升级重油的系统和方法技术方案

根据本公开的一个实施方案，重油可以通过以下方法升级，该方法可以包括在加氢脱金属反应区中从重油中除去至少一部分金属以形成加氢脱金属反应流出物，在过渡反应区中从加氢脱金属反应流出物中除去至少一部分金属和至少一部分氮，形成过渡反应流出物，在加氢脱氮反应区中从过渡反应流出物中除去至少一部分氮以形成加氢脱氮反应流出物，以及在加氢裂化反应区通过接触加氢脱氮反应流出物降低加氢脱氮反应流出物中的芳烃含量，以形成升级燃料。

System and Method for Upgrading Heavy Oil

According to an implementation of the present disclosure, heavy oil can be upgraded by removing at least a portion of metals from heavy oil in the hydrodemetallic reaction zone to form a hydrodemetallic reaction effluent and removing at least a portion of metals and at least a portion of nitrogen from the hydrodemetallic reaction effluent in the transition reaction zone to form a transition reaction effluent. In the hydrodenitrification reaction zone, at least part of nitrogen is removed from the transition reaction effluent to form the hydrodenitrification reaction effluent, and the aromatics content in the hydrodenitrification reaction effluent is reduced by contacting the hydrodenitrification reaction effluent in the hydrocracking reaction zone to form upgrading fuel.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】升级重油的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年6月2日提交的美国临时专利申请序列号62/344,701的优先权，其通过引用整体并入本文。背景
本公开涉及使用催化预处理方法处理重油(包括原油)的方法。更具体地，本公开涉及一系列加氢处理催化剂在升级的重油的后续化学处理之前升级重油的用途。
技术介绍
可以升级重油原料以提高精炼操作的下游效率。升级方法可以包括加氢处理，其从重油原料中除去不需要的组分，并且可以另外包括在常规精炼操作之前裂化油原料的加氢裂化处理。例如，在进一步精制之前，可以从原料流中部分地除去氮和硫。然而，在加氢处理预处理中使用的现有催化剂在催化活性方面具有局限性，例如油原料中芳族部分的裂化。
技术实现思路
需要用于这种方法的催化处理方法和催化剂，其具有增强的催化功能，特别是具有增强的芳族裂化功能。目前描述的催化处理方法可以具有增强的催化功能，以降低原油原料中的至少芳族含量、金属含量和氮含量，随后将其精制成所需的石油化学产品。根据一个或多个实施方案，重油可以通过串联排列的四种催化剂处理，其中第一催化剂(即加氢脱金属催化剂)的主要功能是从重油中除去金属，第二种催化剂(即过渡催化剂)的主要功能是从重油中除去金属和氮，并在第一和第二催化剂之间提供过渡区，第三催化剂(即加氢脱氮催化剂)的主要功能是去除重油的氮和第四催化剂(即加氢裂化催化剂)的主要功能是降低重油中的芳烃含量。根据本公开的一个实施方案，重油可以通过以下方法升级，该方法可以包括在加氢脱金属反应区中从重油中除去至少一部分金属以形成加氢脱金属反应流出物，在过渡反应区中从加氢脱金属反应流出物中除去至少一部分金属和至少一部分氮，形成过渡反应流出物，在加氢脱氮反应区中从过渡反应流出物中除去至少一部分氮以形成加氢脱氮反应流出物，以及在加氢裂化反应区通过接触加氢脱氮反应流出物降低加氢脱氮反应流出物中的芳烃含量，以形成升级燃料。过渡反应区可以位于加氢脱金属反应区的下游，加氢脱氮反应区可以位于过渡反应区的下游，加氢裂化反应区可以位于加氢处理反应区的下游。加氢裂化反应区可包含加氢裂化催化剂，其包含中孔沸石和一种或多种金属，其中中孔沸石的平均孔径为2纳米(nm)至50nm。根据本公开的另一个实施方案，可以通过以下方法升级重油，所述方法可以包括将包含重油的流引入包含加氢脱金属催化剂的加氢脱金属反应区，在加氢脱金属反应区从重油中除去至少一部分金属，以形成加氢脱金属反应流出物，将来自加氢脱金属反应区的加氢脱金属反应流出物通入包含过渡催化剂的过渡反应区，在过渡反应区从加氢脱金属反应流出物中除去至少一部分金属和一部分氮，形成过渡反应流出物，将过渡反应流出物从过渡反应区通入包含加氢脱氮催化剂的加氢脱氮反应区，在加氢脱氮反应区从过渡反应流出物中除去至少一部分氮，形成加氢脱氮反应流出物，使加氢脱氮反应流出物通入包含加氢裂化催化剂的加氢裂化反应区，以及在加氢裂化反应区中降低加氢脱氮反应流出物中的芳烃含量，以形成升级燃料。加氢裂化反应区可包含加氢裂化催化剂，其包含中孔沸石和一种或多种金属，其中中孔沸石的平均孔径为2nm至50nm。根据本公开的又一个实施方案，加氢处理反应器可包括加氢脱金属催化剂、位于加氢脱金属催化剂下游的过渡催化剂、位于过渡催化剂下游的加氢脱氮催化剂和位于加氢脱氮催化剂下游的加氢裂化催化剂。加氢裂化催化剂可包含中孔沸石和一种或多种金属，其中中孔沸石的平均孔径为2nm-50nm。本公开中所描述的技术的其它特征和优点将在下文中的详细描述中阐述，并且对所属领域的技术人员而言，一部分根据所述描述是显而易见的，或由如本公开中(包括下文中的详细描述、权利要求书以及附图)所描述地实践所述技术而意识到。附图说明当结合以下附图阅读时，可最好地理解本公开的具体实施方案的以下详细描述，其中相同的结构用相同的附图标记表示，并且其中：图1是根据本公开中描述的一个或多个实施方案的化学预处理系统的概括图，该系统包括预处理反应器，该预处理反应器包括加氢脱金属(HDM)催化剂、过渡催化剂、加氢脱氮(HDN)催化剂和加氢裂化催化剂。图2是根据本公开中描述的一个或多个实施方案的在图1的化学预处理系统之后使用的化学处理系统的概括图，其包括加氢裂化单元；和图3是根据本公开中描述的一个或多个实施方案的在图1的化学预处理系统之后使用的化学处理系统的概括图，其包括流化催化裂化(FCC)单元。出于图1-3的简化示意图示和描述的目的，不包括可以采用并且对于某些化学处理操作领域的普通技术人员公知的众多阀、温度传感器、电子控制器等。此外，未示出常规化学处理操作例如精炼厂中经常包括的伴随部件，例如空气供应、催化剂料斗和烟道气处理。应该知道，这些部件在所公开的本专利技术实施方案的精神和范围内。然而，诸如本公开中描述的那些操作部件可以添加到本公开中描述的实施方案中。还应注意，附图中的箭头指的是工艺流。然而，箭头可以等效地指代可以用于在两个或更多个系统部件之间转移工艺流的传输线。另外，连接到系统部件的箭头定义每个给定系统部件中的入口或出口。箭头方向通常对应于包含在由箭头表示的物理传输线内的流的材料的主要移动方向。此外，不连接两个或更多个系统部件的箭头表示离开所描绘的系统的产品流或进入所描绘的系统的系统入口流。产物流可以在伴随的化学处理系统中进一步处理，或者可以作为最终产品商业化。系统入口流可以是从伴随的化学处理系统转移的流，或者可以是未处理的原料流。现在将更详细地参考各种实施方案，其一些实施方案在附图中示出。只要有可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。具体实施方式通常，在本公开中描述的是用于升级重油例如原油的系统和方法的各种实施方案。这种升级方法可以是在其他石油化学处理之前的预处理步骤，其他石油化学处理例如利用加氢裂化和流化催化裂化中的一种或多种的精炼操作。通常，升级方法可以从重油中除去氮、硫和一种或多种金属中的至少一部分的一种或多种，并且可以另外破坏重油中的芳族部分。根据一个或多个实施方案，重油可以用加氢脱金属催化剂(在本公开中有时称为“HDM催化剂”)、过渡催化剂、加氢脱氮催化剂(在本公开中有时称为“HDN”催化剂)和加氢裂化催化剂处理。HDM催化剂、过渡催化剂、HDN催化剂和加氢裂化催化剂可以串联放置，或者包含在单个反应器中，例如具有多个床的填充床反应器，或者包含在串联布置的两个或更多个反应器中。根据所述的一个或多个实施方案，预处理过程的最下游催化剂(即加氢裂化催化剂)可在中孔沸石载体上包含一种或多种金属。与常规使用的加氢裂化催化剂相比，目前描述的加氢裂化催化剂可以增强芳族裂化，这可以提高下游加工(例如精炼操作)的效率。在另一个实施方案中，HDN催化剂可在氧化铝载体上包含一种或多种金属，其中氧化铝载体的平均孔径为25nm-50nm。与常规使用的HDN催化剂相比，目前描述的HDN催化剂可以增强大石油化学分子的加氢脱氮、加氢脱硫和裂化。根据实施方案，包含加氢裂化催化剂的中孔沸石可以用于具有常规HDN催化剂的系统中，或者25nm至50nm孔径HDN催化剂可以用于具有常规加氢裂化催化剂的系统中。在其他实施方案中，包括加氢裂化催化剂和25nm至50nm孔径HDN催化剂的中孔沸石可以与其它催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种升级重油的方法，所述方法包括：在加氢脱金属反应区中从所述重油除去至少一部分金属，形成加氢脱金属反应流出物；在过渡反应区中从所述加氢脱金属反应流出物除去至少一部分金属和至少一部分氮以形成过渡反应流出物，其中所述过渡反应区位于所述加氢脱金属反应区的下游；在加氢脱氮反应区中从所述过渡反应流出物除去至少一部分氮以形成加氢脱氮反应流出物，其中所述加氢脱氮反应区位于所述过渡反应区的下游；在加氢裂化反应区中降低所述加氢脱氮反应流出物中的芳烃含量以形成升级燃料，其中：所述加氢裂化反应区位于所述加氢处理反应区的下游；所述加氢裂化反应区包括含有中孔沸石和一种或多种金属的加氢裂化催化剂，其中所述中孔沸石的平均孔径为2nm‑50nm；和通过使所述加氢脱氮反应流出物与所述加氢裂化催化剂接触，在所述加氢裂化反应区在所述加氢脱氮反应流出物中降低了芳烃含量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.02 US 62/344,7011.一种升级重油的方法，所述方法包括：在加氢脱金属反应区中从所述重油除去至少一部分金属，形成加氢脱金属反应流出物；在过渡反应区中从所述加氢脱金属反应流出物除去至少一部分金属和至少一部分氮以形成过渡反应流出物，其中所述过渡反应区位于所述加氢脱金属反应区的下游；在加氢脱氮反应区中从所述过渡反应流出物除去至少一部分氮以形成加氢脱氮反应流出物，其中所述加氢脱氮反应区位于所述过渡反应区的下游；在加氢裂化反应区中降低所述加氢脱氮反应流出物中的芳烃含量以形成升级燃料，其中：所述加氢裂化反应区位于所述加氢处理反应区的下游；所述加氢裂化反应区包括含有中孔沸石和一种或多种金属的加氢裂化催化剂，其中所述中孔沸石的平均孔径为2nm-50nm；和通过使所述加氢脱氮反应流出物与所述加氢裂化催化剂接触，在所述加氢裂化反应区在所述加氢脱氮反应流出物中降低了芳烃含量。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述加氢裂化催化剂包括钨和镍。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述加氢裂化催化剂包括：18重量％至28重量％的钨的氧化物或硫化物；2重量％至8重量％的镍的氧化物或硫化物；和5重量％至40重量％的沸石。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述加氢裂化催化剂包括钼和镍。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述加氢裂化催化剂包括：12重量％至18重量％的钼的氧化物或硫化物；2重量％至8重量％的镍的氧化物或硫化物；和5重量％至40重量％的沸石。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述重油包括原油，其中所述原油具有25度至50度的美国石油协会(API)重力。7.根据权利要求1所述的方法，还包括处理所述升级燃料以形成一种或多种石油化学馏分。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述升级燃料的加工包括加氢裂化过程。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述升级燃料的加工包括流化催化裂化。10.一种升级重油的方法，所述方法包括：将包含所述重油的流引入包含加氢脱金属催化剂的加氢脱金属反应区；在加氢脱金属反应区中从所述重油除去至少一部分金属，形成加氢脱金属反应流出物；将来自所述加氢脱金属反应区的加氢脱金属反应流出物通入包含过渡催化剂的过渡反应区；在所述过渡反应区中从所述加氢脱金属反应流出物中除去至少一部分金属和一部分氮，形成过渡反应流出物；将来自所述过渡反应区的过渡反应流出物通入包含加氢脱氮催化剂的加氢脱氮反应区；在所述加氢脱氮反应区中从所述过渡反应流出物除去至少一部分氮以形成加氢脱氮反应流出物；将所述加氢脱氮反应流出物通入包含加氢裂化催化剂的加氢裂化反应区，其中所述加氢裂化催化剂包含中孔沸石和一种或多种金属，其中所述中孔沸石的平均孔径为2nm-50nm；和在所述加氢裂化反应区中降低所述加氢脱氮反应流出物中的芳烃含量以形成升级燃料。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述加氢裂化催化剂包括钨和镍。12.根据权利要求10所述的方法，其中所述加氢裂化催化剂包括：18重量％至28重量％的钨的氧化物或硫化物；2重量％至8重量％的镍的氧化物或硫化物；和5重量％至40重量％的沸石。13.根据权利要求10所述的方法，其中所述加氢裂化催化剂包括钼和镍。14.根据权利要求10所述的方法，其中所述加氢裂化催化剂包括：12重量％至18重量％的钼的氧化物或硫化物；2重量％至8重量％的镍的氧化物或硫化物；和5重量％至40重量％的沸石。15.根据权利要求10所述的方法，其中所述重油包括原油，其中所述原油具有25度至50度的美国石油协会(API)重力。16.根据权利要求10所述的方法，还包括处理所述升级燃料以形成一种或多种石油化学馏分，其中所述升级燃料的处理包括加氢裂化过程、流化催化裂化或两者。17.一种加氢处理反应器，包括：加氢脱金属催化剂；位于所述加氢脱金属催化剂下游的过渡催化剂；位于所述过渡催化剂下游的加氢脱氮催化剂；和位于所述加氢脱氮催化剂下游的加氢裂化催化剂，所述加氢裂化催化剂包含中孔沸石和一种或多种金属，其中所述中孔沸石的平均孔径为2nm-50nm。18.根据权利要求17所述的反应器，其中所述加氢裂化催化剂包括钨和镍。19.根据权利要求17所述的反应器，其中所述加氢裂化催化剂包括钼和镍。...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁连辉，埃萨姆·阿尔萨伊德，易卜拉欣·阿巴，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯,SA