一种渣油加氢处理方法技术

本发明专利技术公开了一种渣油加氢处理方法，所述方法通过采用固定床径向反应器进行渣油加氢反应，所述反应器内的催化剂床层沿反应器径向由内至外分层装填保护剂、加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂和加氢脱氮/脱残炭催化剂，混有溶解氢的原料油经进料管从反应器底部进入进行加氢处理反应，所得加氢生成油通过生成油汇集区汇集后排出反应器。本发明专利技术方法避免了现有固定床渣油加氢装置前置催化剂失去加氢脱金属活性后完全由后置催化剂承担加氢脱金属反应、加速后置催化剂失活的弊端，整体提高了催化剂的活性资源利用率，无需过多增加保护剂可以有效减少催化剂的品种规格，原料油可在最佳反应温度下长期稳定运转，不用为了补偿催化剂活性而进行提温操作。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，所述方法通过采用固定床径向反应器进行渣油加氢反应，所述反应器内的催化剂床层沿反应器径向由内至外分层装填保护剂、加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂和加氢脱氮/脱残炭催化剂，混有溶解氢的原料油经进料管从反应器底部进入进行加氢处理反应，所得加氢生成油通过生成油汇集区汇集后排出反应器。本专利技术方法避免了现有固定床渣油加氢装置前置催化剂失去加氢脱金属活性后完全由后置催化剂承担加氢脱金属反应、加速后置催化剂失活的弊端，整体提高了催化剂的活性资源利用率，无需过多增加保护剂可以有效减少催化剂的品种规格，原料油可在最佳反应温度下长期稳定运转，不用为了补偿催化剂活性而进行提温操作。【专利说明】
本专利技术涉及渣油加氢
，特别是涉及一种利用固定床径向反应器加氢处理渣油的方法。
技术介绍
渣油加氢是重质油轻质化的主要技术途径之一。目前渣油加氢已经发展了固定床、移动床、沸腾床、悬浮床等加氢反应技术方法。其中固定床加氢技术以反应过程操作简单平稳为主要技术优势获得迅速发展，成为渣油加氢最成熟的主流技术，越来越多的炼油企业选择固定床渣油加氢与渣油催化裂化组合工艺实现了最大量生产优质汽油、煤油、柴油的目的，经济效益和社会效益显著。固定床渣油加氢技术根据脱除机械杂质，加氢脱金属、脱硫、脱氮/脱残炭反应机理和顺序，一般采用主功能不同的各种催化剂组合装填在加氢反应器里，通常按接触反应物料的先后顺序，催化剂活性较低、粒度和孔径较大的前置，活性较高、粒度和孔径较小的后置；按催化剂种类分，在反应器内从前到后(从上到下)，依次按保护剂、脱金属剂、脱硫剂、脱氮/脱残炭剂的级配顺序装填。典型的如雪佛龙(CHEVRON)公司渣油加氢系列专利技术、中国石化FRIPP及RIPP渣油加氢系列专利技术，均具有上述的共同技术特点。目前固定床渣油加氢技术的反应物流均沿反应器轴向流动，一般是自上而下流动。其物料流动方向与催化剂床层横截面相同，一成不变。反应物流沿反应器轴向流动依次进行机械杂质脱除、加氢脱金属、脱硫、脱氮/脱残炭反应，渣油中的机械杂质和金属杂质脱除后以固态物形式沉积在催化剂床层，最先在前置床层沉积，随着渣油处理量增加，沉积物增多并饱和，逐渐向后置床层延伸；沉积物的饱和，一方面使催化剂活性逐渐丧失，另一方面使催化剂床层压降逐渐增加，其结果是反应转化效果离预期指标越来越远，同时加氢装置的生产安全度越来越低，加氢杂质脱除率降低与催化剂床层压降增加，两者之一达到工艺和装置设计极限值后，装置生产周期便结束。催化剂床层压降增加有一种极端结果是，固态物沉积在催化剂床层上部形成板结，装置无法继续运转，被迫停工进行“撇头”换剂后再开工。 现有固定床洛油加氢装置运转初期，机械杂质的脱除、加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮/脱残炭反应比较均衡，随着运转时间增加，脱机械杂质和金属的前置催化剂床层因沉积物饱和而逐渐失活，导致加氢脱硫、加氢脱氮/脱残炭催化剂逐步承担更多的脱金属反应负荷，导致其失活速率加大。为了补偿活性损失，现有固定床渣油加氢技术在装置运转的中后期，需要逐渐提高催化剂床层的反应温度。但渣油加氢过程是一个复杂的反应系统，对应一个特定的渣油种类和催化剂级配体系，有其最佳的反应温度。提高反应温度在提升催化剂活性的同时，催化剂表面结焦及其它副反应速率也增加，催化剂床层容易出现热点，其结果一是进一步加大失活速率，二是床层压降进一步增加。此外，催化剂和装置都各有一个极限操作温度，反应温度不允许超过此两个极限值之一。由于上述的原因，现有固定床渣油加氢装置的运转周期较其它石油馏分加氢装置短得多，很少超过2年。由于床层压降较大的原因，现有固定床渣油加氢催化剂不适宜利用密相装填方法，不能更有效利用反应器空间来提高装置处理量。为了缓解因固态物沉积导致催化剂床层压降增加过快问题，各催化剂研究单位竞相开发各种异形催化剂，以提高催化剂床层空隙率，尽量均匀容纳固态沉积物。如CN97116251.4所述的异形催化剂载体、CN99225199.0所述的一种通心球形催化剂、CN99225198.2所述的一种异柱形催化剂、CN99225197.4所述的一种异球形催化剂、CN03213520.3所述的一种异柱形颗粒、CN03284728.9所述的一种不对称异柱形颗粒等等。在开发各种异形催化剂同时，各催化剂研究单位配套研究一些系列催化剂级配方法，以适应不同原料油的加工需要，尽量延缓催化剂床层压差积累，延长运转周期。石油化工科学研究院(RIPP)、切夫里昂美国公司等机构先后专利技术利用上流式反应器来减缓催化剂床层压降，如CN201010519221.1所述的一种上流式反应器系统加工重质原料的方法、CN201010519224.5所述的一种加工重质油品的加氢方法、CN00807042.3所述的加氢处理重质原料用带层状催化剂床层的上流式反应器系统，均有不同程度的效果。但是，上述相关专利技术，不论是采用异形催化剂增加床层空隙率，还是采用上流式反应器，其反应物流依然沿反应器轴向流动，流通面积与物流行程之比值偏小，且是固定值，固体沉积物均先在前置催化剂床层聚结，逐渐向后置催化剂床层延伸，无法根本解决催化剂同步失活、催化剂床层压降较高等问题，后置催化剂活性资源浪费较大的问题始终存在。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术提供了一种利用固定床径向反应器进行的渣油加氢处理方法，本专利技术方法中，催化剂床层压降小，催化剂的活性资源利用率高。本专利技术提供了，包括如下内容: (1)一种渣油加氢固定床径向反应器，所述反应器包括筒体、上封头、下封头、与筒体同轴的进料管和催化剂床层，其中:在上封头上设有反应气体出口，在下封头上设有补充氢气入口和加氢生成油出口，催化剂床层下端设有氢气分布盘，上封头与催化剂床层之间设有反应气体汇集区，下封头与氢气分布盘之间设有生成油汇集区，所述进料管依次垂直穿过下封头、氢气分布盘、催化剂床层至反应气汇集区，氢气分布盘之上的进料管管壁均布小孔； (2)所述催化剂床层沿反应器径向分层装填，包括四层，第I层为保护剂，第II层为加氢脱金属催化剂，第III层为加氢脱硫催化剂，第IV层为加氢脱氮/脱残炭催化剂； (3)混有溶解氢的原料油经进料管从反应器底部进入，通过进料管管壁上设有的小孔流入催化剂床层； (4)补充氢气通过补充氢气入口经氢气分布盘均匀分布后向上通过催化剂床层，与步骤(3)中的原料油接触并在催化剂床层上进行加氢处理反应； (5)步骤(4)中所得加氢生成油通过氢气分布盘与反应器器壁之间的环状通道经生成油汇集区汇集后排出反应器； (6)步骤(4)中所得气相产物和反应剩余氢经反应气体汇集区汇集后排出反应器。本专利技术所述方法中，在氢气分布盘开始向上一定高度内的进料管管壁开孔率逐渐增加，所述高度为反应器直径的0.1~1.5倍。因为装置开工运转初期，反应器底部催化剂床层尚未积累足够的沉积物，径向流通阻力上下一致，由于进料管液位差的作用，越靠近底层的氢气分布盘处，原料油流量越大，会因原料油走短路而导致加氢反应不充分。通过管壁开孔率逐渐增加的方法，限制氢气分布盘附近的原料油流量，同时抬高开工初期进料管的液位高度，保证有足够的催化剂使用量而到达渣油加氢反应充分的目的。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种渣油加氢处理方法，包括如下内容：（1）一种渣油加氢固定床径向反应器，所述反应器包括筒体、上封头、下封头、与筒体同轴的进料管和催化剂床层，其中：在上封头上设有反应气体出口，在下封头上设有补充氢气入口和加氢生成油出口，催化剂床层下端设有氢气分布盘，上封头与催化剂床层之间设有反应气体汇集区，下封头与氢气分布盘之间设有生成油汇集区，所述进料管依次垂直穿过下封头、氢气分布盘、催化剂床层至反应气汇集区，氢气分布盘之上的进料管管壁均布小孔；（2）所述催化剂床层沿反应器径向由内至外分层装填，包括四层，第I层为保护剂，第II层为加氢脱金属催化剂，第III层为加氢脱硫催化剂，第IV层为加氢脱氮/脱残炭催化剂；（3）混有溶解氢的原料油经进料管从反应器底部进入，通过进料管管壁上设有的小孔流入催化剂床层；（4）补充氢气通过补充氢气入口经氢气分布盘均匀分布后向上通过催化剂床层，与步骤（3）中的原料油接触并在催化剂床层上进行加氢处理反应；（5）步骤（4）中所得加氢生成油通过氢气分布盘与反应器器壁之间所形成的环状通道，经生成油汇集区汇集后排出反应器；（6）步骤（4）中所得气相产物和反应剩余氢经反应气体汇集区汇集后排出反应器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭派，耿新国，刘铁斌，李洪广，曾榕辉，蒋立敬，袁胜华，郭蓉，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11