一种重油加氢处理催化剂的级配方法组成比例

本发明专利技术涉及一种重油加氢处理催化剂的级配方法，反应器自上而下依次装填加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂和加氢脱氮催化剂，原料物流自上而下，保持沿物流方向，催化剂活性逐渐增大，孔径逐渐减小，粒度逐渐减小，孔隙率逐渐减小；所述加氢脱金属催化剂、所述加氢脱硫催化剂和所述加氢脱氮催化剂分别独立地由一种或多种催化剂组成，硫化后的加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂和加氢脱氮催化剂中的活性金属MoS

A method of catalyst grading for heavy oil hydrotreating

【技术实现步骤摘要】
一种重油加氢处理催化剂的级配方法
本专利技术涉及一种重油加氢处理催化剂的级配方法，尤其涉及一种用于重质馏分油和渣油的加氢精制和加氢处理的加氢催化剂的级配方法。
技术介绍
全球性石油资源的紧缺和劣质化，导致原油市场上重质原油和高硫原油的比例不断提高；同时随着我国经济的高速发展和环保法规的日益严格，市场对清洁油品需求也在急速增加，加氢工艺在炼厂的地位越来越重要。研发新型加氢催化剂以实现油品深度加氢处理，已成为目前加氢处理方面迫切的需要。在加氢处理重馏分油尤其是渣油的过程中，由于原料中杂质含量特别高，特别是其中的油溶性镍和钒等有机金属化合物，对加氢脱硫、脱氮催化剂具有强的毒化作用，现有技术提出了从进料中脱除此类杂质的各种方法，以保护下游高活性的加氢脱硫、脱氮催化剂。例如，美国专利USP4447314就提出一种双催化剂床层系统加氢处理渣油的过程，该过程所采用的第一种催化剂为大孔催化剂，第二种催化剂为小孔催化剂。渣油加氢过程中，原料油首先通过第一种催化剂床层，再顺序通过位于第一种催化剂下游的第二种催化剂，实现渣油的脱金属和脱硫。美国专利US4306964则提出三种催化剂依次装填在反应器不同部位的方法，以解决上述问题。中国专利申请CN1197105A公开了一种加氢处理金属污染了的烃质原料的方法，该烃质原料的至少60％(重)的沸点温度≥370℃，该方法包括：在氢气的存在下，在升高的温度和升高的压力下，使该原料与第一催化剂、第二催化剂和第三催化剂中的一个或多个催化剂床接触，其中，(i)第一催化剂包括VI族和/或VIII族加氢金属组分载在无机氧化物载体上，其至少40％的孔体积在孔径17-25nm的范围内，表面积在100-160m2/g的范围内；(ii)第二催化剂包括VI族和/或VIII族加氢金属组分载在无机氧化物载体上，其至少40％的孔体积在孔径3-17nm的范围内，表面积在160-350m2/g的范围内；(iii)第三催化剂包括VI族和/或VIII族加氢金属组分载在无机氧化物载体上，其至少40％的孔体积在孔径17-25nm的范围内，表面积在100-160m2/g的范围内；其中，在污染物金属沉积量少于5％(重)的情况下，第三催化剂的脱金属活性是第一催化剂的至少1.5倍。中国专利申请CN1313379A公开了一种劣质催化裂化原料的加氢处理方法，是将原料依次与加氢保护剂、加氢脱金属催化剂和加氢精制催化剂接触，在氢分压为5.0～10.0兆帕、温度为330～420℃、氢油体积比为300～1000∶1、液时空速为0.2～1.2小时-1的条件下与氢气反应，反应后的流出物经冷却分离,含氢气体循环使用，液体产物进入分馏系统。原料经加氢后硫、氮和金属含量均降低，可以直接作为催化裂化原料使用。中国专利申请CN1100122C公开了一种对劣质瓦斯油进行加氢处理生产催化裂化进料的加氢技术。该专利采用一种加氢保护剂/加氢脱金属剂/加氢精制催化剂的催化剂组合，使劣质瓦斯油原料的金属含量、硫含量、氮含量大幅度降低，可满足催化裂化装置对进料的要求。但该专利的体积空速较低，在0.2～1.2h-1之间，因此加工成本高。中国专利申请CN1197105A公开了一种加氢处理含金属污染物的烃类原料的方法；该法是在氢气存在下，使原料与第一催化剂、第二催化剂、第三催化剂中的一个或多个催化剂床层接触。各床层催化剂的性质、功能不同。实际上，沿物流方向，催化剂活性逐渐变大，孔径逐渐减小，是常规的先脱金属，再脱硫，最后脱氮的加氢处理过程。试验证明，这种分级装填方法的缺点是脱硫和脱氮催化剂床层温升过大，冷氢需要量大，处理量无法提高。中国专利申请CN1054393C公开了一种渣油加氢脱金属催化剂及其制备方法，该催化剂以Ⅷ族和/或ⅥB族金属元素为活性组分，负载在一种大孔径氧化铝载体上。该载体的孔容为0.80～1.20ml/g(压汞法)，比表面积为110～200m2/g，可几孔径为15～20nm，堆积密度为0.50～0.60g/ml。本专利技术的方法是在拟薄水铝石混捏过程中，同时加入物理扩孔剂和化学扩孔剂，混捏成可塑体，挤条成型，干燥、焙烧制得载体，再以喷淋浸渍方式将活性组分加到载体上，经干燥、焙烧制得催化剂。该专利技术公开的渣油加氢用大孔径催化剂，对渣油加氢脱金属过程较为适合，其加氢活性组分含量低，稠环芳烃加氢饱和能力差，酸性弱，加氢转化能力不强。总的来说，现有技术的主要不足之处在于级配系统中催化剂利用率不高，现有的催化剂级配组合系统需要进一步优化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种能够有效发挥各类催化剂作用，提高催化剂脱金属、脱硫、脱氮、脱残炭活性和稳定性的重质馏分油和渣油加氢催化剂级配方法，该方法可以用于重质馏分油和渣油的加氢处理和加氢精制。为此，本专利技术提供一种重油加氢处理催化剂的级配方法，反应器自上而下依次装填加氢脱金属催化剂(HDM)、加氢脱硫催化剂(HDS)和加氢脱氮催化剂(HDN)，原料物流自上而下，保持沿物流方向，催化剂活性逐渐增大，孔径逐渐减小，粒度逐渐减小，孔隙率逐渐减小；其中，加氢脱金属催化剂粒径为1.1-5mm，加氢脱硫催化剂粒径为0.8-3mm，加氢脱氮催化剂粒径为0.6-2mm；所述加氢脱金属催化剂、所述加氢脱硫催化剂和所述加氢脱氮催化剂分别独立地由一种或多种催化剂组成，硫化后的加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂和加氢脱氮催化剂中的活性金属MoS2呈高度分散分布，硫化后的加氢脱金属催化剂中MoS2以单层和双层分散为主，平均层数在1-2之间占85-95％，其中，1.5-2之间占50-65％；硫化后的加氢脱硫催化剂中MoS2以双层和多层分散为主，平均层数在1.5-3.0之间占80-95％，其中，2-3之间占50-65％；硫化后的加氢脱氮催化剂中MoS2以多层分散为主，平均层数在3-5层占80-95％，其中，3-4之间占50-65％；催化剂级配组合中，按重量百分比计，加氢脱金属催化剂占5～55％，加氢脱硫催化剂占5～55％，加氢脱氮催化剂占5～55％。本专利技术所述的重油加氢处理催化剂的级配方法，催化剂级配组合中，优选的是，按重量百分比计，所述加氢脱金属催化剂20～50％，所述加氢脱硫催化剂占20～40％，所述加氢脱氮催化剂占10～50％。本专利技术所述的重油加氢处理催化剂的级配方法，其中，优选的是，所述硫化后的加氢脱金属催化剂中MoS2的平均层数在1.5-2之间占50-65％，所述硫化后的加氢脱硫催化剂中MoS2的平均层数在2-2.5之间占50-65％，所述硫化后的加氢脱氮催化剂中MoS2的平均层数在3-4层占50-65％。本专利技术所述的重油加氢处理催化剂的级配方法，其中，所述加氢脱金属催化剂、所述加氢脱硫催化剂和所述加氢脱氮催化剂的硫化过程分别独立地优选为干法预硫化或湿法硫化。本专利技术所述的重油加氢处理催化剂的级配方法，其中，所述加氢脱金属催化剂、所述加氢脱硫催化剂和和所述加氢脱氮催化剂的硫化过程中的硫化剂分别独立地优选选自H2S，硫醇、二硫化物、多硫化物以及噻吩甲酸化合物中的至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重油加氢处理催化剂的级配方法，其特征在于，/n反应器自上而下依次装填加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂和加氢脱氮催化剂，原料物流自上而下，保持沿物流方向，催化剂活性逐渐增大，孔径逐渐减小，粒度逐渐减小，孔隙率逐渐减小；/n所述加氢脱金属催化剂、所述加氢脱硫催化剂和所述加氢脱氮催化剂分别独立地由一种或多种催化剂组成，硫化后的加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂和加氢脱氮催化剂中的活性金属MoS

【技术特征摘要】
1.一种重油加氢处理催化剂的级配方法，其特征在于，
反应器自上而下依次装填加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂和加氢脱氮催化剂，原料物流自上而下，保持沿物流方向，催化剂活性逐渐增大，孔径逐渐减小，粒度逐渐减小，孔隙率逐渐减小；
所述加氢脱金属催化剂、所述加氢脱硫催化剂和所述加氢脱氮催化剂分别独立地由一种或多种催化剂组成，硫化后的加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂和加氢脱氮催化剂中的活性金属MoS2呈高度分散分布，硫化后的加氢脱金属催化剂中MoS2以单层和双层分散为主，平均层数在1-2之间占85-95％，硫化后的加氢脱硫催化剂中MoS2以双层和多层分散为主，平均层数在1.5-3.0之间占80-95％，硫化后的加氢脱氮催化剂中MoS2以多层分散为主，平均层数在3-5层占80-95％；
催化剂级配组合中，按重量百分比计，加氢脱金属催化剂占5～55％，加氢脱硫催化剂占5～55％，加氢脱氮催化剂占5～55％。


2.根据权利要求1所述的重油加氢处理催化剂的级配方法，其特征在于，所述加氢脱金属催化剂的平均粒径为1.1-5mm，所述加氢脱硫催化剂的平均粒径为0.8-3mm，所述加氢脱氮催化剂的平均粒径为0.6-2mm。


3.根据权利要求1所述的重油加氢处理催化剂的级配方法，其特征在于，催化剂级配组合中，按重量百分比计，所述加氢脱金属催化剂20～50％，所述加氢脱硫催化剂占20～40％，所述加氢脱氮催化剂占10～50％。


4.根据权利要求1所述的重油加氢处理催化剂的级配方法，其特征在于，所述硫化后的加氢脱金属催化剂中MoS2的平均层数在1.5-2之间占50-65％，所述硫化后的加氢脱硫催化剂中MoS2的平均层数在2-3之间占50-65％，所述硫化后的加氢脱氮催化剂中MoS2的平均层数在3-4层占50-65％。


5.根据权利要求1所述的重油加氢处理催化剂的级配方法，其特征在于，所述加氢脱金属催化剂、所述加氢脱硫催化剂和所述加氢脱氮催化剂的硫化过程分别独立地为干法预硫化或湿法硫化。


6.根据权利要求1所述的重油加氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵愉生，赵元生，张天琪，张志国，宋俊男，李井泉，于双林，张春光，程涛，由慧玲，崔瑞利，王小丹，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11