[發明專利]一種煤焦油加氫精制過程中催化劑級配方法

無效

• 申請號: 201210374293.0
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN102899082A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 李穩宏;李冬;范崢;李學坤
• 申請（專利權）人: 陜西省能源化工研究院
• 主分類號: C10G65/04
• 分類號: C10G65/04
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 謝鋼

技術領域

本發明涉及一種煤焦油加氫精制過程中催化劑級配方法，屬于煤化工技術領域。

背景技術

近年來，隨著我國經濟的迅速發展，由于國內油氣資源不足，供需矛盾日益突出，因此采用煤焦油加氫生產汽、柴油和燃料油，對替代我國部分石油資源具有重要的現實和戰略意義。但由于煤焦油密度大、粘度高、氫碳比低和富含有大量的金屬、硫、氮等雜質元素以及膠質、瀝青質等非理想組分，導致其加氫處理難度遠遠大于餾分油。

一般的加氫裝置主要有固定床、懸浮床、沸騰床、移動床和移動床加固定床，其中固定床應用最廣泛。在固定床煤焦油加氫精制技術中，為了達到精制效果、延緩結焦、提高催化劑的壽命，經常使用催化劑級配裝填技術，即使用兩種或兩種以上不同催化劑，其中有加氫脫金屬催化劑、加氫脫硫催化劑和加氫脫氮催化劑等。對特定的原料和操作條件來說，合適的級配比例不僅是對目標產品質量的保證，也可以最大程度地發揮出各催化劑的特征和功能。

美國專利US?4?447?314?提出一種雙催化劑床層系統加氫處理渣油的過程，該過程所采用的第一種催化劑為大孔催化劑，第二種催化劑為小孔催化劑。渣油加氫過程中，原料油首先通過第一種催化劑床層，在順序通過位于第一種催化劑下游的第二種催化劑實現渣油的脫金屬和脫硫。美國專利US?4?306?964則提出三種催化劑依次裝填在反應器不同部位的方法，以解決上述問題。

丹麥Topsoe公司的Bartholdy（Studies?in?Surface?Science?and?Catalysis，1996，100：117-124）公開了一種渣油加氫改質過程中的催化劑級配方法。所用的催化劑分別為加氫脫金屬（HDM）（型號：TK-711）、加氫脫硫（HDS）（型號：TK-751）和加氫脫金屬脫硫（HDM/HDS）（型號：TK-771）催化劑。三種催化劑的級配比例為7：31：62，在此級配比例下催化劑具有較高的活性和穩定性。

科威特國家石油公司Mina?Abdulla煉油廠Al-Nasser等（Studies?in?Surface?Science?and?Catalysis，1996，100：171-180）公開了一種常壓渣油脫硫裝置（ARDS）上HDM、HDS和加氫脫氮（HDN）催化劑的級配方法。三種催化劑的級配比例為32：52：16，在此級配比例下可使催化劑使用壽命增加并使產品收率和質量提高。

CN1197105A公開了一種加氫處理含金屬污染物的烴類原料的方法，該法是在氫氣存在下，使原料與第一催化劑、第二催化劑、第三催化劑中的一個或多個催化劑床層接觸。試驗證明，這種分級裝填方法僅適應于普通的劣質渣油，而且第二、第三床層的溫升過高，處理量小。

CN1197105A公開了一種渣油加氫催化劑級配方法，在此方法下對渣油加氫脫金屬過程較為合適，其加氫活性組分含量低，稠環芳烴加氫飽和能力差，加氫轉化能力不強。

CN104213SC公開的渣油加氫用大孔催化劑，其稠環芳烴加氫飽和能力和加氫轉化能力均較好，但受其孔徑限制，不能較好轉化大分子組分。

CN101928592?A公開了一種加氫催化劑的級配方法，反應器裝填脫金屬劑和脫硫劑，分別占15-80%和20-85%，催化劑活性逐漸增大，孔徑、粒度和孔隙率逐漸減小。在此裝填方法下，催化劑具有更好的脫金屬、脫殘炭和脫硫活性。

綜上所述，現有技術均為渣油等石油餾分加氫催化劑的級配方法，如何克服煤焦油生焦和金屬雜質在催化劑上沉積導致的催化劑失活問題，如何延長煤焦油加氫處理催化劑使用壽命是煤焦油研究者面臨的最大難題之一。

發明內容

本發明的目的是在優化工藝條件的基礎上提供一種催化劑的級配裝填方法，以有效發揮各催化劑的功能，能夠減緩催化劑床層的積炭，降低床層壓降和反應溫度，延長催化劑的使用壽命，特別適用于含氮量高、金屬含量高的煤焦油的加氫處理。

本發明實現過程如下：

一種煤焦油加氫精制過程中催化劑級配方法，將原料煤焦油與氫氣混合后進入加氫反應器進行加氫反應，加氫反應器中有三個加氫反應區床層，在第一反應床層中裝填脫金屬劑，第二反應床層裝填脫硫劑，第三反應床層裝填脫氮劑，各床層占催化劑總裝填量的百分比為：脫金屬劑25v%~65v%，脫硫劑5v%~35v%，脫氮劑25v%~55v%；優選的各床層占催化劑總裝填量的百分比為：脫金屬劑35v%~50v%，脫硫劑10v%~35v%，脫氮劑30v%~45v%。