一种采用上流式反应器加工处理重烃原料的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用上流式反应器加工处理重烃原料的方法。该方法包括采用至少一个上流式反应器，所述一个上流式反应器内至少有两个催化剂床层，各催化剂床层采用相同的加氢处理催化剂；所述的加氢处理催化剂为球形载体外直径为5.0～10.0mm，载体至少包括五条贯穿载体的通道即第一通道、第二通道、第三通道、第四通道和第五通道，五个通道均贯穿催化剂载体的球心且相互连通，其中第一通道、第二通道和第三通道两两垂直，各通道所占的总体积为球形载体体积的20%～60%。本发明专利技术方法采用特定的催化剂，空隙率高、通透性好，床层压降低，物料分布均匀，特别适用于上流式渣油加氢处理过程，具有加氢活性高、使用周期长等特点。

A method of processing heavy hydrocarbon raw materials by upflow reactor

【技术实现步骤摘要】
一种采用上流式反应器加工处理重烃原料的方法
本专利技术涉及一种烃类原料加工处理技术，具体地说，是涉及一种采用上流式反应器加工处理重烃原料的方法。
技术介绍
随着原油日益变重、变劣，越来越多的重油、渣油需要加工处理。重油、渣油的加工处理不但要将其裂化为低沸点的产物，如石脑油、中间馏分油及减压瓦斯油等，而且还要提高它们的氢碳比，这就需要通过脱碳或加氢的方法来实现。其中的脱碳工艺包括焦化、溶剂脱沥青、重油催化裂化等；加氢工艺包括加氢裂化、加氢精制、加氢处理等。加氢工艺既能加氢转化渣油，提高液体产品的产率，而且还能脱除其中的杂原子，产品质量好，具有明显的优势。但加氢工艺为催化加工工艺，存在加氢催化剂失活问题，尤其加工劣质、重质烃类原料时，催化剂失活问题更加严重。为了降低重质、劣质渣油加工的成本，增加炼油企业利润，目前，加工更重质、劣质渣油的工艺仍以脱碳工艺为主，但其产品质量差，需要进行后处理才能利用，其中脱沥青油和焦化蜡油馏分尤其需要进行加氢处理，才能继续使用催化裂化或加氢裂化等轻质化装置进行加工，因此，各炼油企业均另建有脱沥青油和焦化蜡油的加氢处理装置。重油、渣油加氢处理技术的渣油裂化率较低，主要目的是为下游原料轻质化装置如催化裂化或焦化等装置提供原料。通过加氢处理，使劣质渣油中的硫、氮、金属等杂质含量及残炭值明显降低，从而获得下游原料轻质化装置能够接受的进料。在固定床渣油加氢处理技术中，根据反应物流在反应器内的流动方式，反应器类型可分为通常的固定床反应器即向下流动方式反应器和上流式(UFR)反应器。上流式反应器工艺特征是油气混合物进料从反应器底部向上通过上流式催化剂床层，并且在反应器内是液相连续，气相呈鼓泡形式通过，使整个催化剂床层轻微膨胀，金属和焦炭等沉积物可以均匀地沉积在整个催化剂床层，避免集中在某一局部，较好地发挥了所有催化剂的性能，减缓催化剂床层压降的快速增长。所以要求催化剂不仅具有较高的加氢活性，还要具有较高的压碎强度和耐磨性能。因为在高温高压下，反应器内的催化剂一直处于微膨胀状态，碰撞和摩擦机会较多，容易破碎和磨损，增加催化剂消耗或给下游反应器和设备带来不利影响。此外，对催化剂的堆积密度、颗粒形状、粒度分布也都有一定的要求，通常认为比较适宜的颗粒形状为粒度细小的球形。上流式反应器（UFR）一般设置在固定床反应器（下流方式）之前，可以大幅度降低进入下流式固定床反应器进料中的金属含量，保护固定床反应器催化剂，防止其过早失活。上流式反应的技术特点是反应物流自下而上流动，使催化剂床层轻微膨胀，因此压力降较小，从而解决常规固定床反应器加工劣质渣油时的初期与末期压力降变化大的问题。上流式反应器能较好地脱除金属杂质，以保护下游的固定床反应器，延长装置运转周期。这种组合工艺能够充分发挥上流式反应区和固定床反应器各自的优点。加氢脱硫和脱金属是渣油等重质原料油加氢过程中两个重要反应，也是重油加氢改质的主要目标。渣油加工的难点是沥青质转化。沥青质的化学结构非常复杂，是由聚合芳烃、烷烃链、环烷环组成，分子量很大，平均分子大小约6～9nm。沥青质结构中还含有硫、氮、金属等杂原子，原油中80%～90%的金属均富集在沥青质中。这些杂质均“深藏”在分子内部，需要在苛刻的操作条件下才能脱除杂质。沥青质在加氢过程的分解率与所用催化剂的孔径有关。催化剂孔径至少要大于10nm，沥青质有可能扩散到催化剂孔道内。催化剂还需要具有较大的孔容，以提高扩散性能并容纳较多的杂质。因此，对于处理大分子化合物，催化剂的孔结构显得至关重要：催化剂应有一定数量的大孔，可使较大沥青分子易接近催化剂内表面，以达到最大加氢脱金属程度。但大孔数量不能过多，否则，比表面积减少，脱硫活性明显降低。CN1315994C公开了一种上流式反应系统，采用至少两个不同加氢活性的催化剂层的上流式反应器，不仅脱除金属还可脱除硫和残炭。上流式反应器设置多个不同床层装填不同加氢活性的催化剂用来脱除渣油原料中的金属、残炭和硫化物等杂质。该上流式反应器中，在不同床层装填不同活性的催化剂，这样容易引起催化剂的返混和床层的不稳定，上流式反应器内沿着物流方向催化剂活性逐步增加，高活性催化剂床层耗氢逐步增加且放热增加，而上流式反应器由于其氢油比的限制易引起催化剂床层局部缺氢和床层的扰动，容易引起热点的产生，从而影响催化剂性能的发挥和装置的稳定运行。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种上流式反应器加工处理重烃原料的方法。该方法采用特定的催化剂以及上流式加氢工艺技术处理渣油，该催化剂空隙率高、通透性好，床层压降低，物料分布均匀，特别适用于上流式渣油加氢处理过程，具有加氢活性高、使用周期长。而且，本专利技术将该单一品种催化剂应用于上流式反应器中，克服了目前上流式反应器中催化剂种类多，装卸繁琐及不同种类催化剂返混等问题。本专利技术提供了一种上流式反应器加工处理重烃原料的方法，包括采用至少一个上流式反应器，所述一个上流式反应器内至少有两个催化剂床层，各催化剂床层采用相同的加氢处理催化剂；所述的加氢处理催化剂包括载体和活性组分；其中，所述载体为球形，球形载体外直径为5.0～10.0mm，其中载体至少包括五条贯穿载体的通道即第一通道、第二通道、第三通道、第四通道和第五通道，五个通道均贯穿催化剂载体的球心且相互连通，其中第一通道、第二通道和第三通道两两垂直，各通道所占的总体积为球形载体体积的20%～60%，优选为28%～60%。本专利技术提供的加氢处理催化剂载体中，第四通道和第五通道之间的最小角大于40度，第四通道或第五通道与第一通道、第二通道或第三通道之间的最小角大于20度。本专利技术提供的加氢处理催化剂载体中，所述通道的横截面为圆形、多边形、椭圆形或异形，优选为圆形。本专利技术提供的加氢处理催化剂载体中，第四通道和第五通道可以与第一通道、第二通道或第三通道在同一平面内，也可以不与第一通道、第二通道或第三通道在同一平面内，优选第四通道和第五通道与第一通道、第二通道或第三通道中的任意两个在同一平面内，进一步地，第四通道和第五通道与位于同一平面内的第一通道、第二通道或第三通道呈均匀角度分布。本专利技术中所述的均匀角度是指同一平面内任意相邻两平面之间的角度差小于10度。本专利技术提供的加氢处理催化剂载体中，各通道为直通道，其横截面形状可以相同，也可以不同，截面积可以相同，也可以不同。进一步地，第一通道、第二通道、第三通道、第四通道和第五通道的横截面形状基本相同，优选为圆形，截面积基本相等。本专利技术提供的加氢处理催化剂载体中，还可以包括第六通道和/或第七通道，第六通道设置于第四通道和第五通道之间并与第四通道和第五通道相交并相通，交点与球心的距离占载体球半径的1/3至3/4，第七通道设置于第四通道和第五通道之间并与第四通道和第五通道相交并相通，交点与球心的距离占载体球半径的1/3至3/4，且与第六通道分别位于球心两侧。本专利技术加氢处理催化剂是以Al2O3-SiO2为载体，其中SiO2重量含量为35%～80%，优选40%~60%。本专利技术加氢处理催化剂载体中，优选还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用上流式反应器加工处理重烃原料的方法，包括采用至少一个上流式反应器，所述一个上流式反应器内至少有两个催化剂床层，各催化剂床层采用相同的加氢处理催化剂；所述的加氢处理催化剂包括载体和活性金属组分，其中所述载体为球形，球形载体外直径为5.0～10.0mm，其中载体至少包括五条贯穿载体的通道即第一通道、第二通道、第三通道、第四通道和第五通道，五个通道均贯穿催化剂载体的球心且相互连通，其中第一通道、第二通道和第三通道两两垂直，各通道所占的总体积为球形载体体积的20%～60%，优选为28%～60%。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用上流式反应器加工处理重烃原料的方法，包括采用至少一个上流式反应器，所述一个上流式反应器内至少有两个催化剂床层，各催化剂床层采用相同的加氢处理催化剂；所述的加氢处理催化剂包括载体和活性金属组分，其中所述载体为球形，球形载体外直径为5.0～10.0mm，其中载体至少包括五条贯穿载体的通道即第一通道、第二通道、第三通道、第四通道和第五通道，五个通道均贯穿催化剂载体的球心且相互连通，其中第一通道、第二通道和第三通道两两垂直，各通道所占的总体积为球形载体体积的20%～60%，优选为28%～60%。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第四通道和第五通道之间的最小角大于40度，第四通道或第五通道与第一通道、第二通道或第三通道之间的最小角大于20度。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通道的横截面为圆形、多边形、椭圆形或异形，优选为圆形。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第四通道和第五通道与第一通道、第二通道或第三通道中的任意两个在同一平面内；优选，第四通道和第五通道与位于同一平面内的第一通道、第二通道或第三通道呈均匀角度分布。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通道为直通道，优选，第一通道、第二通道、第三通道、第四通道和第五通道的横截面形状相同，优选为圆形，截面积相等。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载体还包括第六通道和/或第七通道，第六通道设置于第四通道和第五通道之间并与第四通道和第五通道相交并相通，交点与球心的距离占载体球半径的1/3至3/4；第七通道设置于第四通道和第五通道之间并与第四通道和第五通道相交并相通，交点与球心的距离占载体球半径的1/3至3/4，且与第六通道分别位于球心两侧。


7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加氢处理催化剂是以Al2O3-SiO2为载体，其中SiO2重量含量为35%～80%，优选40%~60%。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的加氢处理催化剂载体中，还含有第一金属组分氧化物，所述第一金属组分氧化物为NiO。


9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一金...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘铁斌，朱慧红，袁胜华，
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大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11