一种重烃原料的加氢处理方法技术

本发明专利技术公开了一种重烃原料的加氢处理方法。该方法包括：至少一个上流式反应器与至少一个下流式固定床反应器串联，重烃原料依次通过上流式反应器和下流式固定床反应器，下流式固定床反应器流出物经分离得到各产物，其中上流式反应器至少装填本发明专利技术的加氢处理催化剂，该加氢处理催化剂载体中有五条贯穿载体的通道，特别是整体呈现类“米”字；采用本发明专利技术特定的催化剂用于上流式加氢处理过程，具有空隙率高、脱容金属能力强，通透性好，床层压降低，物料分布均匀的特点。使上流式反应器、下流式固定床反应器中各种功能催化剂协调配合，进而提高催化剂的整体性能，提高催化活性，延长运转周期。

A hydrotreating method for heavy hydrocarbon feedstock

【技术实现步骤摘要】
一种重烃原料的加氢处理方法
本专利技术涉及一种重烃原料的加氢处理方法，具体地说，是涉及一种重油、渣油原料的加氢处理方法。
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反应器。上流式反应器可以降低进料中的金属含量，有效减缓床层压降的产生，因此，上流式反应器一般设置在固定床反应器（下流方式）之前，保护固定床反应器催化剂床层因运转后期金属沉积造成床层压降迅速升高而被迫停工。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。因为催化剂在高温高压下在反应器内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。现有技术工艺流程是上流式反应器出口生成油和固定床混氢混合后依次进入固定床脱金属催化剂床层、高活性脱硫催化剂床层和脱残炭催化剂床层。在上流式反应器与下流式固定床反应器的组合工艺中，上流式反应器催化剂仅能脱除部分金属，而且存在着随运转时间的延长，上流式反应器催化剂脱金属性能下降明显与下流式固定床反应器催化剂性能和运行周期不匹配。考虑到上流式反应器催化剂脱金属能力有限，需要在后续下流式固定床反应器装填一定比例的脱金属催化剂，不利于整体催化剂性能的发挥，影响装置运转周期。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。由于装填多种性能的催化剂，导致整体的脱金属能力低，也存在与后续下流式反应器催化剂性能匹配的问题，不利于催化剂性能的发挥和长周期运行。
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重烃原料的加氢处理方法。该方法至少一个上流式反应器与至少一个下流式固定床反应器串联，本专利技术的方法使上流式反应器、下流式固定床反应器中各种功能催化剂协调配合，进而提高催化剂的整体性能，实现上流式催化剂与固定床催化剂的催化性能同步，不仅提高了上流式加氢催化剂和固定床脱硫、脱氮催化剂的催化活性，而且还有效控制上流式加氢过程中的脱金属和脱残碳效果，减少金属对于固定床催化剂毒害，保证催化剂在较高的反应温度条件下降低积碳的失活影响，延长运转周期。本专利技术提供了一种重烃原料的加氢处理方法，包括：至少一个上流式反应器与至少一个下流式固定床反应器串联，重烃原料依次通过上流式反应器和下流式固定床反应器，下流式固定床反应器流出物经分离得到各产物；其中，所述上流式反应器装填一种如下加氢处理催化剂：所述的加氢处理催化剂包括载体和活性组分；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，优选还含有第一金属组分氧化物，所述第一金属组分氧化物为NiO。所述第一金属组分氧化物NiO与Al2O3的摩尔比为0.03：1～0.13：1，优选为0.05：1～0.11：1。本专利技术加氢处理催化剂载体中，其性质如下：比表面积为80～200m2/g，孔容为0.78mL/g以上，优选0.78～1.15mL/g，孔直径16～100nm所占的孔容为总孔容的35%～60%，平均孔直径为18nm以上，优选为20~30nm。本专利技术的加氢处理催化剂，所述活性金属组分包括第二金属组分即第ⅥB族金属元素和第三金属组分即第Ⅷ族金属元素，其中第ⅥB本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重烃原料的加氢处理方法，包括：至少一个上流式反应器与至少一个下流式固定床反应器串联，重烃原料依次通过上流式反应器和下流式固定床反应器，下流式固定床反应器流出物经分离得到各产物；/n其中，所述上流式反应器至少装填一种如下加氢处理催化剂：所述的加氢处理催化剂包括载体和活性组分；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】
1.一种重烃原料的加氢处理方法，包括：至少一个上流式反应器与至少一个下流式固定床反应器串联，重烃原料依次通过上流式反应器和下流式固定床反应器，下流式固定床反应器流出物经分离得到各产物；
其中，所述上流式反应器至少装填一种如下加氢处理催化剂：所述的加氢处理催化剂包括载体和活性组分；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。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载体中，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。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载体中，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，所述载体中，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，所述载体中，所述第一金属组分氧化物NiO与Al2O3的摩尔比为0.03：1～0.13：1，优选为0.05：1～0.11：1。


10.根据权利要求1~9任意一项所述的方法，其特征在于，所述载体的性质如下：比表面积为80～200m2/g，孔容为0.78mL/g以上，优选0.78～1.15mL/g，孔直径16～100nm所占的孔容为总孔容的35%～60%，平均孔直径为18nm以上，优选为20~30nm。


11.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中，活性金属组分包括第二金属组分即第ⅥB族金属元素和第三金属组分即第Ⅷ族金属元素，其中第ⅥB族金属元素优选为Mo，第Ⅷ族金属元素优选为Ni和/或Co。


12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述加氢处理催化剂中，以催化剂的重量为基准计，第二金属组分以氧化物计的含量为1.0%～10.0%，优选为1.5%～7.5%，第一金属组分和第三金属组分的总含量以氧化物...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘铁斌，袁胜华，耿新国，李洪广，翁延博，金建辉，
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