一种提升催化剂利用率的重油加氢处理方法技术

本发明专利技术公开了一种提升催化剂利用率的重油加氢处理方法。重油原料油饱和溶氢后，首先通过加氢预处理区，进行加氢脱金属和部分脱硫反应；反应流出物再次饱和溶氢后进入加氢处理反应区，进行加氢脱硫和加氢脱氮反应；其中加氢预处理反应区的反应温度高于加氢处理反应区的反应温度。本发明专利技术的方法中，加氢预处理反应区在更高的温度下进行反应，能够脱除了物料中的大部分金属杂质，使得加氢处理反应区中脱硫催化剂和/或脱氮催化剂的失活原因由以往的金属沉积和积炭失活变为只有积炭失活，进而使得脱硫催化剂和脱氮催化剂可在使用一个周期后进行再生处理，延长了加氢装置的运转周期，从而增加了装置的运行效率，提高了经济性。

A heavy oil hydrotreating method for increasing catalyst utilization ratio

The invention discloses a heavy oil hydrotreating method for improving catalyst utilization ratio. After the heavy oil raw oil is saturated with hydrogen, the hydrogenation demetal and partial desulphurization reaction are first carried out through the hydrogenation pretreatment area, and the reaction effluent is saturated with hydrogen and then enters the hydrogenation reaction zone to carry out hydrodesulfurization and hydrodesulfurization. The reaction temperature of the hydrogenation pretreatment reaction zone is higher than that of the hydrogenation reaction zone. At the temperature. In the method of the present invention, the hydrogenation preconditioning reaction zone reacts at a higher temperature and can remove most of the metal impurities in the material, making the cause of deactivation of the desulfurization catalyst and / or denitrification catalyst in the hydrogenation reaction zone from the previous metal deposition and the coking deactivation to the only carbon deactivation. The sulfur catalyst and denitrification catalyst can be regenerated after a period of use, prolonging the operation cycle of the hydrogenation unit, thus increasing the operating efficiency of the device and increasing the economy.

【技术实现步骤摘要】
一种提升催化剂利用率的重油加氢处理方法
本专利技术涉及石油炼制领域，尤其涉及一种提升催化剂利用率的重油加氢处理方法。
技术介绍
目前，国内外油品市场对轻、中质油品的需求仍将呈持续上升的趋势，对燃料油等重质油品的需求则呈下降趋势。此外，由于环境保护的压力日益增加，各国普遍提高了石油产品尤其是车用汽柴油产品的质量标准要求。在上述市场趋势下，既能以较经济合理的代价实现重油轻质化、又能使所得到的产品满足不断苛刻的汽柴油产品规格的炼油技术成了国内外炼油技术开发商重点开发的技术之一。在重质油品轻质化的各种工艺方法中，将重质油品首先进行加氢处理，然后加氢尾油进行催化裂化加工是一种较好的工艺过程。通过加氢，显著降低这些原料中的金属、硫、氮、沥青质含量，提高氢碳比，进而为催化裂化和延迟焦化等装置提供优良的原料。目前主要的加氢工艺主要有沸腾床、悬浮床、移动床和固定床工艺，其中悬浮床和移动床工艺还很不成熟，并且成本较高。沸腾床投资较高，并且操作难度较大。固定床因成本低、操作简单并且安全性小，技术成熟，因而发展较快。现有技术中，通过设置有多个加氢催化剂床层的多个加氢反应器实现对重质油品的加氢处理。但是，重质油品通常黏度较大、金属杂质或沥青质较高，在加氢过程中，金属和焦炭会逐渐沉积在催化剂上，容易使催化剂快速失活，床层堵塞，压力升高，这一现象在第一个加氢反应器尤其严重，而且，当第一个反应器中的压降达到或接近理论压降上限时，反应器中极易出现热点，此时装置只能被迫停工，缩短了重质油品加氢处理装置的运转周期。CN1349554A公开了一种带层状催化剂床层的上流式反应器系统加氢处理重质原料的方法。用至少两个不同加氢活性的催化剂的上流式固定床反应器加氢处理金属、硫和含碳残质污染的重质原料。但该方法运行周期短，一般不超过1年。CN1484684A中提出可置换反应器和可短路反应器加氢处理重烃馏分的方法，该专利中保护反应器为传统下流式固定床反应器，如果原料中Ca、Fe含量较高时，由于反应物流由上向下，如果这些固体杂质堵塞催化剂间的缝隙，即使保护剂孔道内沉积金属的能力未到饱和量时，这种反应器压降也会升高，从而必须切换至另外一个反应器。CN102453530A公开了一种加工重质油品的加氢方法，重质油品原料油和氢气混合后进入加氢保护反应区，然后直接进入加氢处理反应区，加氢保护区中设置至少两个并联的可轮流切换使用的上流式加氢保护反应器。该专利技术采用四种加氢保护剂级配的方法，有利于脱除金属，以防止堵塞和提高主催化剂的寿命，延长装置的操作周期。但该方法对装置运行周期的提高幅度仍然不大。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种提升催化剂利用率的重油加氢处理方法，尤其是一种能够充分发挥不同反应区催化剂性能，增加装置运转周期的重油加氢处理方法。本专利技术所提供的一种提升催化剂利用率的重油加氢处理方法，包括以下内容：（1）提供至少一个加氢预处理反应区和一个加氢处理反应区；加氢预处理反应区内包括加氢保护催化剂和加氢脱金属催化剂，加氢处理反应区内包括加氢脱硫催化剂和加氢脱氮（残炭转化）催化剂；（2）重油原料油、加氢处理区的循环油和氢气一起进入混合器形成饱和溶氢物流；（3）来自步骤（2）的饱和溶氢物流进入加氢预处理反应区，在加氢预处理条件下进行液相加氢反应，将金属杂质脱除40wt%～90wt%，将硫脱除20wt%～70wt%，得到金属含量降低的反应流出物；（4）步骤（3）得到的反应流出物不经分离直接进入混氢罐，饱和溶氢后的混合油进入液相加氢处理反应器，在加氢处理条件下，与加氢脱硫催化剂和加氢脱氮催化剂进行接触，得到硫含量和氮含量降低的反应流出物；（5）步骤（4）得到的液相加氢反应流出物一部分循环回加氢预处理反应区，另一部分经减压后流出装置。根据本专利技术的加氢处理方法，其中步骤（3）加氢预处理反应区的平均反应温度较步骤（4）加氢处理反应区的平均反应温度要高5～40℃，优选高10～30℃。根据本专利技术的加氢处理方法，其中，步骤（1）中提供两个以上的加氢预处理反应区，该两个以上的加氢预处理反应区通常为并联设置、可切换操作的反应区。因此，本专利技术的方法还可以包括步骤（6），当其中一个加氢预处理反应区不能满足运行要求后，可以将之切出反应流程，并将第二个加氢预处理反应区切入工艺流程中，切出的加氢预处理反应区可以进行催化剂的置换，即卸出失活的旧催化剂，重新装入新鲜的和/或再生的催化剂。所述加氢预处理反应区不能满足运行要求是指：加氢预处理反应区的流出物无法满足下游加氢处理区的进料要求或加氢预处理反应区中至少一个催化剂床层的压降达到压降上限或催化剂床层内出现热点。所述无法满足下游加氢处理反应区的进料要求的标准可以为：加氢预处理反应区出口液体产物中的金属含量超过规定值。具体地，评判加氢预处理反应区出口液体产物是否满足下游加氢处理区的进料要求的标准为，流出物液体中的金属含量（指金属Ni、V、Fe、Na和Ca等含量的总和）超过了8μg/g～50μg/g，优选为10μg/g～30μg/g。所述压力降上限为反应器设计最大压力降的0.4～0.8倍，优选0.5～0.8倍。所述热点为至少一个催化剂床层中的径向温差为15～50℃，优选15～30℃。本专利技术的重油加氢处理方法中，所述的重油原料油指由拔头原油、石油渣油、油砂、沥青、页岩油、液化煤或再生油得到的高沥青质含量的烃类。重油原料油通常含有各种污染物，其残炭值高，硫和氮等杂质含量高，其金属含量通常大于30mg/g。本专利技术方法尤其适合处理高金属含量的重油原料，尤其适合处理金属(镍+钒)含量大于60mg/g和/或铁含量大于10mg/g和/或钙含量大于10mg/g的重油原料。本专利技术的方法中，加氢预处理反应区使用的加氢保护催化剂可以为渣油加氢保护剂，或者根据原料性质按本领域常规方法制备。渣油加氢保护剂为本领域常规催化剂，可以采用市售商品。所述的加氢保护剂以多孔耐熔无机氧化物如氧化铝为载体，第ⅥB族和/或Ⅷ族金属如W、Mo、Co、Ni等的氧化物为活性组分的催化剂，例如由中国石油化工股份有限公司催化剂分公司生产的FZC系列渣油加氢保护剂。所述的加氢脱金属催化剂可以为渣油加氢脱金属催化剂，或者根据原料性质按本领域常规方法制备。这些催化剂一般都是以多孔耐熔无机氧化物如氧化铝为载体，第ⅥB族和/或Ⅷ族金属如W、Mo、Co、Ni等的一种或几种的氧化物为活性组分，选择性地加入其它各种助剂如P、Si、F、B等元素的催化剂。所述的加氢脱金属催化剂，以催化剂的总重量为基准，并以氧化物计，钼和/或钨的含量为0.5～15重量％，钴和/或镍的含量为0.3～8重量％，余量为氧化铝载体。所述的氧化铝载体为一种双峰孔的氧化铝载体，其孔容为0.5～2.0毫升/克，比表面积为120～350米2/克，孔径在10～30纳米的孔容占总孔容30～90％，孔径在100～2000纳米的孔容占总孔容10～50％，孔直径小于10纳米、在30-100纳米之间以及大于2000纳米的孔容之和占总孔容20％以下。为了兼顾到反应物分子的扩散过程和反应所需的活性表面，具有大孔及中孔的双峰孔分布的催化剂在加氢预处理反应区反应过程中表现出了较佳的性能。加氢预处理反应区中，加氢保护催化剂和加氢脱金属催化剂的装填体积比一般为5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提升催化剂利用率的重油加氢处理方法，包括以下内容 ：（1）提供至少一个加氢预处理反应区和一个加氢处理反应区；加氢预处理反应区内包括加氢保护催化剂和加氢脱金属催化剂，加氢处理反应区内包括加氢脱硫催化剂和加氢脱氮催化剂；（2）重油原料油、加氢处理区的循环油和氢气一起进入混合器形成饱和溶氢物流；（3）来自步骤（2）的饱和溶氢物流进入加氢预处理反应区，在加氢预处理条件下进行液相加氢反应，将金属杂质脱除40wt%～90wt%，将硫脱除20wt%～70wt%，得到金属含量降低的反应流出物；（4）步骤（3）得到的反应流出物不经分离直接进入混氢罐，饱和溶氢后的混合油进入液相加氢处理反应器，在加氢处理条件下，与加氢脱硫催化剂和加氢脱氮催化剂进行接触，得到硫含量和氮含量降低的反应流出物；（5）步骤（4）得到的液相加氢反应流出物一部分循环回加氢预处理反应区，另一部分经减压后流出装置。

【技术特征摘要】
1.一种提升催化剂利用率的重油加氢处理方法，包括以下内容：（1）提供至少一个加氢预处理反应区和一个加氢处理反应区；加氢预处理反应区内包括加氢保护催化剂和加氢脱金属催化剂，加氢处理反应区内包括加氢脱硫催化剂和加氢脱氮催化剂；（2）重油原料油、加氢处理区的循环油和氢气一起进入混合器形成饱和溶氢物流；（3）来自步骤（2）的饱和溶氢物流进入加氢预处理反应区，在加氢预处理条件下进行液相加氢反应，将金属杂质脱除40wt%～90wt%，将硫脱除20wt%～70wt%，得到金属含量降低的反应流出物；（4）步骤（3）得到的反应流出物不经分离直接进入混氢罐，饱和溶氢后的混合油进入液相加氢处理反应器，在加氢处理条件下，与加氢脱硫催化剂和加氢脱氮催化剂进行接触，得到硫含量和氮含量降低的反应流出物；（5）步骤（4）得到的液相加氢反应流出物一部分循环回加氢预处理反应区，另一部分经减压后流出装置。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）加氢预处理反应区的平均反应温度较步骤（4）加氢处理反应区的平均反应温度要高5～40℃，优选高10～30℃。3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤（1）中提供两个以上的加氢预处理反应区，该两个以上的加氢预处理反应区通常为并联设置、可切换操作的反应区。4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括步骤（6），当其中一个加氢预处理反应区不能满足运行要求后，将之切出反应流程，并将第二个加氢预处理反应区切入工艺流程中，切出的加氢预处理反应区可以进行催化剂的置换，即卸出失活的旧催化剂，重新装入新鲜的和/或再生的催化剂。5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述加氢预处理反应区不能满足运行要求是指：加氢预处理反应区的流出物无法满足下游加氢处理区的进料要求或加氢预处理反应区中至少一个催化剂床层的压降达到压降上限或催化剂床层内出现热点。6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述无法满足下游加氢处理反应区的进料要求的标准为，加氢预处理反应区流出物液体中的金属含量超过了8µg/g～50µg/g之间的任意数值；所述压力降上限为反应器设计最大压力降的0.4～0.8倍；所述热点是指至少一个催化剂床层中的径向温差达到15～50℃。7.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的重油原料油选自由拔头原油、石油渣油、油砂、沥青、页岩油、液化煤或再生油得到的高沥青质含量的烃类构成的一组物质；重油原料油的金属含量大于30µg/g。8.按照权利要求所述的方法，其特征在于，所述的重油原料油...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴锐，韩照明，刘涛，吴长安，黄新露，王永庆，付涛，徐加龙，冷冬，
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