[發明專利]一種煤焦油加氫生產燃料油的催化劑裝填方法

無效

• 申請號: 201110053495.0
• 申請日: 2011-03-04
• 公開（公告）號: CN102161909A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 李春山;何紅興;闞濤;王紅巖;張鎖江;張香平
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C10G65/02
• 分類號: C10G65/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種催化劑的裝填方法，該方法適用于煤焦油加氫處理制備清潔燃料油的過程。

背景技術

隨著世界經濟發展迅速，對燃料油品的需求越來越多。石油屬于不可再生能源，正面臨日趨枯竭的危機，石油的價格也在不斷上漲，這樣迫切需要開發新的替代能源。我國的煤炭儲量非常豐富，將煤炭作為石油的后備能源是大勢所趨，煤炭生產燃料油是一種非常有效的途徑。

煤焦油是煤炭干餾和氣化過程中的副產品，其組成以芳烴為主。隨著鋼鐵行業的快速發展，焦化工業也隨之迅速發展起來，隨著煤焦油產量的不斷增加和環保法規的日益嚴格，煤焦油的清潔加工和有效利用變得越來越重要。現在常規的高溫煤焦油加工方法是通過蒸餾、結晶和精制等工藝分離出其中的各種化學品，并以此為原料進行深加工。而對于低溫煤焦油的加工通常是通過簡單的精餾、酸洗、堿洗、精制、調配等工藝作為初級燃料來銷售，產品品質不高，附加值也很小。

因此，發展清潔的煤焦油加工技術，將煤焦油加氫改質生產出低氮、低硫的清潔燃料，即能減少環境污染，又能提高能源的利用率，具有良好的社會效益和經濟效益。煤焦油加氫制清潔燃料油最早在上世紀三、四十年代就有研究，但由于反應壓力很高，都沒有實現工業化，直到上世紀八十年代日本開發出了這種煤焦油加氫制備燃料油技術。

現有煤焦油加氫技術主要存在的問題有：(1)煤焦油原料組成比較復雜，粘度大，含有大量的金屬、硫、氮等雜質元素和膠質、瀝青質等非理想組分，加氫過程中易在反應器內結焦，造成無法實現連續化生產；(2)煤焦油加氫過程中反應放熱大、床層溫升不易控制，容易發生飛溫現象。

在煤焦油加氫處理過程中，經常使用催化劑級配裝填技術，即在反應器內裝填兩種或兩種以上不同的催化劑，其中有加氫保護劑、加氫脫金屬催化劑、加氫脫硫催化劑、加氫脫氮催化劑和加氫裂化催化劑等。

催化劑在反應器中的裝填順序一般是煤焦油依次與加氫保護劑、加氫脫金屬催化劑、加氫脫硫催化劑、加氫脫氮催化劑、加氫裂化催化劑接觸。但由于不同煤焦油原料有其各自的特點，以及煤焦油加氫反應的復雜性，煤焦油加氫反應還在不斷地探索中。如何解決催化劑上結焦和金屬雜質在催化劑上的沉積而造成的催化劑失活問題，延長煤焦油加氫處理催化劑的使用壽命是煤焦油加氫處理過程中面臨的難題。

CN1752188A公開了一種燃料油的生成方法，是將煤焦油餾分與氫氣一起進入第一段加氫反應器，與鉬-鎳/氧化鋁加氫預精制催化劑接觸反應，脫除煤焦油中的硫、氮雜質，然后進入串聯的第二段加氫反應器，與鎢-鉬-鎳/氧化鋁加氫改質催化劑接觸進行芳烴飽和反應，并進一步脫除硫、氮雜質。該方法未使用加氫保護劑，一反反應溫度高，易造成反應器結焦和飛溫。

CN1464031A公開了一種煤焦油加氫工藝及催化劑，該工藝使用兩種催化劑，一種是載體含氧化鈦加氫預精制催化劑，另一種是載體含氧化鈦和分子篩的加氫改質催化劑，該方法使用的加氫預精制催化劑是一種輕度加氫催化劑，加氫脫氮和芳烴飽和活性很低，對于煤焦油加氫改質來說，在多環芳烴未加氫飽和之前使用含分子篩的催化劑，易造成催化劑結焦，加氫效果也不太好。

發明內容

本發明的目的是在現有技術的基礎上提供一種煤焦油加氫改質生產燃料油的催化劑級配裝填方法，該方法可以減緩催化劑床層的積炭，降低床層壓降，延長催化劑的使用壽命，有效地利用煤焦油原料，得到優質的清潔燃料油產品，具有加氫效率高以及裝置運轉穩定等特點。

本發明提供了的催化劑裝填的方法包括：煤焦油加氫反應器分為預加氫反應器和主加氫反應器，煤焦油與氫氣混合后依次進入預加氫反應器和主加氫反應器進行反應，反應流出物經冷卻分離后得到燃料油和含氫氣體。

預加氫反應器有四個加氫反應區，在第一個加氫反應區裝填加氫保護劑，第二個加氫反應區裝填加氫精制催化劑F1，第三個加氫反應區裝填加氫精制催化劑F2，第四個加氫反應區裝填加氫精制催化劑F3。以整體預加氫催化劑體積為基準，四個加氫反應區催化劑裝填體積百分比分別為5～20v％，10～30v％，10～30v％，20～50v％。

所述的加氫保護劑的活性金屬組分為MoO₃和NiO，MoO₃的含量為5～10m％，NiO的含量為1～3m％，其余為載體氧化鋁。

所述的加氫精制催化劑由載體和活性組分組成：載體為氧化鋁，活性組分為NiO、MoO₃和CoO中的一種或幾種混合物。活性組分占催化劑總量的5～30m％，載體占催化劑總質量的70～95m％。