RV-VD进行气体深度脱液分离，自反应器CRE的顶部经管道391排出的气体产物CRE-TMV，是集液杯CV1、二次脱气排液区DVV排出的气体的混合物流。
[0252] 图13是本发明含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的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。
[0253] 如图13所示的功能结构图和工艺原则流程图，与图4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CRE内的CR-RV-VD空间，实现气液清晰分离功能。
[0254] 如图13所示，反应器CRE内的顶部气相空间CR-RV-VD进行气体深度脱液分离，自反应器CRE的顶部经管道391排出的气体产物CRE-TMV，是集液杯CV、二次脱气排液区DVV排出的气体的混合物流。
[0255] 图14是本发明含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统的第11种功能结构图和工艺原则流程示意图。
[0256] 如图14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CRE内的CR-RV-VD空间，实现气液清晰分离功能。
[0257] 如图13所示，反应器CRE内的顶部气相空间CR-RV-VD进行气体深度脱液分离，自反应器CRE的顶部经管道391排出的气体产物CRE-TMV，是集液杯CV、二次脱气排液区DVV排出的气体的混合物流。
[0258] 图15是本发明含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统的第12种功能结构图和工艺原则流程示意图。
[0259] 如图15所示的功能结构图和工艺原则流程图，与图6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CRE内气液分离空间CR-RV-VD的体积，实现气液清晰分离。
[0260] 如图15所示，反应器CRE内气液分离空间CR-RV-VD进行气体深度脱液分离，自气液分离空间CR-RV-VD的顶部经管道391排出的气体产物CR-TMP，是集液杯CV1、二次脱气排液区DVV排出的气体的混合物流。
[0261] 图16是本发明含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统的第13种功能结构图和工艺原则流程示意图。
[0262] 如图16所示的功能结构图和工艺原则流程图，与图7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CRE内气液分离空间CR-RV-VD的体积，实现气液清晰分离。
[0263] 如图16所示，反应器CRE的气液分离空间CR-RV-VD进行气体深度脱液分离，自气液分离空间CR-RV-VD的顶部经管道381、382排出的气体产物CR-RV-TP，是集液杯CV1排出的气体。
[0264] 如图16所示，反应器CRE的液体二次脱气区气DVV排出的气体DVV-VP经管道701输送，与管道382输送的气体产物CR-RV-TP，混合为反应器CRE的总体气体CR-TVP经管道391输送。
[0265] 图17是本发明含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统的第14种功能结构图和工艺原则流程示意图。
[0266] 如图17所示的功能结构图和工艺原则流程图，与图7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CRE内气液分离空间CR-RV-VD的体积，实现气液清晰分离。
[0267] 如图17所示，反应器CRE的气液分离空间CR-RV-VD进行气体深度脱液分离，自气液分离空间CR-RV-VD的顶部经管道381、382排出的气体产物CR-TMP，是集液杯CV1排出的气体物流。
[0268] 如图17所示，反应器CRE的液体二次脱气区气DVV排出的气体DVV-VP经管道701输送，与管道382输送的气体产物CR-TMP，混合为反应器CRE的总体气体CR-TVP经管道391输送。
[0269] 图11～图17所示本发明的反应器CRE的顶部或中上部气相空间CR-RV-VD，可以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，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。
[0270] 图11～图17所示本发明的反应器CRE的顶部或中上部气相空间CR-RV-VD，可以设置气体的回收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。
[0271] 图11～图17所示本发明的反应器CRE排出的气体，可以在洗涤分离器WD中与洗涤液WD-LF接触，实现气体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CRE的反应空间循环使用。
[0272] 图11～图17所示本发明的反应器CRE排出的气体，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CRE的反应空间循环使用。
[0273] 图2～图8、图11～图17所示的煤加氢直接液化反应器系统，与上游或下游的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2级或多级煤加氢直接液化反应过程。
[0274] 在本发明的具体应用流程之中，如图2～图8、图11～图17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
[0275] 以下详细描述本发明。
[0276] 本发明所述的压力，指的是绝对压力。
[0277] 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。
[0278] 本发明所述的常规沸程指的是馏分的常规沸点范围。
[0279] 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。
[0280] 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。
[0282] 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。
[0283] 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。
[0285] 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。
[0286] 本发明所述的柴油组分，指的是常规沸点为200～350℃的烃类。
[0287] 本发明所述的蜡油组分指的是常规沸点为350～530℃的烃类。
[0288] 本发明所述的中质烃，指的是常规沸点为230～400℃的烃类。
[0289] 本发明所述的重质烃，指的是常规沸点高于350℃的烃类。
[0291] 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：
[0292]
[0293] 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。
[0294] 本文所说的多环芳烃，其芳环数≥3。
[0295] 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。
[0296] 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。
[0297] 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。
[0298] 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。
[0299] 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。
[0300] 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。
[0301] 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。
[0302] 以下描述煤加氢直接液化过程。
[0303] 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：
[0304] 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；
[0305] 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；
[0306] 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；
[0307] ④煤和渣油联合加工法(C0·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；
[0308] 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；
[0309] 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。
[0310] 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。
[0311] 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。
[0312] 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。
[0313] 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。
[0314] 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。
[0315] 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。
[0316] 本发明所述加氢反应器，基本部件通常有：
[0317] ①反应器壳体；
[0318] ②反应器壳体上的开口(或称为接管)；
[0319] 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；
[0320] ④布置于反应器壳体内底部的进料分布器；
[0321] 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；
[0322] 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；
[0323] 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。
[0325] 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。
[0326] 本发明上流式反应器，工作方式可以选择：
[0327] ①悬浮床加氢反应器；
[0328] 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；
[0329] ③微膨胀床。
[0330] 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。
[0332] 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：
[0333] 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；
[0334] 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；
[0335] ③部分加氢饱和的芳烃组分，属于供氢烃。
[0336] 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。
[0337] 以下描述本发明的特征部分。
[0338] 本发明含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统，其特征在于包括以下步骤：
[0339] 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；
[0340] 碳氢料加氢反应过程RU，设置基于第一原料RUF1的液料的串联操作的至少1个反应级，使用至少1台加氢反应器；
[0341] 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；
[0342] 在碳氢料加氢反应过程RU，至少1台加氢反应器CRE系统为含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统；
[0343] 在反应器CRE，加工基于第一原料RUF1的液料CRE-LF，设置液料产物循环型上流式膨胀床加氢反应区CR-RV和二次脱气排液区DVV，加氢反应器CRE外排液料产物CRE-LP是经过串联操作的加氢反应区CR-RV产物的分离区CR-RV-VD、二次脱气排液区DVV的深度脱气液体产物；
[0344] 在反应器CRE的上流式膨胀床加氢反应区CR-RV中，含基于第一原料RUF1的液料CRE-LF的物料、循环液KCRL，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，在反应区CR-RV的上行过程中进行加氢反应转化为反应区CR-RV的反应产物CR-RV-INP；
[0345] 在加氢反应器CRE内，设置上流式膨胀床加氢反应区CR-RV的反应空间，设置集液杯CV1对反应区CR-RV产物CR-RV-IP进行脱出至少部分液料的脱液分离过程CR-RV-S，完成分离过程CR-RV-S的分离空间CR-RV-VD位于反应区CR-RV之上；分离空间CR-RV-VD分离出液料CR-RV-VD-L和含气物料CR-RV-VD-TVP；
[0346] 反应区CR-RV的反应产物CR-RV-INP，通过反应器CRE内壁、液体收集杯CV1外壁之间的间隙后，进入分离空间CR-RV-VD中；
[0347] 进入分离空间CR-RV-VD的总物料CR-RV-VD-TF，分离为液料CR-RV-VD-L和含气物料CR-RV-VD-TVP；
[0348] 在反应器CRE内的分离空间CR-RV-VD，至少一部分部分液体CR-RV-VD-L在重力作用下优先沉降进入收集杯CV1中，经导液管CV1P后返回反应器CRE内的加氢反应区CR-RV的反应空间，作为循环液KCRL循环加工；
[0349] 在加氢反应器CRE承压壳体内，设置二次脱气排液区DVV，至少一部分基于液料CR-RV-VD-L的液体物料DVV-F进入二次脱气排液区DVV，分离出液料DVV-LP和含气物料DVV-VP；
[0350] 加氢反应器CRE，排出基于含气物料CR-RV-VD-TVP的物料；
[0351] 加氢反应器CRE，排出基于含气物料DVV-VP的物料；
[0352] 加氢反应器CRE，排出基于液料DVV-LP的二次脱气液料产物CRE-LP。
[0353] 本发明，通常，碳氢料加氢反应过程RU，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2台加氢反应器，最后1台加氢反应器的结构和功能为含液料循环上流反应区和二次脱气排液区的碳氢料加氢反应器系统。
[0354] 本发明，通常，循环液KCRL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。
[0355] 本发明，通常，在碳氢料加氢反应过程RU，第一原料RUF1的总化学氢耗为TWCH；
[0356] 在加氢反应器CRE系统，第一原料RUF1的化学氢耗为CRE-TWCH；
[0357] 加氢反应器CRE系统的化学氢耗CRE-TWCH，为总化学氢耗TWCH的0.05～0.75。
[0358] 本发明，通常，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；
[0359] 在加氢反应器CRE系统，第一原料RUF1的反应停留时间CRE-TA；
[0360] 加氢反应器CRE系统的反应停留时间CRE-TA，为总反应停留时间TA的0.05～0.65。
[0361] 本发明，在加氢反应器CRE中，二次脱气排液区DVV的体积，对加氢反应器CRE反应区CR-RV的体积的比例，可以选自下列规定中的一种：
[0362] ①小于50％；
[0363] ②小于35％；
[0364] ③小于20％；
[0365] ④小于10％。
[0366] 本发明，在加氢反应器CRE中，二次脱气排液区DVV的液体的停留时间，可以选自下列规定中的一种：
[0367] ①介于5～15分钟；
[0368] ②介于3～5分钟；
[0369] ③介于2～3分钟；
[0370] ④小于2分钟。
[0371] 本发明，二次脱气排液区的进料DVV-F即一次脱气液料的来源，可以选自下列的1种或几种的组合：
[0372] ①一次液体脱气区是排出循环液KCRL的液体收集杯CV1，进料DVV-F是液体收集杯CV1的排出液；
[0373] ②一次液体脱气区是独立于排出循环液KCRL的液体收集杯CV1的集液器CV2。
[0374] 本发明，二次脱气排液区DVV的集液器CV2，与排出循环液KCRL的液体收集杯的集液器CV1组成一体化设备CV，其结构形式可以选自下列的1种或几种的组合：
[0375] ①二次脱气排液区DVV的集液器CV2，与排出循环液KCRL的液体收集杯CV1的集液器组成一体化设备；二次脱气排液区DVV的集液器CV2的顶沿标高，高于集液杯CV1的顶沿标高；
[0376] ②次脱气排液区DVV的集液器CV2，与排出循环液KCRL的液体收集杯CV1的集液器组成一体化设备；二次脱气排液区DVV的集液器CV2的顶沿标高，不高于集液杯CV1的顶沿标高。
[0377] 本发明，通常，反应器CRE的二次脱气排液区DVV的相对位置，可以选自下列的1种或几种的组合：
[0378] ①二次脱气排液区DVV，位于内置式套筒CRE-INS中，与集液杯CV1和或收集液导管CV1P并列布置；
[0379] ②二次脱气排液区DVV，位于内置式套筒CRE-INS中，与集液杯CV1和或收集液导管CV1P并列布置；内置式套筒CRE-INS，与收集液导管CV1P套筒式布置，内置式套筒CRE-INS位于收集液导管CV1P外侧；
[0380] ③二次脱气排液区DVV，位于垂直隔板和反应器侧壁构成的筒式空间中，与集液杯CV1和或收集液导管CV1P并列布置；
[0381] ④二次脱气排液区DVV，位于内置式套筒CRE-INS中，内置式套筒CRE-INS，穿越集液杯CV1，与收集液导管CV1P并列布置；
[0382] ⑤二次脱气排液区DVV，位于反应器CRE承压壳体内的顶部，二次脱气排液区DVV的气相区与反应区CR-RV产物的分离空间CR-RV-VD连通；可能有二次脱气排液区DVV的液料溢流进入分离空间CR-RV-VD；
[0383] ⑥二次脱气排液区DVV，位于反应器CRE承压壳体内的顶部，二次脱气排液区DVV的气相区与反应区CR-RV产物的分离空间CR-RV-VD不连通；
[0384] ⑦二次脱气排液区DVV，位于反应器CRE承压壳体内的底部，二次脱气排液区DVV的气相区与反应区CR-RV产物的分离空间CR-RV-VD连通；
[0385] ⑧二次脱气排液区DVV，位于反应器CRE承压壳体内的底部，二次脱气排液区DVV的气相区与反应区CR-RV产物的分离空间CR-RV-VD不连通。
[0386] 本发明，至少一部分加氢反应器CRE的分离区CR-RV-VD的排出的液体产物CRL-RLA，可以作为液料产物循环液返回CRE上游的加氢反应器的反应空间循环加工。
[0387] 本发明，通常，至少一部分加氢反应器CRE的分离区CR-RV-VD的排出的液体产物CRL-RL，可以作为液料产物循环液返回加氢反应器CRE的反应空间的反应空间循环加工和或返回加氢反应器CRE的上游的加氢反应器的反应空间循环加工，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：
[0388] ①为文丘里加压器WDP；
[0389] 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；
[0390] ②为屏蔽电机驱动的离心泵。
[0391] 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：
[0392] 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；
[0393] ②煤加氢直接液化反应过程所得液化油的加氢过程；
[0394] 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；
[0395] 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；
[0396] 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；
[0397] 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；
[0398] 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[0399] 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；
[0400] 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。
[0401] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，加氢反应器CRE的操作方式，可以选自下列的1种或几种的组合：
[0402] ①带液体产物循环的上流式沸腾床加氢反应器；
[0403] ②带液体产物循环的上流式悬浮床加氢反应器；
[0404] ③带液体产物循环的上流式悬浮床与沸腾床的组合床反应器。
[0405] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，在加氢反应器CRE内的主反应区CR-RV产物的气液分离区CR-RV-VD中，物料分离为液体产物收集液CR-RV-VD-LP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：
[0406] ①气液混相，此时，反应器分离区CR-RV-VD的操作方式为部分脱液式；
[0407] ②气相，此时，反应器分离区CR-RV-VD的操作方式为清晰脱液式。
[0408] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器CRE内主反应区CR-RV产物的分离空间CR-RV-VD的气液分离操作方式为清晰脱液式，此时，反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的含液料位的控制方式，可以选自下列方式中的一种：
[0409] ①控制排出循环液KCRL的液体收集杯内聚液区的液位；
[0410] ②控制反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区与存液区的界面，始终高于排出循环液KCRL的液体收集杯顶部边沿的高度；
[0411] ③控制反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的专用排液斗的聚液区的液位，专用排液斗排出液体物料DVV-F进入二次脱气排液区DVV。
[0412] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的含液料位的控制方式，可以选自下列方式中的一种：
[0413] ①控制排出液体物料DVV-F的集液杯内部空间存液区的液位，液体物料DVV-F进入二次脱气排液区DVV；
[0414] ②控制反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区与存液区的界面始终高于集液杯顶部边沿的高度。
[0415] 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时，通常煤粉的液化率为85～98％。
[0416] 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，可以同时掺炼重油FD；
[0417] 通常，重油FD的加氢热裂化转化率，大于90％。
[0418] 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；
[0419] 加氢反应器CRE系统，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3～65质量％，反应停留时间CRE-TA为总反应停留时间TA的0.05～0.65。
[0420] 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。
[0421] 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。
[0422] 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；
[0423] 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；
[0424] 通常，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。
[0425] 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2个或多个反应级，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：
[0426] 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；
[0427] ②浆料串联、氢气短路跨流的串联反应过程；
[0428] 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；
[0429] 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。
[0430] 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2个或多个反应级，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：
[0431] 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；
[0432] 第一反应级排出含气相和液相的混相产物1RTP；
[0433] 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；
[0434] 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；
[0435] 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；
[0436] 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；
[0437] 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；
[0438] 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；
[0439] 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；
[0440] 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。
[0441] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气液分离操作方式为清晰脱液式；
[0442] 在碳氢料加氢反应过程RU，在反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区，可以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：
[0443] ①进行气体脱除固体颗粒的洗涤脱尘步骤，在反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区，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[0444] ②进行气体脱除固体颗粒的洗涤脱尘步骤，在反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区，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；
[0445] 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CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区，设置内置式冷却器。
[0446] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气液分离操作方式为清晰脱液式；
[0447] 在碳氢料加氢反应过程RU，在反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区，可以设置气体的中质烃的冷凝回流功能，降低排出反应器CRE的气体产物内中质烃组分的含量，可以工作方式选自下列方式中的一种或几种：
[0448] ①进行气体冷凝中质烃步骤，在反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区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
[0449] ②进行气体冷凝中质烃步骤，在反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区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；
[0450] 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CRE的分离空间CR-RV-VD的气相区，设置内置式冷却器。
[0451] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气液分离操作方式为清晰脱液式；
[0452] 在碳氢料加氢反应过程RU，可以设置洗涤分离器WD；
[0453] 在洗涤分离器WD中，来自反应器CRE的气体产物CR-RV-VD-VP和或气体DVV-VP作为进料气体WD-VF，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进料气体WD-VF中的固体颗粒的重量浓度和或洗涤净化气WD-VP中的高沸点烃组分的重量浓度低于进料气体WD-VF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CRE的反应空间循环使用，工作方式可以选自下列方式中的一种或几种：
[0454] ①在洗涤分离器WD中，采用喷雾洗涤方式，使洗涤液WD-LF与进料气体WD-VF接触；
[0455] 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与进料气体WD-VF接触；
[0456] ③在洗涤分离器WD中，设置内置式冷却器，进行进料气体WD-VF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。
[0457] 本发明，至少一部分洗涤富液WD-LP，可以自流返回反应器CRE的反应空间CR-RV循环使用；
[0458] 此时，洗涤分离器WD的底部液面标高，高于反应器CRE内液相物料存在区域的标高。
[0459] 本发明，至少一部分洗涤富液WD-LP，可以自流返回反应器CRE的排出循环液KCRL的液体收集杯CV1内循环使用；
[0460] 此时，洗涤分离器WD的底部液面标高，高于反应器CRE内液相物料存在区域的标高。
[0461] 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CRE的反应空间CR-RV循环使用。
[0462] 本发明，在碳氢料加氢反应过程RU，反应器CRE的分离空间CR-RV-VD的气液分离操作方式为清晰脱液式；
[0463] 在碳氢料加氢反应过程RU，可以设置中质烃回收器CMLD；
[0464] 在中质烃回收器CMLD中，来自反应器CRE的气体产物CR-RV-VD-VP和或气体DVV-VP作为进料气体CMLD-VF，设置回收进料气体CMLD-VF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CRE的反应空间CR-RV循环使用，工作方式可以选自下列方式中的一种或几种：
[0465] ①进行气体冷凝中质烃步骤，在中质烃回收器CMLD中，设置洗涤液与进料气体CMLD-VF进行接触和分离的接触冷凝段，采用喷雾直接冷凝方式
[0466] ②进行气体冷凝中质烃步骤，在中质烃回收器CMLD中，设置洗涤液与进料气体CMLD-VF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；
[0467] 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。
[0468] 本发明，至少一部分凝液CMLD-LP，可以自流返回反应器CRE的反应空间CR-RV循环使用；
[0469] 此时，中质烃回收器CMLD的底部液面标高，高于反应器CRE内液相物料存在区域的标高。
[0470] 本发明，至少一部分凝液CMLD-LP，可以自流返回反应器CRE的排出循环液KCRL的液体收集杯CV1内循环使用；
[0471] 此时，中质烃回收器CMLD的底部液面标高，高于反应器CRE内液相物料存在区域的标高。
[0472] 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CRE的反应空间CR-RV循环使用。
[0473] 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。
[0474] 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。
[0475] 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。
[0476] 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。
[0477] 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。
[0478] 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。
[0479] 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。
[0480] 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。
[0481] 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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