[發(fā)明專利]一種重質(zhì)渣油的加氫處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110317135.7
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN103059929A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董凱;戴立順;劉濤;牛傳峰;邵志才;鄧中活;施瑢;楊清河;胡大為;孫淑玲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C10G65/04
• 分類號: C10G65/04
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 劉國平;顧映芬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種重質(zhì)渣油的加氫處理方法。

背景技術(shù)

隨著國內(nèi)外原油日趨重質(zhì)化、劣質(zhì)化，渣油加氫處理技術(shù)得到了日益廣泛的應(yīng)用。根據(jù)反應(yīng)器類型的不同，渣油加氫主要有固定床、沸騰床、懸浮床及移動床四種工藝類型。其中固定床渣油加氫工藝流程簡單，易操作，裝置投資相對較低，工藝成熟，因此目前工業(yè)化的渣油加氫裝置中大多數(shù)采用固定床工藝。但固定床工藝也有自身的不足，例如操作周期相對較短，不能在線更換催化劑，容易發(fā)生床層局部超溫或“熱點”等問題。

在運轉(zhuǎn)過程中，催化劑床層出現(xiàn)局部溫度過高或“熱點”是比較常見的問題，這是因為各類加氫反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，如果局部區(qū)域加氫反應(yīng)過于強烈，將會加劇催化劑床層徑向溫差現(xiàn)象，導(dǎo)致局部溫度過高、出現(xiàn)“熱點”，嚴重時將會迫使裝置停工。因此，對于固定床渣油加氫裝置，需要嚴格控制反應(yīng)溫升，限制徑向溫差，盡可能避免催化劑床層局部超溫或“熱點”的產(chǎn)生。在實際生產(chǎn)過程中，通常采用注入冷氫來控制催化劑床層的溫度，但采用該方法氫氣消耗量大，并且冷氫的注入量也有限制。

固定床渣油加氫處理工藝一般都采用催化劑級配方案：原料油進入反應(yīng)器后依次經(jīng)過加氫保護劑、加氫脫金屬催化劑、加氫脫硫催化劑、加氫脫殘?zhí)看呋瘎┗?和加氫脫氮催化劑。其中，保護劑的加氫活性最低，其主要功能為過濾原料油中的固體顆粒雜質(zhì)、脫除鐵、鈣、鈉等無機鹽類；在加氫脫金屬催化劑床層中，主要發(fā)生加氫脫金屬反應(yīng)、加氫脫瀝青質(zhì)反應(yīng)及一部分加氫脫硫反應(yīng)；在加氫脫硫催化劑床層中，發(fā)生大部分的加氫脫硫反應(yīng)，一部分加氫脫金屬反應(yīng)和加氫脫殘?zhí)糠磻?yīng)，少量的加氫脫氮反應(yīng)；在加氫脫殘?zhí)看呋瘎┗?和加氫脫氮催化劑床層中，發(fā)生一部分的加氫脫殘?zhí)糠磻?yīng)、加氫脫氮反應(yīng)、加氫脫硫反應(yīng)以及少量的加氫脫金屬反應(yīng)。

大量工業(yè)實例及研究工作表明，位于催化劑級配前部的加氫脫金屬催化劑床層比較容易產(chǎn)生“熱點”。這是因為新鮮原料油經(jīng)過保護劑床層幾乎不發(fā)生加氫反應(yīng)，但進入脫金屬催化劑床層后原料油中的大量不穩(wěn)定的、容易發(fā)生加氫反應(yīng)的物種，例如金屬化合物、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、容易脫除的硫化物等，容易集中發(fā)生加氫反應(yīng)，產(chǎn)生大量反應(yīng)熱。其中，在該床層中瀝青質(zhì)及重膠質(zhì)等物種在較高的反應(yīng)溫度下非常容易發(fā)生結(jié)焦反應(yīng)，結(jié)焦后的催化劑更容易導(dǎo)致原料的不均勻流動，使局部反應(yīng)溫度過高、產(chǎn)生徑向溫差；而硫化物含量較高、加氫脫硫反應(yīng)放熱量大，因此是導(dǎo)致加氫脫金屬床層反應(yīng)溫度過高的主要因素，并且較高的反應(yīng)溫度可以進一步加速加氫脫硫反應(yīng)和結(jié)焦反應(yīng)，加劇徑向溫差，若不加以控制，將會導(dǎo)致“熱點”生成；相對硫化物，渣油中的金屬化合物含量相對較低，并且容易發(fā)生加氫反應(yīng)脫除，反應(yīng)熱相對較低；而渣油中的氮化物屬于難脫除物種，在加氫脫金屬催化劑床層幾乎不發(fā)生加氫脫氮反應(yīng)。因此，加氫脫硫反應(yīng)的反應(yīng)熱是加劇脫金屬催化劑床層徑向溫差過高的主要原因。

CN?1147570C提出了一種渣油加氫處理催化劑的級配方法，該方法采用沿物流方向催化劑活性逐漸降低的原則，改變加氫脫硫催化劑、加氫脫氮催化劑的級配方案，并在脫硫、脫氮兩類催化劑床層之間增設(shè)一個過渡催化劑床層，使得脫硫、脫氮兩類催化劑床層之間溫升更加平穩(wěn)。但該方法不能解決脫金屬劑床層容易出現(xiàn)熱點的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種有效防止渣油加氫脫金屬床層中出現(xiàn)“熱點”的重質(zhì)渣油的加氫處理方法。

本發(fā)明的發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，目前工業(yè)應(yīng)用的加氫脫金屬催化劑具有較強的加氫活性，可以脫除原料油中大部分金屬化合物，但同時也可以催化一定的脫硫反應(yīng)，所以造成了“熱點”的產(chǎn)生。

針對“熱點”生成原因及上述催化劑的特點，本發(fā)明的發(fā)明人改進了常規(guī)的催化劑級配方案，提出在容易發(fā)生超溫的加氫脫金屬催化劑床層中，采用新型高選擇性脫金屬催化劑取代部分或全部的常規(guī)脫金屬催化劑，裝填在保護劑和脫金屬催化劑之間。所述高選擇性加氫脫金屬催化劑包括載體和負載在該載體上的高選擇性加氫活性金屬組分，所述高選擇性加氫活性金屬組分中的高選擇性加氫活性金屬為至少一種第VB族金屬和至少一種第VIB族金屬。所述高選擇性脫金屬催化劑一般認為具有如圖1所示的催化特性，即，具有較常規(guī)脫金屬催化劑更高的脫金屬活性，同時具有較常規(guī)脫金屬催化劑更低的脫硫活性，且在一定反應(yīng)溫度范圍內(nèi)，其脫硫活性并不隨溫度的提高而增加。本發(fā)明的發(fā)明人利用這種高選擇性脫金屬催化劑來改變催化劑級配，從而完成了本發(fā)明。