用于沸腾床升级以生产改进质量的减压渣油产物的双催化剂体系制造技术

使用双催化剂体系对沸腾床加氢处理系统进行升级以改进减压渣油的质量，所述双催化剂体系包括非均相催化剂和分散的金属硫化物颗粒。通过降低的粘度、降低的密度(API比重增加)、降低的沥青质含量、降低的碳残余物含量、降低的硫含量和降低的沉积物中的一种或多种，可以提供改进质量的减压渣油。在以相同或更高的苛刻度、温度、生产量和/或转化率操作升级的沸腾床反应器的同时，可以生产改进质量的减压渣油。类似地，在以更高的苛刻度、温度、生产量和/或转化率操作升级的沸腾床反应器的同时，可以生产相同或更高质量的减压渣油。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于沸腾床升级以生产改进质量的减压渣油产物的双催化剂体系
技术介绍
1.专利
本专利技术涉及重油加氢处理方法和系统，例如沸腾床加氢处理方法和系统，其使用双催化剂体系以生产改质的烃产物，包括质量提高的减压渣油产物。2.相关技术对于更有效地利用低质量重油原料并从中提取燃料价值的需求不断增加。低质量原料的特征在于包括相对较高数量的标称在524℃(975℉)或以上沸腾的烃。它们也含有相对较高浓度的硫、氮和/或金属。源自这些低质量原料的高沸点馏分通常具有高分子量(通常由更高的密度和粘度表示)和/或低的氢/碳比，这与存在高浓度的不期望的组分(包括沥青质和炭渣)有关。沥青质和炭渣难以处理，并且通常导致传统催化剂和加氢处理设备的结垢，因为它们有助于形成焦炭和沉积物。此外，炭渣限制了高沸点馏分的下游加工，例如当它们用作焦化工艺的进料时。含较高浓度的沥青质、炭渣、硫、氮和金属的低质的重油原料包括重质原油、油砂沥青和常规炼油工艺遗留的残油。残油(或“渣油”)可以指常压塔底物和真空塔底物。常压塔底物可以具有至少为343℃(650℉)的沸点，但应了解，分馏点在炼油厂之间可能会有所不同，并可以高达380℃(716℉)。真空塔底物(也称为“渣油沥青”或“减压渣油”)可具有至少524℃(975℉)的沸点，但应理解的是，分馏点在炼油厂之间可能会有所不同，并可以高达538℃(1000℉)或甚至565℃(1050℉)。通过比较，阿尔伯塔(Alberta)轻质原油含有约9体积％的减压渣油，而劳埃德明斯特(Lloydminster)重油含有约41体积％的减压渣油，ColdLake沥青含有约50体积％的减压渣油，以及阿萨巴斯卡(Athabasca)沥青含有约51体积％的减压渣油。作为进一步比较，来自北海(NorthSea)地区的相对较轻的油例如DanskBlend仅含有约15％的减压渣油，而低质量的欧洲油如乌拉尔(Ural)含有超过30％的减压渣油，并且诸如ArabMedium的油甚至更高，含有约40％的减压渣油。这些实例突出了使用低质原油时能够转化减压渣油的重要性。将重油转化为有用的最终产物涉及广泛的加工处理，例如降低重油的沸点，提高氢碳比，并除去杂质如金属、硫、氮和焦炭前体。使用常规非均相催化剂来改质常压塔底物的加氢裂化方法的实例包括固定床加氢处理、沸腾床加氢处理和移动床加氢处理。用于改质真空塔底物的非催化改质工艺包括热裂化，例如延迟焦化、灵活焦化、减粘裂化和溶剂萃取。
技术实现思路
本文公开了用于升级沸腾床加氢处理系统的方法，用以从重油转化烃产物并生产质量提高的减压渣油产物。还公开了用以转化烃产物和生产质量提高的减压渣油产物的方法和升级的沸腾床加氢处理系统。所公开的方法和系统涉及使用由固体负载型(即非均相)催化剂和良好分散(例如均相)的催化剂颗粒组成的双催化剂体系。双催化剂体系可用于升级沸腾床加氢处理系统，原本该沸腾床加氢处理系统使用由固体负载型沸腾床催化剂组成的单一催化剂。在一些实施方案中，升级沸腾床加氢处理系统以从重油生产转化产物(包括质量提高的减压渣油产物)的方法包括：(1)使用非均相催化剂操作沸腾床反应器以对重油进行加氢处理和产生转化的产物，包括初始质量的减压渣油产物；(2)此后，升级沸腾床反应器以使用由分散的金属硫化物催化剂颗粒和非均相催化剂组成的双催化剂体系进行操作；和(3)操作升级的沸腾床反应器，以产生转化的产物，包括与初始操作沸腾床反应器时相比具有改进质量的减压渣油产物。具有给定沸点或沸程的减压渣油产物的质量通常被理解为是粘度、密度、沥青质含量、碳残余物含量、硫含量和沉积物含量的函数。它还可能涉及氮含量和金属含量。本文公开的方法和系统产生具有如下中的一种或多种所定义的改进质量的减压渣油产物：(a)粘度降低，(b)密度降低(API比重增加)，(c)沥青质含量降低，(d)碳残余物含量降低，(e)硫含量降低，(f)氮含量降低，和(g)沉积物含量降低。在一些或大多数情况下，不止一种质量因素得到改善，并且在许多情况下，大多数或所有质量因素都可以得到改善，至少包括降低的粘度、降低的沥青质含量、降低的碳残余物含量、降低的硫含量和降低的沉积物含量。在一些实施方案中，质量提高的减压渣油产物的特征可以在于与初始操作沸腾床反应器时相比，粘度降低(例如通过Brookfield粘度在300℉下测量)至少10％、15％、20％、25％、30％、40％、50％、60％或70％。在一些实施方案中，质量提高的减压渣油产物的特征可以在于与初始操作沸腾床反应器时相比，沥青质含量降低至少5％、7.5％、10％、12.5％、15％、20％、25％或30％。在一些实施方案中，质量提高的减压渣油产物的特征可以在于与初始操作沸腾床反应器时相比，微碳残余物含量(例如通过MCR含量测量)降低至少2％、4％、6％、8％、10％、12.5％、15％或20％。在一些实施方案中，质量提高的减压渣油产物的特征可以在于与初始操作沸腾床反应器时相比，硫含量降低至少5％、7.5％、10％、15％、20％、25％、30％或35％。在一些实施方案中，质量提高的减压渣油产物的特征可以在于与初始操作沸腾床反应器时相比，可以用°API比重增加表示的密度降低为至少0.4、0.6、0.8、1.0、1.3、1.6、2.0、2.5或3.0。在一些实施方案中，质量提高的减压渣油产物的特征可以在于与初始操作沸腾床反应器时相比，沉积物含量降低至少2％、4％、6％、8％、10％、12.5％、15％或20％。通常，减压渣油产物可用于燃料油、溶剂脱沥青、焦化、发电厂燃料和/或部分氧化(例如气化以产生氢)。由于对燃料油中允许的污染物量的限制，使用本文公开的双催化剂体系加氢处理系统改善减压渣油产物的质量可以减少更昂贵的分馏原料的量，否则需要使减压渣油达到规格。它还可以减少整个过程的负担，其中分馏原料可以在别处用于整个加氢处理系统的更有效操作。在一些实施方案中，分散的金属硫化物催化剂颗粒的尺寸小于1μm，或小于约500nm，或小于约250nm，或小于约100nm或小于约50nm，或小于约25nm，或小于约10nm，或小于约5nm。在一些实施方案中，分散的金属硫化物催化剂颗粒在重油内由催化剂前体原位形成。作为举例而非限制，分散的金属硫化物催化剂颗粒可以通过在催化剂前体热分解和形成活性金属硫化物催化剂颗粒之前将催化剂前体混入整个重油中而形成。作为进一步的实例，方法可以包括将催化剂前体与稀释剂烃混合以形成稀释的前体混合物，将稀释的前体混合物与重油混合以形成经调制的重油，并加热经调制的重油以分解催化剂前体并在重油内原位形成分散的金属硫化物催化剂颗粒。通过下面的说明书和所附权利要求，本专利技术的这些和其他的优势和特征将变得更加明显，或者可通过下文所列举的本专利技术的实施了解到。附图说明为了进一步阐明本专利技术上述的和其他的优势和特征，本专利技术的更具体描述将参考在附图中说明的其具体实施方案而提出。应当理解，这些附图仅描述本专利技术的典型的实施方案并因此不应认为限制其范围。通过使用附图将更具体和详细地描述和解释本专利技术，其中：图1描绘了假设的沥青质分子结构；图2A和2B示意性地示出了示例性的沸腾床反应器；图2C示意性地示出了包含多个沸腾床反应器的示例性沸腾本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种升级沸腾床加氢处理系统以改善减压渣油质量的方法，所述系统包括一个或多个沸腾床反应器，所述方法包括：使用非均相催化剂操作沸腾床反应器以在转化产物的初始生产速率下加氢处理重油，并产生塔底产物的初始速率和质量；此后对所述沸腾床反应器升级以使用由分散的金属硫化物催化剂颗粒和非均相催化剂组成的双催化剂体系进行操作；和使用所述双催化剂体系操作升级的沸腾床反应器，以在至少与所述初始速率一样高的转化产物的生产速率下加氢处理重油，并生产质量高于初始质量的塔底产物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.08 US 62/347,304;2017.06.06 US 15/615,5741.一种升级沸腾床加氢处理系统以改善减压渣油质量的方法，所述系统包括一个或多个沸腾床反应器，所述方法包括：使用非均相催化剂操作沸腾床反应器以在转化产物的初始生产速率下加氢处理重油，并产生塔底产物的初始速率和质量；此后对所述沸腾床反应器升级以使用由分散的金属硫化物催化剂颗粒和非均相催化剂组成的双催化剂体系进行操作；和使用所述双催化剂体系操作升级的沸腾床反应器，以在至少与所述初始速率一样高的转化产物的生产速率下加氢处理重油，并生产质量高于初始质量的塔底产物。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述重油包括重质原油、油砂沥青、来自炼油工艺的残油、标称沸点为至少343℃(650℉)的常压塔底物、标称沸点为至少524℃(975℉)的真空塔底物、来自热分离器的渣油、渣油沥青、来自溶剂脱沥青的产物或减压渣油中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述塔底产物是真空塔底产物(减压渣油产物)。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述塔底产物是常压塔底产物(常压渣油产物)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中由升级的沸腾床反应器生产的塔底产物具有相对于初始质量的塔底产物的初始粘度降低的粘度。6.根据权利要求5所述的方法，其中由升级的沸腾床反应器生产的塔底产物的粘度比所述初始粘度低至少10％，或低至少25％，或至少低40％。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中由升级的沸腾床反应器生产的塔底产物具有相对于初始质量的塔底产物的初始API比重增加的API比重。8.根据权利要求7所述的方法，其中由升级的沸腾床反应器生产的塔底产物的API比重比所述初始API比重高至少0.1度API，或高至少0.5度API，或高至少1度API。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中由升级的沸腾床反应器生产的塔底产物具有相对于初始质量的塔底产物的初始沥青质含量降低的沥青质含量。10.根据权利要求9所述的方法，其中由升级的沸腾床反应器生产的塔底产物的沥青质含量比所述初始沥青质含量低至少10％，或低至少20％，或低至少30％。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中由升级的沸腾床反应器生产的塔底产物具有相对于初始质量的塔底产物的初始碳残余物含量降低的碳残余物含量。12.根据权利要求11所述的方法，其中由升级的沸腾床反应器生产的塔底产物的碳残余物含量比所述初始碳残余物含量低至少5％，或低至少10％，或低至少20％。13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中由升级的沸腾床反应器生产的塔底产物具有相对于初始质量的塔底产物的初始硫含量降低的硫含量。14.根据权利要求13所述的方法，其中由升级的沸腾床反应器生产的塔底产物的硫含量比所述初始硫含量低至少10％，或低至少20％，或低至少30％。15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中由升级的沸腾床反应器生产的塔底产物具有相对于初始质量的塔底产物的初始沉积物含量降低的沉积物含量。16.根据权利要求15所述的方法，其中由升级的沸腾床反应器生产的塔底产物的沉积物含量比所述初始沉积物含量低至少5％，或低至少10％，或低...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·芒廷兰德，布雷特·M·西尔弗曼，迈克尔·路透，李·史密斯，
申请(专利权)人：碳氢技术与创新有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US