[發明專利]用于活化加氫處理催化劑的方法

在審

• 申請號: 201580032080.1
• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN107073454A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: F·于姆布洛
• 申請（專利權）人: 阿肯馬法國公司
• 主分類號: B01J23/883
• 分類號: B01J23/883;B01J37/20;B01J37/08;B01J37/00;C10G47/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 劉維升,黃念

發明領域

本發明涉及加氫處理的反應。特別涉及石油餾分加氫裂化過程以及生物質轉化過程中所采用的加氫處理的反應。因此本發明涉及在其中進行加氫處理催化劑的活化的石油精煉領域和生物燃料生產領域兩者。更具體地，本發明涉及這些加氫處理運行過程中所采用的催化劑，以下稱為“一種或多種加氫處理催化劑”的活化。甚至更具體地，本發明涉及用于原位活化加氫處理催化劑的方法以及特定氮化合物在所述方法過程中用于控制加氫處理催化劑的活性的用途。

技術背景

加氫處理是通過用氫氣處理使得可以顯著降低產物或產物混合物中存在的化合物，如硫化物化合物、氮化合物、氧化化合物，或者金屬的量的方法。這種加氫處理方法用于許多領域中，尤其是用于提純石油餾分的石油精煉領域中，以及生物燃料的生產領域中。

在生物燃料中，被稱為第一代的那些、例如從含糖植物(甜菜、甘蔗等)發酵得到或者從谷物(玉米、小麥等)淀粉酶解得到的乙醇與通過使用甲醇的植物油的酯交換得到的生物柴油之間有明顯的區別。通常，本領域技術人員所熟知的這些方法不使用氫氣，也不采用加氫處理方法。

這些第一代生物燃料的研發因其起源而引起了顯著爭議。事實上，這些生物燃料所需原材料涉及將與用于食物目的的農業生產競爭的密集型作物生長。為了克服這個問題，已經進行了大量研究努力來研發第二代生物燃料，以利用其它天然原材料如非食用植物油，廢棄植物油或動物油如用過的煎炸油、動物脂肪及其它。

在這些第二代生物燃料中，一些獲自木質纖維素生物質，例如木材、秸稈、農業廢棄物、林業殘余物或其它專用品種如芒屬(象草)，或柳枝稷。這些木質纖維素生物質在高溫如400℃至700℃下通過熱解轉化。在此溫度下，生物質的組成部分如纖維素、木質素和半纖維素將解聚，并分解成更輕的分子，這些分子將蒸發。冷卻時，蒸氣冷凝以形成稱為熱解油的液體產物，其主要由水、酚、酮、醛、醇、羧酸和碳水化合物組成。

將熱解油或包含脂族鏈的其它天然起源化合物用作生物燃料前體大多數情況下需要轉化和提純。事實上，所有這些天然化合物具有高濃度的雜質，例如不能直接用作燃料的氧化化合物和結構。此外，熱解油化學不穩定，而且這種不穩定性隨溫度而升高，這對燃料是實際問題。

因此將這些天然起源的化合物如熱解油使用現有技術公開的額外方法，且更特別是加氫處理方法進行改進。

加氫處理并不局限于生物燃料領域，這種方法也用于許多其它領域中，尤其用于精煉領域，更具體地用于重餾分轉化成輕餾分(所謂“裂化”)的過程中。事實上，在石油精煉過程中，裂化是由復雜有機分子轉化成較低分子量化合物所構成的操作。可以采用各種技術，特別是包括催化裂化和加氫裂化。

催化裂化是吸熱反應，主要用于生產燃料(如汽油和瓦斯油)和輕質烯烴(如丙烯、丁烯及其它)。這種方法基本上由在高溫如450℃至550℃下、在接近大氣壓力的壓力如1至5巴(即1×10⁵Pa至5×10⁵Pa)下進行的烴裂化所構成，并伴隨沉積在催化劑上的碳的形成。所述催化劑在流化床單元中運動以通過空氣燃燒碳而連續再生。

加氫裂化主要獲得瓦斯油、煤油和汽油。這種方法基本上由在較低溫度如250℃至450℃下、在高氫氣壓力如50至200巴(或50×10⁵至200×10⁵Pa)下進行的烴裂化構成。該反應伴隨不飽和化合物和/或雜質，如硫化物以及例如氮的其它氫化反應。這些氫化的雜質可以容易地與烴餾分分離，使得烴餾分滿足商業燃料規格。特別地，加氫裂化在固定床中的催化劑存在下進行，這需要定期停止該方法以通過硫化催化劑來將催化劑再活化。

由此，本發明涉及加氫裂化而不是催化裂化。

用在本說明書中的術語“加氫處理”描述了進料在壓力下的氫化催化方法，以生產燃料、特別是提純的燃料。該術語包括術語“加氫裂化”，其涉及采用氫氣以斷開雜原子(主要是氧、氮和硫化物)與碳原子之間的鍵的通常反應，和碳-碳鍵的裂化和異構化反應，以降低鏈長并得到更分枝的骨架。

這兩種方法采用常規催化劑。由此，下文中術語加氫處理主要包括術語氫化、加氫異構化、加氫脫氮、加氫脫硫、加氫脫氧、脫芳構化、加氫轉化、特別是加氫裂化，更特別是涉及氫的所有反應。