[發明專利]一種固定床加氫催化劑的級配裝填方法和應用

有效

• 申請號: 201610868463.9
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN107875979B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 鄧中活;邵志才;孫淑玲;戴立順;牛傳峰;劉濤;施瑢;楊清河;胡大為
• 申請（專利權）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: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02;B01J8/00;C10G45/02
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一種固定床加氫催化劑的級配裝填方法和應用。該級配裝填方法，包括依次串聯的至少三個固定床反應器，在第一個固定床反應器內沿物流方向依次裝填至少一種加氫保護劑和至少一種第一加氫脫金屬劑，其中，在物流方向末端部位裝填的小顆粒的加氫催化劑。本發明方法可以加工鐵鈣含量較高的渣油原料，不僅能使裝置長周期運轉，還充分發揮固定床渣油加氫催化劑的活性，增加了渣油加氫裝置的運行效率，提高了經濟性。

技術領域

本發明涉及一種固定床加氫催化劑的級配裝填方法和再此基礎上的重油加氫應用方法。

背景技術

隨著石油資源的日益匱乏以及原油呈變重變劣的趨勢，如何利用有限的資源最大量生產需求量大的輕質產品成為煉油技術開發的熱點。重油的高效利用及清潔加工正成為全球煉油業關注的主要話題。“重油”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含量的烴類.重油原料通常含有各種污染物，例如含碳殘質、硫、氮和金屬。

渣油加氫是同時可滿足重油高效利用且符合環保要求的工藝技術。到目前為止，渣油加氫已開發了四種工藝類型：固定床、沸騰床、漿液床和移動床。在四種工藝類型中，固定床工藝成熟，易操作，裝置投資相對較低。在四種工藝中該工藝的工業應用最多。渣油加氫過程中主要發生的反應有加氫脫金屬、加氫脫硫、加氫脫氮反應以及殘炭轉化和瀝青質的加氫裂解反應等。

目前固定床加氫工藝普遍采用催化劑級配裝填技術，一般在加工重質油品反應器序列中依次裝填加氫催化劑，脫除重油原料中的金屬、硫、氮和殘炭，生產合格的催化裂化原料。但由于不同原油有不同的特點，因此針對不同油品需開發不同的催化劑級配裝填方法，以延長重油加氫處理系列催化劑的使用壽命。

固定床操作周期受原料雜質含量影響較大，特別是在加工高鐵含量的渣油時，原料中的鐵對固定床渣油加氫工藝操作周期影響較大。

反應器壓降是制約烴類加氫處理或加氫精制裝置運轉周期的主要因素之一。以固定床渣油加氫工藝為例，目前固定床渣油加氫裝置的操作周期一般為一年到一年半之間，而原料鐵含量較高的固定床渣油加氫裝置的操作周期一般更短一些，其主要制約因素就是一反或是二反的壓降。與鎳釩等金屬主要沉積在催化劑孔道中不同，鐵在加氫條件下生成硫化亞鐵后主要沉積在催化劑外表面，而在催化劑孔內的沉積量較少，這會導致催化劑床層空隙率快速降低，而催化劑床層空隙率快速降低會導致反應器壓降快速上升并最終導致裝置提前停工，造成了不必要的經濟損失。

在常規多個反應器串聯的固定床渣油加氫裝置上，沉積的FeS和CaS會降低反應器催化劑床層的空隙率，第一個或第二個反應器壓降上升達到該反應器的設計限定值，一般為0.7MPa，即便各反應器中的催化劑還有活性，整個裝置也必須停止運行而更換整個系列的催化劑，均不能充分發揮所有催化劑的使用能力，而且裝置的運行周期較短。

工業上延緩壓降上升的常用方法包括：(1)增加保護劑裝填量，但該方法降低了主催化劑的裝填量。(2)采用可以甩掉的保護反應器，當壓降增加到設計極限時保護反應器短路，物流直接進第二反應器，但該方法將造成保護反應器有一半的周期無法利用。(3)采用移動床反應器，但大幅度增加了投資。(4)采用切換式保護反應器，切換過程復雜且增加投資。

US6554994B1采用上流式反應器作為保護反應器，由于上流式反應器在正常操作過程中催化劑有微膨脹，可以提高催化劑的容金屬能力。但在加工高鐵含量原料時，雖然一反的壓降上升速度不快，但長時間運轉時鐵會沉積到后部固定床反應器中，導致該反應器壓降升高。

CN1322097C公開了一種帶有可切換式保護反應器的加氫處理重質烴類的方法，該方法在主反應器前設置可以切換的保護反應器系統，脫除原料中的重金屬雜質和易生焦的結垢物，達到保護主催化劑的目的。該方法中的保護反應器需要在高溫、高壓條件下切換操作，操作的風險較大。