[發明專利]空隙度的級配

無效

• 申請號: 94117660.6
• 申請日: 1994-10-27
• 公開（公告）號: CN1104558A
• 公開（公告）日: 1995-07-05
• 發明（設計）人: J·巴托爾迪
• 申請（專利權）人: 赫多特普素化工設備公司
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉元金,魏金璽

一般地說，本發明涉及在加氫處理工藝中使用的固定床式催化劑體系，具體地說，涉及一種由大空隙度催化劑顆粒和小空隙度催化劑顆粒的物理混合物構成的催化劑體系。

粗制原料的加氫常常遇到由原料中的固體污染物造成的問題。

在很多精煉廠中，在液體分布不良和由于反應器被固體污染物堵塞而產生壓力降的加氫反應器中，會出現嚴重的問題。

如果原料中含有一定粒度的固體物質，它將沉積在催化劑床中。為了控制這種沉積，使得催化劑裝料的壽命決定于催化劑活性的缺失而不是流動限制或反應器堵塞，必須采用適當的級配技術。對反應器污染的傳統的控制方法是將大顆粒級配在小顆粒的上面。所用的兩種粒度的顆粒有幾乎相同的空隙分數，但是空隙空間的平均大小不同，因此保留沉積物的能力也不同。利用這種級配技術，沉積物可以在床體中穿透較深，從而在催化劑床被堵死之前能吸收較多的污染物。這種粒度級配法的明顯的缺點是，發生堆集的那部分反應器貯存污染物的容量有限。將反應器頂部的大的低空隙度材料用高空隙度材料（例如環）替換，在很大程度上提高了在不堵塞床體的條件下貯存污染物的容量。但是，會存在這樣的情況，即，污染物的顆粒尺寸很小和/或原料中污染物含量很高，而且大顆粒/高空隙度材料層沒有足夠的保留污染物的能力，則隨后的各層可能發生堵塞，除非使用很大體積的大顆粒/高空隙度材料。

根據上述觀察，通過將具有不同空隙度以及任選地具有不同活性的催化劑顆粒在催化劑床中進行適當的空隙度級配，實現了在更大床體積內對固體物質在固定式催化劑床內沉積控制的改進。本發明人發現，將具有大空隙體積的催化劑顆粒與具有小空隙體積的催化劑顆粒在固定床式催化劑體系中按不同混合比物理混合，實現了適當的空隙度級配，從而改進了加氫反應器的性能。

因此，本發明提供了一種用于烴原料加氫處理的催化劑體系，該體系含有高空隙度催化劑顆粒和低空隙度催化劑顆粒的物理混合物，在催化劑床的不同層中將顆粒按不同的量混合，從而在固定床式催化劑體系中形成層狀結構，不同層中高空隙度和低空隙度顆粒的混合比例不同。

適合用于本發明的催化劑顆粒包括圓柱形、三葉形、球形和類似的低空隙度的致密體。具有大空隙度的催化劑顆粒通常選自環形、車輪形和帶有許多內通道的顆粒。承載在這些顆粒上的活性催化劑材料包括第Ⅵ族金屬，特別是鉬和/或鎢，以及第Ⅶ族金屬，優選鎳和/或鈷。

本發明還提供了對烴類原料加氫處理的方法，其中將原料通過一個加氫處理催化劑的固定床式催化劑體系，該體系中含有高空隙度催化劑顆粒和低空隙度催化劑顆粒的物理混合物，在催化劑床內不同層中將顆粒按不同的量混合，從而在固定床式催化劑體系中形成層狀結構，結構內的不同層中高空隙度和低空隙度顆粒的混合比例不同。

實施例1

用搖床式分配器將兩種不同形狀的催化劑顆粒充分混勻。采用0-100%（重量）的環與三葉形顆粒混合的若干不同的混合比，顆粒在混合前于250℃下干燥2小時。混合后，將顆粒再次干燥，用ASTM????D4180-82方法測定堆積密度。

實驗中使用以下類型的催化劑，它們可自Haldor????TopsΦe????A/S公司（丹麥）買到：

1/8英寸環TK????551（環形顆粒）

1/16英寸TL????TK????551（三葉形顆粒）

選擇三葉形顆粒的大小，使其不能進入環的孔中。

圖1表示了堆積密度的測定結果。根據測得的堆積密度和顆粒密度數據，確定各樣品的空隙體積。圖1是表1中數據的圖示表示。由圖1顯然可見，增加混合物中環的百分含量使空隙體積增加，偏離直線。這表明小顆粒有填充較大顆粒之間的空隙的傾向。若將空隙體積表示如下，則此現象得到進一步的說明：

Ei：環的孔內的空隙體積，內空隙。

Ey：顆粒之間的空隙（即，間隙）體積，外空隙。

不同混合比下的Ei和Ey值總結在表1，并示于圖1中。在混合物中含100%環或100%三葉體時Ey達到其最大值。另外，Ey具有最小值，表明小顆粒傾向于填充大顆粒中間的空隙。

準確計算空隙體積的平均大小是不可能的。但是，關于空隙的形狀及數目作以下假設，有可能確定空隙體積的平均大小：

催化劑床中的空隙數目與催化劑顆粒的數目相等，和

空隙是其長度與最短一類催化劑顆粒（三葉形）的平均長度相等的圓柱形，或是球形。