[發明專利]一種加氫催化劑組合及其應用

在審

• 申請號: 202011044290.1
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN114425356A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 韓亞梅;馬宇春;劉仲能;錢斌;劉師前
• 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上海石油化工研究院
• 主分類號: B01J23/888
• 分類號: B01J23/888;B01J29/26;B01J37/02;B01J37/08;B01J21/04;B01J29/18;B01J32/00;B01J37/00;B01J35/10;C10G45/08;C10G45/12
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;卑瑩

本發明公開了一種加氫催化劑組合，包括加氫催化劑I和加氫催化劑II，所述加氫催化劑I和加氫催化劑II均為負載型催化劑；所述加氫催化劑組合中各催化劑的布置使得加氫原料依次與加氫催化劑I和加氫催化劑II接觸。本發明還公開了一種焦油加氫方法，包括在加氫反應條件下，使用所述的催化劑組合對焦油原料油進行加氫精制。本發明不僅充分考慮渣油易結焦堵塞的熱點，使得加氫過程溫升易控，減緩催化劑的失活速度，延長催化劑的運行周期，還充分利用催化劑的活性中心，提高整個體系的脫硫率、脫氮率和燃油選擇性。

技術領域

本發明涉及一種加氫催化劑組合，及使用該催化劑的焦油加氫方法，屬于焦油加氫精制領域。

背景技術

隨著世界范圍內環保要求日益嚴格，各國對車用燃料的質量要求日益苛刻。此外，由于石油資源減少，原油性質變重變劣，煉廠不得不加工更為劣質的原油。因此，大幅降低柴油中雜質以及多環芳烴含量，顯著改善柴油質量，已經成為煉油企業迫切需要解決的一個問題。加氫技術是降低油品雜質含量、改善油品質量的主要技術之一，其核心是加氫催化劑。現有技術表明，對于一些反應采用不同加氫催化劑組合進行焦油加氫處理的效果通常優于單劑的效果。

在固定床渣油加氫處理技術中，世界上各大公司等都使用催化劑組合裝填技術，即使用兩種或兩種以上不同功能催化劑，其中包括加氫保護劑、加氫脫金屬催化劑、加氫脫硫催化劑、加氫脫氮催化劑等，裝填順序一般是使用原料油依次與加氫保護劑、加氫脫金屬、加氫脫硫、加氫脫氮催化劑接觸。催化劑的組合裝填不僅可以增加催化劑床層的容垢能力，而且能顯著降低催化劑床層的壓力降；采用催化劑分級裝填技術同時能夠增加催化劑系統對金屬的容量，而且由于上游的脫金屬催化劑有效的發揮了其脫金屬的功能，保護了下游高活性的脫硫劑或脫氮劑的加氫活性，因此催化劑組合裝填技術能夠增加渣油加氫處理催化劑對重質原料的加氫處理能力。

渣油加氫處理過程中的反應主要包括加氫脫硫、加氫脫氮、加氫脫金屬、芳烴飽和以及各種烴類的加氫裂化，從總體來看，渣油加氫反應是放熱反應，加氫脫金屬反應較為緩和，而加氫脫硫和加氫脫氮反應較為強烈，是強放熱反應，因此在固定床串聯工藝中，催化劑床層反應溫升較大。世界上各大公司等都是在脫硫、脫氮催化劑床層使用單一的催化劑體系，工業裝置為了保證下一個反應器入口有較低的溫度，不得不向脫硫、脫氮催化劑床層注入大量冷氫，有時甚至通過降量來防止溫升過高，這樣既增大了裝置的冷氫量，也加劇了原料油裂化反應和結焦以應，增大了裝置的氫耗，催化劑使用初期活性較高，加氫反應較劇烈，催化劑使用后期，反應溫度較高，加氫反應同樣劇烈，加上高溫時的熱裂化反應，使催化劑床層結焦嚴重，特別是高活性孔徑較小的催化劑床層，結焦更為明顯，常常迫使裝置停工。

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。各床層催化劑的性質、功能不同。實際上，沿物流方向，催化劑活性逐漸變大，孔徑逐漸減小，是常規的先脫金屬，再脫硫，最后脫氮的加氫處理過程。試驗證明，這種分級裝填方法的缺點是脫硫和脫氮催化劑床層溫升過大，冷氫需要量大，處理量無法提高。

CN1609172A公開了一種渣油加氫處理催化劑的裝填方法，不同于常規催化劑的級配裝填方案，該方法中加氫脫氮反應區采用反序級配的方式裝填，即下游催化劑床層所裝填的加氫脫氮催化劑的活性略低于近鄰的上游加氫脫氮催化劑，且孔徑稍大于后者。該方法能有效地控制加氫脫氮催化劑床層的溫升。但該方法無法保證脫氮催化劑床層上部和下部同步失活。

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