一种烃类加氢脱铁系统及其方法技术方案

一种烃类加氢脱铁系统及其方法，包括加氢脱铁反应区和气液分离区，所述加氢脱铁反应区入口与原料进料线连通，加氢脱铁反应区的出口与气液分离区的入口连通，气液分离区具有气相物流出口和液相物流出口，所述加氢脱铁反应区内设置至少一个固定床反应器，在固定床反应器内沿物流方向依次级配至少一种加氢保护剂和至少一种加氢脱金属剂。本发明专利技术提供的加氢脱铁系统，可以脱除烃类原料中的大部分含铁化合物，为后续装置的处理提供相对较好的原料，能确保后续装置的长周期运转，提高了经济性。

A hydrocarbon hydrogenation deferring system and its method

A hydrocarbon hydrogenation iron removing system and method, including hydrogenation and iron reaction zone and a gas-liquid separation zone, the hydrogenation and iron reaction zone entrance and feed line connectivity, entrance hydrogenation and separation zone export and gas-liquid reaction zone iron connectivity, gas-liquid separation zone has a gas phase outlet and the liquid stream outlet, hydrogenation and iron in the reaction zone is provided with at least one fixed bed reactor in fixed bed reactor along the direction of logistics are graded at least one hydrogenation protective agent and at least one hydrodemetallation agent. The hydrodeferring system provided by the invention can remove most of the iron compounds in the hydrocarbon raw materials, and provide relatively better raw materials for subsequent processing, ensuring the long period operation of the subsequent devices and improving the economy.

【技术实现步骤摘要】
一种烃类加氢脱铁系统及其方法
本专利技术涉及一种烃类加氢脱铁系统及其加氢方法，更具体地说，是一种烃类原料的固定床加氢脱铁系统及其加氢方法。
技术介绍
反应器压降是制约烃类加氢处理或加氢精制装置运转周期的主要因素之一。以固定床渣油加氢工艺为例，目前固定床渣油加氢装置的操作周期一般为一年到一年半之间，而原料铁含量较高的固定床渣油加氢装置的操作周期一般更短一些，其主要制约因素就是一反或是二反的压降。与镍钒等金属主要沉积在催化剂孔道中不同，铁在加氢条件下生成硫化亚铁后主要沉积在催化剂外表面，而在催化剂孔内的沉积量较少，这会导致催化剂床层空隙率快速降低，而催化剂床层空隙率快速降低会导致反应器压降快速上升并最终导致装置提前停工，造成了不必要的经济损失。工业上延缓压降上升的常用方法包括：(1)增加保护剂装填量，但该方法降低了主催化剂的装填量。(2)采用可以甩掉的保护反应器，当压降增加到设计极限时保护反应器短路，物流直接进第二反应器，但该方法将造成保护反应器有一半的周期无法利用。(3)采用移动床反应器，但大幅度增加了投资。(4)采用切换式保护反应器，切换过程复杂且增加投资。US6554994B1采用上流式反应器作为保护反应器，由于上流式反应器在正常操作过程中催化剂有微膨胀，可以提高催化剂的容金属能力。但在加工高铁含量原料时，虽然一反的压降上升速度不快，但长时间运转时铁会沉积到后部固定床反应器中，导致该反应器压降升高。CN1322097C公开了一种带有可切换式保护反应器的加氢处理重质烃类的方法，该方法在主反应器前设置可以切换的保护反应器系统，脱除原料中的重金属杂质和易生焦的结垢物，达到保护主催化剂的目的。该方法中的保护反应器需要在高温、高压条件下切换操作，操作的风险较大。CN1335368A公开了一种重渣油的加氢处理方法，采用一段吸附剂过滤床层或一段吸附过滤剂床层和一段吸附过滤催化剂床层同时使用的方法脱除重渣油中的悬浮颗粒及环烷酸铁生成的硫化亚铁。但该方法中吸附过滤器床层仅能脱除悬浮颗粒，吸附过滤催化剂床层需在较高压力下、较高温度和较高氢油比下操作，实际上相当于在渣油加氢主反应器增加保护剂装填量这种方法，降低了主催化剂的装填量。CN201110326424和CN201110326504公布了一种高酸高钙重质原油的加氢处理方法。该方法中将高酸高钙重质原油与氢气混合后先进入低压加氢处理系统进行预处理，该预处理系统反应器中只装填加氢保护剂。研究表明含铁化合物仍然会进入后续的处理装置中，对后续的处理装置仍然会造成影响，起不到从根本上脱除并有效拦截住含铁化合物的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有的加氢方法加工铁含量较高的烃类原料时反应器压降升高较快的缺点，提供一种固定床低压加氢脱铁系统及其加氢方法。本专利技术提供的烃类加氢脱铁系统，包括加氢脱铁反应区和气液分离区，所述加氢脱铁反应区入口与原料进料线连通，加氢脱铁反应区的出口与气液分离区的入口连通，气液分离区具有气相物流出口和液相物流出口，所述加氢脱铁反应区内设置至少一个固定床反应器，在固定床反应器内沿物流方向依次级配至少一种加氢保护剂和至少一种加氢脱金属剂，其中，在物流方向末端部位装填的加氢脱金属剂的粒径不大于1.3mm。本专利技术的专利技术人研究发现，经电脱盐后的原油中的铁以油溶性为主，而油溶性铁中以石油酸铁含量最高，其次是卟啉铁，非卟啉铁占油溶性铁最少。在典型的加氢处理条件下，石油酸铁的脱除较为容易。但工业应用结果表明，原料铁含量较高的固定床渣油加氢装置，在运转过程中一反或二反压降都有可能快速上升。本专利技术的专利技术人进一步深入研究发现，铁在不同反应器的沉积分布与固定床装置的催化剂粒径级配有关。为了解决上述问题，本专利技术提供一种烃类固定床加氢脱铁系统，在加氢脱铁反应区内设置至少一个固定床反应器，在固定床反应器内沿物流方向依次级配至少一种加氢保护剂和至少一种加氢脱金属剂，优选所述的加氢保护剂为2-4种加氢保护剂组合装填，沿物流方向各加氢保护剂的粒径逐渐减小。进一步优选，所述的加氢脱金属剂为2-4种加氢脱金属剂组合装填，沿物流方向各加氢脱金属剂的粒径逐渐减小，在物流方向末端部位装填的加氢脱金属剂的粒径不大于1.3mm。优选，在物流方向末端部位装填的加氢脱金属剂的粒径不大于1.1mm。本专利技术中所述的粒径是指催化剂横截面上任意两点间距离的最大值。本专利技术中，以加氢脱铁反应区整体催化剂为基准，加氢保护剂的装填体积分数为20％～95％，加氢脱金属剂的装填体积分数为5％～80％。本专利技术其中一个实施方式中，以加氢脱铁反应区整体催化剂为基准，加氢保护剂的装填体积分数为20％～95％，加氢脱金属剂的装填体积分数为5％～80％，其中粒径不大于1.3mm的加氢脱金属剂的装填体积分数为5％～70％。本专利技术其中一个实施方式中，以加氢脱铁反应区整体催化剂为基准，加氢保护剂的装填体积分数为20％～95％，加氢脱金属剂的装填体积分数为5％～80％，其中粒径不大于1.1mm的加氢脱金属剂的装填体积分数为5％～70％。所述加氢保护剂和加氢脱金属剂的级配方案可根据催化剂的孔结构和催化剂活性以及原料性质和加氢操作条件等情况进行优化。所述的加氢保护剂含有载体和负载在载体上的活性组分，载体选自氧化铝、氧化硅和氧化钛中的一种或几种，活性组分选自第VIB族金属和/或第VIII族金属，以加氢保护剂的重量为基准，以氧化物计，活性组分为0～15％，余量为载体。所述加氢保护剂的粒径为0.5～50.0mm，堆密度为0.3～1.2g/cm3，比表面积为50～300m2/g。所述的加氢脱金属剂含有载体和负载在载体上的活性组分，载体选自氧化铝、氧化硅和氧化钛中的一种或几种，活性组分选自第VIB族金属和/或第VIII族金属，以加氢脱金属剂的重量为基准，以氧化物计，活性组分为1％～25％，余量为载体。所述加氢脱金属剂的粒径为0.2～2.0mm，堆密度为0.3～0.8g/cm3，比表面积为100～250m2/g。本专利技术所述的加氢脱铁反应区设置的固定床反应器个数并没有特别限定，优选为设置一个固定床反应器。所述加氢脱铁反应区设置的固定床反应器既可以为下流式反应器也可以为上流式反应器，也可以为逆流式反应器。所述的下流式反应器是指物流自上向下流动的反应器；所述的上流式反应器是指物流自下向上流动的反应器；所述的逆流式反应器是指液体和气体流向相反的反应器。本专利技术提供的烃类加氢脱铁系统，可以脱除烃类原料中的大部分含铁化合物，为后续装置的处理提供相对较好的原料，能确保后续装置的长周期运转，从而增加了后续装置的运行效率，提高了经济性。根据上述任一系统的加氢方法，其中，烃类原料与含氢气体混合后进入加氢脱铁反应区，依次与加氢保护剂和加氢脱金属剂接触进行反应，反应生成物进入气液分离区后分离为气相物流和液相物流，所述加氢脱铁反应区的氢分压为0.1MPa～4.0MPa。所述烃类原料的铁含量高于8μg/g，优选高于15μg/g。所述的烃类原料为任意含铁的油品，选自柴油、蜡油、常压渣油、减压渣油、脱沥青油、煤焦油和煤液化重油中的一种或几种。所述含氢气体的氢气含量为20体积％～100体积％。所述含氢气体可任选自炼厂中氢含量为20体积％～100体积％之间的炼厂气的一种或多种，如催化裂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烃类加氢脱铁系统，包括加氢脱铁反应区和气液分离区，所述加氢脱铁反应区入口与原料进料线连通，加氢脱铁反应区的出口与气液分离区的入口连通，气液分离区具有气相物流出口和液相物流出口，所述加氢脱铁反应区内设置至少一个固定床反应器，在固定床反应器内沿物流方向依次级配至少一种加氢保护剂和至少一种加氢脱金属剂，其中，在物流方向末端部位装填的加氢脱金属剂的粒径不大于1.3mm。

【技术特征摘要】
1.一种烃类加氢脱铁系统，包括加氢脱铁反应区和气液分离区，所述加氢脱铁反应区入口与原料进料线连通，加氢脱铁反应区的出口与气液分离区的入口连通，气液分离区具有气相物流出口和液相物流出口，所述加氢脱铁反应区内设置至少一个固定床反应器，在固定床反应器内沿物流方向依次级配至少一种加氢保护剂和至少一种加氢脱金属剂，其中，在物流方向末端部位装填的加氢脱金属剂的粒径不大于1.3mm。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的加氢保护剂为2-4种加氢保护剂组合装填，沿物流方向各加氢保护剂的粒径逐渐减小。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述的加氢脱金属剂为2-4种加氢脱金属剂组合装填，沿物流方向各加氢脱金属剂的粒径逐渐减小，在物流方向末端部位装填的加氢脱金属剂的粒径不大于1.3mm。4.根据权利要求1或3所述的系统，其特征在于，在物流方向末端部位装填的加氢脱金属剂的粒径不大于1.1mm。5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述的加氢保护剂含有载体和负载在载体上的活性组分，载体选自氧化铝、氧化硅和氧化钛中的一种或几种，活性组分选自第VIB族金属和/或第VIII族金属，以加氢保护剂的重量为基准，以氧化物计，活性组分为0～15％，余量为载体。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述加氢保护剂的粒径为0.5～50.0mm，堆密度为0.3～1.2g/cm3，比表面积为50～300m2/g。7.根据权利要求1或3所述的系统，其特征在于，所述的加氢脱金属剂含有载体和负载在载体上的活性组分，载体选自氧化铝、氧化硅和氧化钛中的一种或几种，活性组分选自第VIB族金属和/或第VIII族金属，以加氢脱金属剂的重量为基准，以氧化物计，活性组分为1％～25％，余量为载体。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述加氢脱金属剂的粒径为0.2～2.0mm，堆密度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵志才，邓中活，孙淑玲，戴立顺，刘涛，施瑢，杨清河，胡大为，
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石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11