一种延长催化剂使用寿命的劣质重油、渣油加氢处理组合工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种劣质重油、渣油加氢处理组合工艺，重质油原料先经过浆态床加氢预处理，气液分离后，液相产物再经固定床加氢改质，其中，浆态床加氢预处理部分包括一个浆态床加氢反应器和浆态床加氢催化剂；固定床加氢改质部分所用反应器按先后次序主要包括：两个并联的上流式脱铁脱钙反应器，一个上流式脱金属反应器，一个固定床脱硫反应器，一个固定床脱氮反应器，该方法既提高催化剂加氢脱杂质能力，又可延长催化剂的生命周期，可以处理高金属含量、高硫、高氮、高沥青质的渣油，并能够有效减缓反应器压降的上升速度，从而实现装置的长周期运转。

Combined process of inferior heavy oil and residuum hydrotreating for prolonging service life of catalyst

The invention relates to an inferior heavy oil and residual oil hydrogenation process, heavy oil feedstock pretreated slurry bed hydrogenation, gas-liquid separation, and then by fixed bed hydrogenation modification, liquid product of the slurry bed hydroprocessing part comprises a slurry bed hydrogenation reactor and the slurry bed hydrogenation catalyst; fixed bed hydrogenation reactor parts used in sequence include: upflow two parallel iron removal decalcification reactor, an upflow metal removal reactor, a fixed bed desulfurization reactor and a fixed bed reactor, the method can improve hydrogenation catalyst impurity removal ability, and can prolong the life cycle of the catalyst residue, can high metal content, high sulfur, high nitrogen, high asphaltene, and could effectively slow down the rising speed of pressure drop in the reactor, so as to realize the long device Cycle operation.

【技术实现步骤摘要】
一种延长催化剂使用寿命的劣质重油、渣油加氢处理组合工艺
本专利技术方法可用于加氢领域，尤其适用于高金属(Ni+V ≥ 200 μ g.g—1)、高残炭(CCR≥20wt%)、高浙青质含量的重质馏分油、渣油和油砂浙青的加氢精制和加氢处理。本专利技术方法在确保较高的脱金属、脱硫、脱氮和脱浙青质活性基础上，为延长催化剂使用寿命，提高装置长周期运转性能提供了一条有效途径。
技术介绍
目前，随着原油劣质化、重质化趋势的加剧，轻质油品需求量的增加以及环保法规的日益严格，渣油的加工改质技术已引起世界各国的广泛关注。劣质渣油的深度加工和改质对于合理利用石油资源，改善产品质量，提高轻质油收率，具有重要的现实意义。渣油加氢工艺由于液体产品收率高、质量好，既可以最大量地满足市场对轻质油品需求的增加，又可以生产更清洁的石油产品以满足日趋严格的环保要求，是渣油改质技术的发展趋势所在。从反应器类型来分，包括固定床、沸腾床、移动床和浆态床加氢四种类型，固定床和移动床加氢工艺，对原料的要求较高，不适宜加工重质、劣质原料；沸腾床加氢技术可以处理劣质原料，但是操作条件苛刻，装置投资成本较高；浆态床加氢技术则可以处理各种劣质原料，具有原料适应性强、工艺简单、操作灵活、转化率高等特点，但是因反应生焦和工程放大等问题而尚未实现工业化。总之，渣油加氢改质的核心在于合理地控制转化深度，将浙青质等易于聚沉的大分子在保持胶体体系稳定的基础上逐步转化，避免生焦导致催化剂失活从而缩短装置运转周期。渣油加氢改质的成功需要把渣油的基本化学认识、加氢催化剂的合理设计和工艺过程的科学放大有机地结合起来才能实现。在工业实践上，为了提高催化剂使用寿命，延长装置运转周期，研究者提出了多种解决方法。CN1322097C公开了一种采用可置换反应器和可短路反应器加氢处理重烃馏分的方法。渣油首先经过一个保护区处理，在保护区段，保护区可以短路来确保催化剂再生或更换；然后再经过加氢脱金属和加氢脱硫处理，至少一个加氢脱金属段和/或加氢脱硫段的反应器可以短路，以利于催化剂的再生和更换。通过催化剂的保护和更换，确保装置能够长周期运转，但是需要更高的初始投资。CN1349554公开了一种带层状催化剂床层的上流式反应器系统加氢处理重质原料的方法。用至少两个不同加氢活性的催化剂的上流式固定床反应器加氢处理金属、硫和含碳残质污染的重质原料。但该方法运行周期短，一般不超过I年。CN1144860公开了一种渣油加氢处理的方法。在重渣油加氢反应系统中的第一个反应器增设一个或多个进料口，同时改变原有的催化剂级配，当一反催化剂床层压降为装置设计最大压降的0.4-0.8倍时，依次改用下一个进料口，同时原有进料口可进循环油或循环油与原料油的混合物。该工艺能有效地防止床层压降和延长渣油加氢催化剂的使用寿命，而且可以增加装置的处理能力。CN00110714.3公开了一种渣油处理方法。在重渣油加氢反应系统前，采用一段吸附过滤剂床层或一段吸附过滤剂床层和一段吸附过滤催化剂床层同时使用，不仅可以最大程度地脱除原料油中携带的悬浮颗粒，而且还可以脱除掉原油中的环烷酸铁生成的硫化亚铁及大部分易生焦的物质，最大程度减少渣油加氢反应系统反应器的结垢，减少装置运转周期内的因结垢造成的开停工次数。渣油密度大，粘度高，杂质多，仅仅依靠单一的加工手段已经难以得到理想的产品和效益。固定床加氢工艺成本低、操作简单、技术成熟，但是只能处理性质较好的原料；浆态床加氢技术则可以处理各种劣质原料，具有原料适应性强、操作灵活等特点，考虑到固定床和浆态床加氢的各自特点，本专利技术拟将两种工艺结合起来，劣质渣油先经浆态床加氢作为预处理，将原料中的金属、硫、氮、浙青质含量大幅降低，然后再经固定床加氢处理，进一步脱除其中的杂质，避免因原料黏度较大、金属杂质或浙青质含量较高，导致催化剂快速失活，缩短装置运转周期。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种劣质重油、渣油加氢处理方法，通过采用独特的加氢处理流程，并恰当地选择有效的加氢催化剂，达到既提高催化剂加氢脱杂质能力，又延长装置运行周期。一种劣质重油、渣油加氢处理组合工艺，其特征在于重油和/或渣油原料先经过浆态床加氢预处理，气液分离后，液相产物再经固定床加氢改质，其中，浆态床加氢预处理部分包括一个衆态床加氢反应器和衆态床加氢催化剂；固定床加氢改质部分所用反应器按先后次序主要包括:两个上流式脱铁脱钙反应器，一个上流式脱金属反应器，一个固定床脱硫反应器，一个固定床脱氮反应器，具体如下:两个上流式脱铁脱钙反应器的进口管线和出口管线上均安有单向阀，在出口管线单向阀前与另一上流式脱铁脱钙反应器进口管线单向阀后连接有一条管线，使得物料得以从一个上流式脱铁脱钙反应器的出口导入另一个上流式脱铁脱钙反应器的进口，管线上安有单向阀；在上流式脱金属反应器的进口管线和出口管线上均安有三向阀，上流式脱金属反应器进口管线的三向阀中其它两端，一端接上流式脱金属反应器的出口管线，另一端管线接上流式脱金属反应器出口管线上的三向阀，该三向阀还有一端与固定床脱硫反应器的入口管线相接；原料首先与浆态床加氢催化剂混合形成悬浮浆液，然后进入浆态床加氢反应器进行加氢预处理，出口产品经气液分离器，将含氢气体和液相产物分开，液相产物经上流式脱铁脱钙反应器，反应器内装填加氢脱铁脱钙催化剂，脱除一部分铁、钙和浆态床加氢处理后的浆态床催化剂，其反应生成物有两种运行方式:一是直接进入上流式脱金属反应器，在脱金属催化剂存在下进行加氢脱金属(N1、V)反应，再其反应生成物不经分离，直接进入固定床脱硫反应器，在脱硫催化剂存在下进行加氢脱硫反应；二是直接进入脱硫反应器，在脱硫催化剂存在下进行加氢脱硫反应；脱硫反应器反应生成物不经分离，直接进入固定床脱氮反应器，在脱氮催化剂存在下进行加氢脱氮反应。本专利技术中，渣油、重油等原料经过浆态床加氢处理后，产物经分离后，含有浆态床加氢催化剂颗粒物的液相产物进入上流式脱铁脱钙反应器，经过脱铁钙催化剂处理后，浆态床催化剂颗粒可以被有效捕捉，从而延长固定床脱硫催化剂的生命周期。脱铁脱钙装置运行过程步骤可以如下:(I)在反应初期，两个脱铁脱钙反应器一起使用，重油或渣油原料先进入其中一个反应器(以A表示)，再进入另一个反应器(以B表示)进行脱铁脱钙反应。(2)反应一段时间后，A反应器催化剂活性接近中后期，这时可以改变原料流向，原料先进B反应器再进A反应器。(3)在A反应器中脱铁脱钙催化剂处于失活阶段，关闭A反应器进料阀，并用再生和/或用新鲜催化剂替换反应器的催化剂。此时物料只进B反应器。(4) A完成换剂后，物料先进B反应器，再进已换剂的反应器A。(5)在B反应器中脱铁脱钙催化剂处于失活阶段，关闭B反应器进料阀，并用再生和/或用新鲜催化剂替换反应器的催化剂。此时物料只进A反应器。(6 ) B反应器完成换剂后，继续重复步骤(1)-步骤(5 )。对于脱金属反应器而言，在运行过程中，尤其在脱金属催化剂活性失活阶段，物料自反应器出来直接进入脱硫反应器。同时用再生和/或用新鲜催化剂替换反应器的脱金属催化剂。完成催化剂替换后，物料自反应器出来再依次进入脱金属反应器、脱硫反应器和脱氮反应器。本专利技术所提供的方法可以处理高金属含量、高硫、高氮、高浙青质的渣油本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种劣质重油、渣油加氢处理组合工艺，其特征在于重油和/或渣油原料先经过浆态床加氢预处理，气液分离后，液相产物再经固定床加氢改质，其中，浆态床加氢预处理部分包括一个浆态床加氢反应器和浆态床加氢催化剂；固定床加氢改质部分所用反应器按先后次序主要包括：两个上流式脱铁脱钙反应器，一个上流式脱金属反应器，一个固定床脱硫反应器，一个固定床脱氮反应器，具体如下：两个上流式脱铁脱钙反应器的进口管线和出口管线上均安有单向阀，在出口管线单向阀前与另一上流式脱铁脱钙反应器进口管线单向阀后连接有一条管线，使得物料得以从一个上流式脱铁脱钙反应器的出口导入另一个上流式脱铁脱钙反应器的进口，管线上安有单向阀；在上流式脱金属反应器的进口管线和出口管线上均安有三向阀，上流式脱金属反应器进口管线的三向阀中其它两端，一端接上流式脱金属反应器的出口管线，另一端管线接上流式脱金属反应器出口管线上的三向阀，该三向阀还有一端与固定床脱硫反应器的入口管线相接；原料首先与浆态床加氢催化剂混合形成悬浮浆液，然后进入浆态床加氢反应器进行加氢预处理，产物经气液分离后，液相产物经上流式脱铁脱钙反应器，反应器内装填加氢脱铁脱钙催化剂，脱除一部分铁、钙和浆态床加氢处理后的浆态床催化剂，其反应生成物有两种运行方式：一是不经分离直接进入上流式脱金属反应器，在脱金属催化剂存在下进行加氢脱金属反应，其反应生成物不经分离，直接进入固定床脱硫反应器，在脱硫催化剂存在下进行加氢脱硫反应；二是直接进入脱硫反应器，在脱硫催化剂存在下进行加氢脱硫反应；脱硫反应器反应生成物不经分离，直接进入固定床脱氮反应器，在脱氮催化剂存在下进行加氢脱氮反应。...

【技术特征摘要】
1.一种劣质重油、渣油加氢处理组合工艺，其特征在于重油和/或渣油原料先经过浆态床加氢预处理，气液分离后，液相产物再经固定床加氢改质，其中，浆态床加氢预处理部分包括一个衆态床加氢反应器和衆态床加氢催化剂；固定床加氢改质部分所用反应器按先后次序主要包括:两个上流式脱铁脱钙反应器，一个上流式脱金属反应器，一个固定床脱硫反应器，一个固定床脱氮反应器，具体如下:两个上流式脱铁脱钙反应器的进口管线和出口管线上均安有单向阀，在出口管线单向阀前与另一上流式脱铁脱钙反应器进口管线单向阀后连接有一条管线，使得物料得以从一个上流式脱铁脱钙反应器的出口导入另一个上流式脱铁脱钙反应器的进口，管线上安有单向阀；在上流式脱金属反应器的进口管线和出口管线上均安有三向阀，上流式脱金属反应器进口管线的三向阀中其它两端，一端接上流式脱金属反应器的出口管线，另一端管线接上流式脱金属反应器出口管线上的三向阀，该三向阀还有一端与固定床脱硫反应器的入口管线相接；原料首先与浆态床加氢催化剂混合形成悬浮浆液，然后进入浆态床加氢反应器进行加氢预处理，产物经气液分离后，液相产物经上流式脱铁脱钙反应器，反应器内装填加氢脱铁脱钙催化剂，脱除一部分铁、钙和浆态床加氢处理后的浆态床催化剂，其反应生成物有两种运行方式:一是不经分离直接进入上流式脱金属反应器，在脱金属催化剂存在下进行加氢脱金属反应,其反应生成物不经分离，直接进入固定床脱硫反应器，在脱硫催化剂存在下进行加氢脱硫反应;二是直接进入脱硫反应器，在脱硫催化剂存在下进行加氢脱硫反应;脱硫反应器反应生成物不经分离，直接进入固定床脱氮反应器，在脱氮催化剂存在下进行加氢脱氮反应。2.根据权利要求1所述工艺，其特征在于加氢脱铁脱钙催化剂、加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂和加氢脱氮催化剂，从左至右催化剂孔径逐渐减小，粒度逐渐减小，孔隙率逐渐减小。3.根据权利要求1所述工艺，其特征在于固定床加氢改质部分所用反应器中分别装填一种或一种以上催化剂，沿物流方向，孔径逐渐减小，粒度逐渐减小，孔隙率逐渐减小。4.根据权利要求1所述工艺，其特征在于浆态床加氢预处理工艺条件为:氢压8.0MPa~20.0MPa ;温度350。。~450°C ;液时体积空速0.2h-1~3h-1 ;氢油体积比300~2000。5.根据权利要求1所述工艺，其特征在于浆态床加氢催化剂采用等体积浸溃法负载活性金属组分得到的，载体是比表面积为400~2000m2/g的碳质颗粒，催化剂中活性金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘元东，赵愉生，赵元生，范建光，陈芬芬，周志远，张志国，崔瑞利，张春光，于双林，谭青峰，程涛，那美琦，胡长禄，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
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