具有内部气液分离器的淤浆相反应器 |
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| 申请号 | CN202180008806.3 | 申请日 | 2021-01-13 | 公开(公告)号 | CN114981391B | 公开(公告)日 | 2024-03-26 |
| 申请人 | 凯洛格·布朗及鲁特有限公司; | 发明人 | C·肖索夫; D·皮奥特; | ||||
| 摘要 | 一种用于处理 烃 进料的系统具有终级反应器和形成基本上气体的物流和基本上非气体的物流的内部分离器。基本上气体的物流从终级反应器被直接送至分离器或用于其它处理。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于处理烃进料(22)的系统，其包括： |
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| 说明书全文 | 具有内部气液分离器的淤浆相反应器[0001] 背景 [0002] 1.领域 [0003] 本公开内容涉及用于处理烃诸如渣油的淤浆相反应器和方法。 [0004] 2.相关技术的描述 [0005] 用于处理烃进料的常规方法是诸如在上流式气泡塔反应器中的淤浆相反应器加氢裂化技术。该淤浆相方法，这种通常被称为VCC技术的一种应用，一般包括两个主要的反应方法，即主要裂化烃进料的液相加氢处理(LPH)和处理并进一步裂化烃的气相加氢(GPH)。通常，渣油进料首先与一种或多种添加剂和氢气混合。接下来，合并的进料在高压和高温下与氢气一起进入气泡塔反应器，这引起裂化反应。裂化反应一般由升高的温度(热裂化)或酸催化剂(催化裂化)引起。加氢裂化是一种发生在富氢环境中的特殊类型的裂化反应。添加剂可能会或可能不会增加与烃进料的化学反应。另外的加氢脱硫(加氢处理含硫化合物以生产硫化氢副产物)、加氢脱氮(加氢含氮化合物以生产氨副产物)、烯烃饱和、芳烃饱和以及异构化反应也可能发生。之后，产物进入分离器以产生蒸气转化产物和液体淤浆未转化产物。 [0006] 参考图1，显示现有技术的用于将减压渣油转化为更轻、更有价值的产物的淤浆相反应器和分离系统10。系统10可以包括多个反应器12、14、16、热分离器18和旋风分离器20。烃进料22被引导到串联布置的反应器12、14、16中，其在100巴至350巴，一般在约200巴操作。烃进料22可以是减压渣油进料、淤浆油、煤焦油、减粘裂化焦油、常压渣油、煤进料等。供选择的烃进料可以包含沥青、煤+烃油混合物、塑料和渣油的混合物、生物质和石油的混合物。添加剂，诸如含碳型材料，可以添加至进料22中。其他添加剂可以包含铁或其他金属基催化剂、浸渍有各种金属的碳型、钠盐。来自反应器12、14、16的产物作为蒸气、液体和固体的三相混合物排出。在使用包括与较冷的物流进行热交换、注入H2和注入液态烃诸如瓦斯油的各种方法冷却混合物以停止进一步的反应并减少焦炭形成反应后，产物被送至热分离器18，其形成由未转化的液体淤浆材料和添加剂(多种添加剂)组成的第一物流24和第二更轻的气态流体物流26。蒸气产物26被送至旋风分离器20。旋风分离器20是一种分离器，其在流体物流进入气相(GPH)反应器进行进一步加氢处理之前，利用惯性和螺旋涡流以除去液体小滴和固体颗粒。GPH反应器可以是加氢处理器或加氢处理和加氢裂化反应器的混合器。 [0007] 热分离器和旋风分离器是制造昂贵的容器，因为它们在高温和高压下操作。因此，持续需要用于降低这种系统的资本成本的新装置和方法。 [0008] 概述 [0009] 在一些方面，本公开内容提供一种用于处理烃进料的系统。所述系统可以包括多个串联排列的反应器。所述多个反应器可包括终级反应器，所述终级反应器具有容器主体，形成在容器主体中用于接收烃进料的入口，形成在容器主体中的反应器部分，该反应器部分经由入口接收烃进料，形成在容器主体中的分离器部分，该分离器部分被配置成形成基本上气体的物流和基本上非气体的物流，将反应器部分与分离器部分分开的喷嘴，该喷嘴具有将烃进料、氢气和反应产物从反应器部分引导至分离器部分的开口，形成在容器主体中接收基本上非气体的物流的第一出口，形成在容器主体中的第二出口，该第二出口接收基本上气体的物流，和接收来自第二出口的基本上气体的物流的分离器。 [0010] 在一些方面，本公开内容包括一种用于处理烃进料的方法。所述方法可以包括使烃进料流过多个串联排列的反应器，在多个反应器的终级反应器中形成基本上气体的物流和基本上非气体的物流，以及将基本上气体的物流直接从终级反应器送至分离器。 [0011] 应当理解，已经相当广泛地总结了本公开内容的某些特征的示例，以便可以更好地理解下面的详细描述，并且以便可以理解对本领域的贡献。当然，本公开内容的另外的特征将在下文中描述，并且在某些情况下将形成所附权利要求的主题。 [0013] 为了详细理解本公开内容，应结合附图参考以下优选实施方案的详细描述，其中相同的元件已被赋予相同的标号，并且其中： [0014] 图1示意性地说明现有技术的VCC淤浆相反应器和分离系统； [0015] 图2示意性地说明根据本公开内容的VCC淤浆相反应器和分离系统的一个实施方案；和 [0016] 图3示意性地说明根据本公开内容的一个实施方案的终级反应器。 [0017] 详述 [0018] 参考图2，显示根据本公开内容的一个实施方案的用于由烃进料22生产产品诸如石脑油、柴油和瓦斯油的淤浆相反应器和分离系统30。烃进料22可包括煤焦油、淤浆油、常压渣油、减压渣油、煤、生物质、塑料、减粘裂化焦油或溶剂脱沥青沥青等。烃进料22还可包括任何烃物流，其中大部分物流(即，多于50％)在350摄氏度(662华氏度)以上沸腾。进料22可以包括更轻的材料，其定义为具有500℃以上的标准沸点的材料。系统30可以包括多个串联布置的反应器32、34、36和旋风分离器20。反应器32、34、36可以是具有适合于使三相即固体、液体和气体同时反应以使用向上流动、返混流动方式形成内容物的主体的任何容器。反应器32被认为是“第一级”反应器，因为它是油进料22通过其与添加剂反应的第一反应器。反应器36被认为是“终级”反应器，因为它是油进料22通过其与添加剂反应的最后反应器。 反应器32、34、36包括悬浮在氢气流过的流体中的催化剂或添加剂。流动方式可以是搅动湍流或气泡流动。虽然在反应器32、34、36中，进料22可以在约100‑350巴，一般200巴下，与一种或多种添加剂诸如活性炭、铁或其他金属基催化剂、浸渍有各种金属的碳类型、钠盐反应。排出终级反应器36的基本上气体的物流47进入旋风分离器20，在气体的物流进入GPH反应器用于进一步加氢处理之前，旋风分离器20除去液体小滴和固体颗粒。术语催化剂和添加剂可以互换使用。在每个反应器32、34、36中可以使用相同或不同的添加剂。 [0019] 图3说明终级反应器36的一个实施方案。终级反应器36包括容器37，在容器37内形成反应器部分38和分离器部分42。喷嘴43具有将流出物45从反应器部分38沿轴向，即，与容器37的长度对齐，引导至分离器部分42的开口。喷嘴43可以是具有限制流体流动的开口的任何结构。因此，喷嘴43的入口具有比喷嘴43的出口更大的横截面流动面积。在实施方案中，分离器部分42的上端39可以形成凹形以便倾斜到蒸气出口46。如上所讨论的，反应器部分38被配置为使来自反应器34的淤浆反应；例如，在高压下和在氢气存在下使来自反应器34的淤浆反应。 [0020] 分离器部分42被配置为产生两股产物物流。包含基本上气体的第一物流47从塔顶蒸气出口46排出至旋风分离器20。包含基本上非气体的物流，例如未转化的液体和固体的第二物流48从第二出口50排出。“基本上”是指至少大部分物流47是气体并且大部分物流48是未转化的液体和固体。在实施方案中，“基本上”可以表示至少60％、70％、80％或90％。 [0021] 在实施方案中，可将一股或多股冷氢气物流52经由骤冷入口53注入分离器部分42以冷却淤浆并减缓焦化反应。“冷”是指氢气比分离器部分42中的淤浆更冷。另外，冲洗液54，诸如减压瓦斯油(VGO)，可经由骤冷入口55注入分离器部分42的下端41或分离器部分42的任何其他部分，以冷却和稀释液体淤浆。这也减慢焦化反应并防止淤浆堵塞。VGO可以是从烃原料或其他更冷的烃液体中回收瓦斯油的减压蒸馏塔(VDC)的产物。 [0022] 在实施方案中，液位可以保持在或可以不保持在分离器部分42中。相反，液位可以保持在出口管道中。分离的液体淤浆可以在正常操作中输送至热低压分离器。对于启动、关闭和紧急操作，可将液体引导至启动或排放筒(drum)。 [0023] 在实施方案中，导向装置可以定位成引起流出物45的迂回流动，其然后改善分离器部分42中的气‑液分离。例如导向装置56可以与容器37成横向关系定位，使得来自喷嘴43的轴向对齐的流动撞击导向装置56，并在径向方向上被重新引导至形成容器37的壁。通常，大部分流体流动已经被重新导向不同于撞击前流体流动方向的方向。另外或供选择地，肘形入口可以装配至出口46并与出口46流体连通，并且定向成接收大部分非轴向流动，例如径向流动。肘形入口可以是弯曲成至少部分地径向向外指向开口的弯曲的管状构件。由导向装置56、58形成的迂回路径增加流体在分离器部分42中停留的时间，这随后增加从液体和固体中分离出来的气体量。 [0024] 应当注意，图2和图3的容器36中包含的分离器消除对图1的单独热分离器18的需要。主要转化产物47从终级反应器36直接送至旋风分离器20，没有另外的相分离。虽然反应器容器36内的分离部分42的一些实施方案可能无法提供与热分离器相同程度的流体相分离，但旋风分离器20通常将在另外的加氢处理或其他处理之前提供足够的相分离。还应该注意，图2的实施方案容易为许多实施方案。例如，虽然显示三个反应器，但可以使用更多或更少的反应器。 [0025] 系统30的一些组件在美国专利4,851,107中进行了描述，其内容出于所有目的通过引用并入。尽管前述内容针对本公开内容的实施方案，但是在不脱离本公开内容的基本范围的情况下，可以设计出本公开内容的其他和进一步的实施方案，并且本公开内容的范围由所附权利要求来确定。例如，虽然示出了旋风分离器20，但是在进一步处理之前可以使用任何被配置为从大部分气体的物流中去除液体小滴和固体颗粒的分离器，或者根本不使用分离器。 |
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