[發(fā)明專利]加氫處理重質(zhì)原料用帶層狀催化劑床層的上流式反應(yīng)器系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00807042.3
• 申請日: 2000-03-31
• 公開（公告）號: CN1349554A
• 公開（公告）日: 2002-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: B·E·里昂納多;F·W·拉姆;J·查布特;F·J·安特扎拿;R·巴啻特爾;K·R·基布森;R·瑟勒克爾;P·C·勒溫格
• 申請（專利權(quán)）人: 切夫里昂美國公司
• 主分類號: C10G65/04
• 分類號: C10G65/04;C10G49/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 孫愛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于重質(zhì)原料特別是渣油加氫處理以減小污染物特別是金屬、含碳?xì)堎|(zhì)和硫數(shù)量的反應(yīng)器系統(tǒng)和方法。上流式固定床反應(yīng)器有層狀的催化劑床層，其中在不同層中的催化劑有不同的加氫活性，用來選擇性脫除通過整個催化劑床層的污染物，以防止堵塞和提高催化劑的壽命。

背景技術(shù)

加氫處理是一種在其他加工過程以前用來脫除污染物和改質(zhì)重質(zhì)原料的大家熟悉的方法。用于本發(fā)明的術(shù)語“加氫處理”表示一種在超常壓和升溫下在氫氣和催化劑存在下從重質(zhì)原料中脫除污染物特別是金屬、含碳?xì)堎|(zhì)、氮和硫的方法。正如這里使用的，術(shù)語“重質(zhì)原料”指由拔頭原油、石油渣油、油砂、瀝青、頁巖油、液化煤或再生油得到的高瀝青質(zhì)含量的烴類。重質(zhì)原料通常含有各種污染物，例如含碳?xì)堎|(zhì)、硫和金屬，已知它們使用于重質(zhì)原料改質(zhì)成更有價值的產(chǎn)品例如運(yùn)輸燃料和潤滑油的催化劑失活。加氫處理操作通常也從重質(zhì)原料中與硫一起脫除氮。在銷售以前為了減少空氣污染，甚至生產(chǎn)較低價值的產(chǎn)品例如燃料油通常也需要重質(zhì)原料進(jìn)行某種改質(zhì)，以便脫除污染物特別是硫。

加氫處理反應(yīng)器的各種設(shè)計已在處理重質(zhì)原料的文獻(xiàn)中描述。各種商業(yè)設(shè)計可采用催化劑移動床(例如U.S.5076908中公開的)或沸騰催化劑床(例如U.S.4571326和4744887中公開的)。下流式固定床加氫處理反應(yīng)器是商業(yè)上最廣泛使用的。它們與移動床反應(yīng)器的區(qū)分在于，在操作過程中，新鮮催化劑不能加到床層中，而床層中的廢催化劑不能除去。在移動床反應(yīng)器中，原料和氫氣流優(yōu)選向上流動。催化劑向下移動，并作為廢催化劑從床層的底部除去，而新鮮催化劑在床層的頂部加入。在沸騰床中，原料和氫氣的向上流動足以使催化劑懸浮，并造成催化劑顆粒的隨意移動。在操作過程中，沸騰床的體積會膨脹，與沒有氫氣和原料流通過床層時催化劑在反應(yīng)器中的體積相比，通常膨脹至少20％。相反，在操作過程中，在上流式固定床(例如在本發(fā)明中公開的)有很少的膨脹或沒有膨脹。事實(shí)上，在操作過程中，由于催化劑顆粒的沉降，催化劑床層的體積實(shí)際上可能稍有減小。應(yīng)當(dāng)理解，因?yàn)榉磻?yīng)器壁為剛性的，催化劑床的膨脹僅沿床層的豎軸發(fā)生。因此，當(dāng)在本發(fā)明中涉及床層膨脹時，反應(yīng)器中床層高度或床層厚度的增加是床層膨脹的一個適合的量度，并直接與體積有關(guān)。

通常，在氫氣存在下在升壓和升溫下，通過重質(zhì)原料與催化劑接觸來脫除污染物。通常，催化劑為一種活性催化劑，也就是有加氫活性的催化劑。在加氫處理?xiàng)l件下，污染金屬例如鎳和釩通常很容易被脫除，它們涂覆在催化劑的表面上和孔中。金屬在催化劑上的沉積使加氫活性迅速喪失。但是，加氫活性對于從原料中脫除其他污染物例如含碳?xì)堎|(zhì)、氮和硫是必要的。

用來從重質(zhì)原料中脫除金屬、含碳?xì)堎|(zhì)和硫的催化劑通常稱為加氫處理催化劑，通常由多孔的難熔載體(通常為氧化鋁、氧化硅或氧化硅/氧化鋁)組成，這些載體可用金屬例如周期表第VIB族金屬(特別是鉬和鎢)和第VIII族金屬(特別是鈷和鎳)浸漬，以提高它們的活性。本發(fā)明主要關(guān)心的是有脫金屬、脫硫、脫氮和脫含碳?xì)堎|(zhì)活性的那些加氫處理催化劑。

已知加氫處理催化劑的孔結(jié)構(gòu)影響催化劑的脫硫、脫氮和脫含碳?xì)堎|(zhì)的活性，以及影響金屬污染物如何迅速使催化劑失活。通常，對于脫除金屬污染物來說，優(yōu)選有相對大孔的催化劑。例如，U.S.5215955指出，有大孔的催化劑(也就是孔徑為1000埃或更大)適用于從重質(zhì)原料中脫除污染金屬。但是，對于脫除硫、氮和含碳?xì)堎|(zhì)來說，較小的孔徑是有好處的，例如U.S.5177074中公開的催化劑，其中至少70％的孔體積由直徑為70-130埃的孔構(gòu)成。遺憾的是，有較小孔徑的催化劑通常比有較大孔徑的催化劑更迅速被金屬在孔結(jié)構(gòu)中的沉積失活。因此，在選擇從重質(zhì)原料中脫除污染物的適合催化劑中，必需均衡催化劑壽命與保持足夠的脫除污染物特別是含碳?xì)堎|(zhì)和硫的活性。