一种渣油加氢处理方法转让专利

申请号 : CN201110321361.2

文献号 : CN103059931B

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发明人 : 王志武王刚王欣安晟杨刚隋宝宽吴国林

申请人 : 中国石油化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院

摘要 :

本发明公开了一种渣油加氢处理方法。在加氢处理条件下,渣油原料和氢气依次通过串联的至少4个反应器,除最后一个反应器以外的其它反应器均装有保护剂和脱金属催化剂,沿物料流动方向,保护剂和脱金属催化剂在下游反应器中的比例逐渐下降;当装置运行700~4000小时后,进行分流操作,降低一反进料量或保持一反进料量不变,增加一反和最后一个反应器中间的各反应器的进料量,增加的原料渣油在中间反应器的入口注入。与现有技术相比,本发明方法可明显延长渣油加氢装置的运行周期,使催化剂的有效利用率和装置运转时间达到一致,从而增加了装置的运行效率,提高了经济性。

权利要求 :

1.一种渣油加氢处理方法,包括以下内容:

在加氢处理反应条件下,渣油原料和氢气依次通过串联的至少4个加氢反应器,与多个催化剂床层接触反应;除最后一个反应器以外的其它反应器均装有加氢保护剂和加氢脱金属催化剂;沿反应物料流动的方向,加氢保护剂和脱金属催化剂在下游反应器中的装填比例呈下降趋势;当加氢处理装置运行700~4000小时后,进行分流操作;

所述分流操作包括两种方式:降低一反的进料量,分流出部分渣油原料,将分流出的渣油原料分别注入与其相邻的至少两个下游反应器的反应器入口;或者增加装置的渣油原料进料量,增加的渣油原料分别在与一反相邻的至少两个下游反应器的入口注入反应器。

2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述分流出的渣油原料注入除了一反和最后一个反应器以外的全部反应器;所述增加的渣油原料分别在一反和最后一个反应器以外的其他反应器的入口注入反应器。

3.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,在一反中仅装填加氢保护剂和脱金属催化剂;二反中装有加氢保护剂、脱金属催化剂和脱硫催化剂,三者的体积比为(10~15)v%∶(55~80)v%∶(10~30)v%;在三反中装有加氢保护剂、脱金属催化剂和脱硫催化剂,三者的体积比为(5~10)v%∶(40~75)v%∶(20~50)v%。

4.按照权利要求3所述的方法,其特征在于,所述的加氢反应器的个数为5个,其中在四反中装有加氢保护剂、脱金属催化剂和脱硫催化剂,三者的体积比为(3~8)v%∶(27~

57)v%∶(40~70)v%。

5.按照权利要求1或4所述的方法,其特征在于,在一反中加氢保护剂与脱金属催化剂的体积比为(10~20)v%∶(80~90)v%;最后一个反应器中装有脱硫催化剂和脱氮催化剂,二者的体积比为(10~30)v%∶(70~90)v%。

6.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,第一种分流操作方式中,所述分流渣油原料的量为总进料量的0.2~0.6倍,第二种分流操作方式中,增加的渣油原料的量为设计总进料量的0.2~0.4倍。

7.按照权利要求6所述的方法,其特征在于,沿物料流动方向,各反应器中分流或增加的渣油原料的注入量逐渐降低,降低的比例为10~60 wt%。

8.按照权利要求7所述的方法,其特征在于,其中往二反注入的渣油原料的量占分流渣油原料的比例为40~60 wt%,往三反注入的原料油占分流原料比例为30~40 wt%,向四反注入的原料油占分流原料油的比例为0~20 wt%。

9.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的加氢处理反应条件为:平均反应温度为300℃~430℃,反应压力为10 MPa~20MPa,氢油体积比300~1500,液时体积空速-1 -1为0.15 h ~0.60 h 。

10.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的渣油原料为常压渣油或减压渣油中的一种与直馏蜡油、减压蜡油、减压深拔蜡油、二次加工蜡油或催化回炼油中的一种或几种组成的混合油。

11.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的渣油原料的性质为硫含量≤4wt%,氮含量≤0.45wt%,金属Ni+V≤120µg/g,残炭含量≤15%,沥青质含量≤5%。

说明书 :

一种渣油加氢处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种渣油加氢方法,该方法适于重质渣油加氢处理过程,尤其是固定床重质渣油的加氢处理过程。

背景技术

[0002] 由于原油重质化、劣质化加剧,环保法规日益苛刻,固定床加氢处理技术是渣油改质的主要方法,应用广泛、工艺技术成熟,与重油催化裂化装置联合,可使渣油轻质化多产运输燃料油。重质原料油中含有大量的硫、氮、氧和镍、钒等杂原子,不饱和烃、大分子胶质和沥青质等。渣油加氢处理反应过程复杂多变,原料结构复杂,分子量分布宽泛。要完成渣油改质,需要保护剂、脱金属催化剂、脱硫催化剂和残炭转化催化剂组合使用,通过渣油加氢处理过程来完成加氢脱硫、加氢脱金属、加氢脱氮、加氢裂化和加氢残炭转化等反应。
[0003] 固定床渣油加氢处理技术的致命缺点是,在加工劣质油时,在反应器入口处附近,催化剂床层板结,床层压差过大,装置被迫停工,进行局部撇顶换剂。造成装置运转周期缩短,运转费用增加。对于固定床加氢装置实现长、满、优运转的关键难题是防止催化剂床层压力降快速升高。
[0004] 导致一反或一床层压降的原因较复杂,由于加工高硫、高酸原油较多,常减压蒸馏装置注碱量成倍增加,致使重油、渣油中溶解的铁离子和钠离子含量增多。加工焦化馏分油时,由于其中含有不饱和烃较多,容易在反应器顶部催化剂床层上聚合结焦。
[0005] 固定床渣油加氢处理过程反应部分反应器的设置一般多个反应器或床层串联使用,根据原料油的性质、反应条件和目的产物要求优化选择催化剂的剂型、按照不同的物理性质(形状、大小)、催化活性和各类型催化剂比例进行分层装填。反应体系中的床层压力降和热点是决定装置运行周期的关键因素。
[0006] CN1393515A公开了一种渣油加氢处理的方法。该方法是在重渣油加氢反应系统中的第一个反应器增设一个或多个进料口,同时改变原有的催化剂级配,当一反催化剂床层压降为装置设计压降的0.4~0.8倍时,依次改用下一进料口,同时原有的进料口可进循环油或循环油与原料油的混合油,用该工艺能有效地防止床层压力降和延长装置的运转周期,而且可以增加装置的处理能力,有助于改善物流分配。缺点是反应器制造成本增加,使初始压降增大,器内体积利用率降低等。
[0007] CN101768468A公开了一种渣油加氢的方法。该方法包括在加氢反应条件下,将渣油原料和氢气依次引入串联的两个加氢反应区与加氢反应区中的多个催化剂床层接触反应,依照反应物流和氢气的流向,第一加氢反应区和第二加氢反应区中均包括分床层依次装填加氢保护剂、加氢脱金属催化剂和加氢脱硫催化剂;当第一加氢反应区中至少一个床层的压降达到上限值时或区域内出现热点时,将渣油原料和氢气的至少一部分直接引入第二加氢反应区。可充分利用所具有活性的催化剂,延长渣油加氢装置的运行周期。该技术存在的问题是,根据该专利披露的技术关键可知,在第一加氢反应区中至少一个床层的压降达到上限值时或区域内出现热点后,向第二加氢反应区直接引入渣油的量势必较原来的进料量降低,相当于降量操作。通过降低原料油特别是渣油进料量操作改善催化剂利用率和延长装置运转周期,但该技术中催化剂的装填方式中,由于在第二加氢反应区中要装填保护剂和脱金属催化剂,削弱了初期反应器的利用率,催化剂产生热点或床层压降达到上限后再调整操作方式,并不能保证热点一定得到有效地控制。该发明提供分区操作中,可以预见第二反应区的平均反应温度将远高于第一反应区的平均反应温度,根据该发明给出的工艺过程,无法达到第二区所需的反应温度,进而无法实现发明中所述及的操作,则该方案存在的缺点是显而易见的。

发明内容

[0008] 本发明要解决的技术问题是提供一种延长运行周期的渣油加氢处理方法,该方法工艺流程简单,催化剂利用率高,经济效益明显。
[0009] 本发明的渣油加氢处理方法,包括以下内容:
[0010] 在加氢处理反应条件下,渣油原料和氢气依次通过串联的至少4个加氢反应器,与多个催化剂床层接触反应;除最后一个反应器以外的其它反应器均装有加氢保护剂和加氢脱金属催化剂;沿反应物料流动的方向,加氢保护剂和脱金属催化剂在下游反应器中的装填比例呈下降趋势;当加氢处理装置运行700~4000小时后,进行分流操作;所述分流操作包括两种方式:降低一反的进料量,分流出部分渣油原料,并将分流出的渣油原料分别注入与其相邻的至少两个下游反应器的入口;或者增加渣油原料的进料量,增加的渣油原料分别在与一反相邻的至少两个下游反应器的入口注入反应器;优选注入除了一反和最后一个反应器外的所有反应器。
[0011] 根据本发明所述的渣油加氢处理方法,在第一反应器中仅装填加氢保护剂和脱金属催化剂,加氢保护剂与脱金属催化剂的体积比为(10~20)v%∶(80~90)v%;二反装有加氢保护剂、脱金属催化剂和脱硫催化剂,三者的体积比为(10~15)v%∶(55~80)v%∶(10~30)v%;三反装有加氢保护剂、脱金属催化剂和脱硫催化剂,三者的体积比为(5~10)v%∶(40~75)v%∶(20~50)v%;最后一个反应器装有脱硫催化剂和脱氮催化剂,二者的体积比为(10~30)v%∶(70~90)v%。
[0012] 根据本发明的渣油加氢处理方法的一种优选实施方式,所述的加氢反应器为5个。其中在四反装有加氢保护剂、脱金属催化剂和脱硫催化剂,三者的体积比为(3~8)v%∶(27~57)v%∶(40~70)v%。
[0013] 与现有技术相比较,本发明的渣油加氢处理方法具有以下突出效果:
[0014] 1、本发明的催化剂级配体系能够在维持渣油加氢处理效果不降低的同时,增加装置操作的灵活性。
[0015] 2、本发明方法在装置运行至催化剂稳定期,装置实行渣油原料分流操作后,能够在维持处理量不变前提下,可使各个反应器压降或热点产生周期得到有效控制或不发生,明显延长渣油加氢装置的运行周期,使催化剂的有效利用率和装置运转时间达到一致。
[0016] 3、本发明提供的渣油加氢处理方法,同时可提升各个反应器的催化剂有效利用率,而非催化剂被失活,产品性质更加稳定。

附图说明

[0017] 图1为本发明渣油加氢处理方法的一种流程示意简图。
[0018] 图2为对比例1的渣油加氢处理工艺流程简图。

具体实施方式

[0019] 本发明的渣油加氢处理方法中,在传统固定床渣油加氢处理工艺过程的基础上,在第一反应器之后,各反应器顶部备有急冷氢管线的同时,需要增加一条原料油管线,用于引入分流或增加的渣油原料。渣油原料和氢气混合后依次流经各个反应器,与催化剂接触完成渣油加氢处理反应过程。最后一个反应器中装填高活性加氢脱硫、脱氮及残炭转化催化剂,进行深度杂质脱除。除第一个反应器和最后一个反应器之外的其他各反应器中均装有加氢保护剂、脱金属催化剂和脱硫催化剂。
[0020] 根据本发明所述的渣油加氢处理方法,该装置优选由5个反应器组成。
[0021] 根据本发明所述的渣油加氢处理方法,除最后一个反应器以外的其它反应器均装有加氢保护催化剂、脱金属催化剂和脱硫催化剂,最后一个反应器装填脱硫催化剂和脱氮及残炭转化催化剂;沿物料流动的方向,除最后一个反应器以外,在各反应器中,装填的加氢保护剂和脱金属催化剂的装填比例呈下降趋势,脱硫催化剂的装填比例呈增加趋势。
[0022] 根据本发明所述的渣油加氢处理方法,所谓的分流操作有以下两种方式,第一种分流操作方式,第一反应器的进料量在运转初期即达到装置的设计要求满负荷操作,在装置运行700~4000小时,加氢催化剂进入稳态失活阶段时,分流操作是指降低一反的进料量,分流出部分渣油原料以比例递减的方式分别注入除最后一个反应器以外的其他反应器中。第二种分流操作方式,一般是在装置开工初期或装置运行大约1000小时前,装置负荷较低,以较低的空速进行初期运行,之后维持第一反应器的进料量不变,增加渣油原料的进料量,增加的渣油原料以比例递减方式分别注入与一反相邻的至少两个下游反应器内,优选注入除一反和最后一个反应器外的全部反应器内,装置的总进料量达到设计要求。
[0023] 根据本发明的渣油加氢处理方法,其中第一种分流操作方式中,所述分流渣油原料(指一反分流到下游反应器)的量为总进料量的0.2~0.6倍,优选0.3~0.5倍。其中第二种分流操作方式中,维持第一反应器的进料量为装置的设计总进料量的0.6~0.8倍,增加的渣油原料量占设计总进料量的0.2~0.4倍。沿物料流动方向,各反应器中分流或增加的渣油原料的注入量逐渐降低,相邻反应器的注入比例降低10~60 wt%(降低的注入量占全部分流或增加的渣油原料的比例)。在一种具体实施方式中,上述两种分流操作方式中,其中往二反注入的分流(或增加)渣油原料占分流量(或增加量)的比例为(40~60)wt%;往三反注入的比例为30~40wt%,往四反注入的比例为0~20 wt%,优选为5~20 wt%(以5个反应器为例)。
[0024] 本发明提供的渣油加氢处理方法中,沿物料流动方向,在第一反应器中自上而下分层装填加氢保护剂和脱金属催化剂,在第二、三和四反应器内自上而下分层装填加氢保护剂、脱金属催化剂和脱硫催化剂,最后一个反应器中装填脱硫催化剂和脱氮催化剂。第一个反应器之后的反应器入口处均设有急冷氢、分流原料油入口。将渣油原料和氢气依次通过加氢反应器内的各种催化剂床层完成一系列加氢脱杂质反应。各反应器入口急冷介质为氢气,通过调节急冷氢注入量,调整各个反应器入口的温度。
[0025] 根据本发明所述的渣油加氢处理方法,在一种包括5个反应器的加氢处理方法中,在第一反应器中仅装填加氢保护剂和脱金属催化剂,加氢保护剂与脱金属催化剂的体积比为(10~20)v%∶(80~90)v%;二反中装有加氢保护剂、脱金属催化剂和脱硫催化剂,三者的体积比为(10~15)v%∶(55~80)v%∶(10~30)v%;三反中装有加氢保护剂、脱金属催化剂和脱硫催化剂,三者的体积比为(5~10)v%∶(40~75)v%∶(20~50)v%;四反中装有加氢保护剂、脱金属催化剂和硫催化剂,三者的体积比为(3~8)v%∶(27~
57)v%∶(40~75)v%;五反中装有脱硫催化剂和脱氮催化剂,二者的体积比为 (10~30)v%∶(70~90)v%。
[0026] 当加氢处理装置运行至稳定运转期时,分流或增加的原料渣油在除了一反和最后一个反应器以外的其他反应器顶部注入。分流出部分原料渣油,降低一反进料量或进料空速,降低进料中的反应物、沉积物及反应放热量,延缓热点生成。原料渣油分流部分在后续的反应器入口注入,采取这种分散进料的操作方式,不会降低生成油质量,却能够使下游反应器中的催化剂得到充分利用,单位质量催化剂的加工油量大幅度提升,达到体系中催化剂同步失活并延长运转周期的目的。
[0027] 本发明方法中,装置催化剂运行至稳定期时,第一反应器催化剂床层压降尚未达到压降拐点或未产生热点时,即采取原料渣油分流操作方式。
[0028] 根据本发明提供的方法,在反应条件上没有特别的限制,所述加氢处理反应条件一般为:平均反应温度为300℃~430℃,优选340℃~415℃;反应压力为10 MPa~20MPa,优选13 MPa~18MPa;氢油体积比300~1500,优选为450~1500;原料油的液时体积空-1 -1 -1 -1速为0.15 h ~0.60 h ,优选为0.15 h ~0.40 h 。
[0029] 根据本发明提供的方法,本发明方法中不必设置专门的加氢保护反应器。
[0030] 本发明方法中所述的原料渣油中含有常压渣油或减压渣油,通常还含有直馏蜡油、减压蜡油、减压深拔蜡油、二次加工蜡油和催化回炼油中的一种或几种作为稀释油。所述的原料渣油的性质一般为:硫含量≤4wt%(wt%为重量百分比),氮含量≤0.45wt%,金属(Ni+V)≤120µg/g,残炭含量≤15%,沥青质含量≤5%,均为固定床渣油加氢进料油的常规进料性质要求。
[0031] 根据本发明提供的方法,分流或增加的渣油原料要经过与生成油充分换热,温度达到反应器进料温度为佳。反应器的急冷介质还应有氢气,并作为主要调节反应器入口温度的急冷介质。
[0032] 根据本发明提供的方法,各个反应器中装填的加氢保护剂、脱金属催化剂、脱硫催化剂和脱氮脱残炭催化剂为固定床渣油加氢过程所使用的催化剂。催化剂以氧化铝为载体,为了调节催化剂的固体表面性质,在制备氧化铝载体时可以加入相关的助剂如B、Si、F、P等元素。以Ni、Co、W和Mo中的一种或几种元素为催化剂的活性组分。所述相关催化剂,可以选择已有的市售商品催化剂,如由中国石化股份有限公司抚顺石油化工研究院开发的FZC系列渣油加氢催化剂;或者根据需要按照本领域的知识进行制备。
[0033] 结合图1,本发明一种渣油加氢处理方法的流程如下:该流程为五个反应器串联的反应体系。
[0034] 如图1所示,渣油原料与氢气混合经加热炉加热到反应器入口温度后进入第一反应器R1,顺流通过之后的反应器R2、R3、R4、R5,与催化剂反应进行脱金属、脱硫和残炭转化等加氢反应。当装置运转催化剂稳定期后,调整操作,分流部分渣油原料,经与生成油充分换热,达到反应器入口温度,经流量控制阀F2、F3、F4的调节按设计流量注入反应器R2、R3、R4。第一反应器原料油降量分流后,降低了第一反应器进料量。
[0035] 与现有技术相比,采用分流操作方式,本发明方法实施操作简单,投资少。降低了第一反应器的反应强度和反应条件的苛刻度,提高了催化剂加氢脱杂质反应深度,减缓催化剂的失活速率。提高催化剂的整体有效利用率。抑制床层压降的快速升高、径向温差的扩大以及热点的生成。能够稳定生成油质量,延长装置运转周期。
[0036] 根据本发明提供的方法,本发明方法并不局限于所叙述的操作方式,也并不局限于所述及的加工原料油种类。
[0037] 下面通过具体的实施例对本发明的方法作详细的描述。
[0038] 实施例1
[0039] 如图1所示,按本发明提供的渣油加氢处理方法自行设计了固定床加氢处理实验装置,该装置每个反应器有效体积为3L,这样的5个反应器串联使用,原料油自上而下通过的工艺流程。其中第二、三、四、五反应器上部入口处增设原料油分流部分急冷进料管线。本次试验采用抚顺石油化工研究院开发的FZC系列渣油加氢处理催化剂,包括加氢保护剂(FZC-1系列)、加氢脱金属催化剂(FZC-2系列)、加氢脱硫催化剂(FZC-3系列)和加氢脱氮脱残炭催化剂(FZC-4系列)。
[0040] 各反应器催化剂装填结果是:
[0041] R1反应器中自上而下装填的催化剂为:FZC-11A、FZC-12A、FZC-13A、FZC-28AM、FZC-28;R2反应器中自上而下装填的催化剂为:FZC-12A、FZC-13A、FZC-28AM、FZC-28A、FZC-204、FZC-33;R3反应器中自上而下装填的催化剂为:FZC-12A、FZC-13A、FZC-28A、FZC-204、FZC-33、FZC-34;R4反应器中自上而下装填的催化剂为:FZC-12A、FZC-28AM、FZC-28、FZC-204、FZC-33、FZC-34;R5反应器中自上而下装填的催化剂为:FZC-33、FZC-34、FZC-41A;各反应器催化剂装填比例见表1。
[0042] 表1 各反应器催化剂装填比例
[0043]反应器 R1 R2 R3 R4 R5
FZC-11A,v% 5 2 - - -
FZC-12A,v% 12 10 5 2 -
FZC-13A,v% 1.51.5 1.51.5 -
FZC-28AM(粗条),v% 1.51.5 1.51.5 -
FZC-28A,v% 25 10 10 - -
FZC-28,v% 55 20 10 10 -
FZC-204,v% - 35 30 20 -
FZC-33,v% - 20 22 30 -
FZC-34,v% - - 20 35 15
FZC-41A,v% - 85
合计,v% 100 100 100100 100
[0044] 催化剂装填完毕,装置经气密合格后进行硫化、原料切换,催化剂反应活性稳定-1后,在反应压力16MPa,平均反应温度362℃,氢油体积比750,液时体积空速为0.30 h 条件下,渣油原料为伊朗减压渣油,其性质见表2,渣油原料与氢气混合,经加热炉后,温度达到反应器入口温度,依次流经五个反应器,与催化剂接触完成加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮和残炭转化等反应。运转至1000小时时,平均反应温度为382℃,生成油的主要性质见表3。此时开通F1阀门,将原料渣油按进料量分流出0.4倍,经换热器后原料油温度大幅提升,达到第二反应器入口温度的要求,二反入口处注入0.5倍分流的原料油的量;三反入口处注入0.35倍分流的原料油的量;四反入口处注入0.15倍分流的原料油的量;二反、三反、四反也可以同时使用冷氢调节入口温度;五反入口处只用急冷氢。
[0045] 表2 试验渣油原料油主要性质
[0046]项目 分析值
密度(20℃),kg/m3 999.9
S,wt% 3.2
N,µg/g 4507
CCR,wt% 15
Ni,µg/g 40
V,µg/g 85.5
饱和烃,wt% 36.2
芳香烃,wt% 39.6
胶质,wt% 19.6
沥青质,wt% 4.2
[0047] 当采取原料油分流操作后,第一反应器的压力降明显降低,后部的反应器压力降也没有明显增加。装置运行至6500小时时,平均反应温度为394℃,生成油的主要性质见表3。装置继续运行至9400小时时平均反应温度为401℃,生成油的主要性质见表3。第一反应器的压力降增加至0.38 MPa,第二反应器的压力降增加至0.27 MPa。后部的反应器压力降没有明显变化。在运转过程中,通过提高反应温度,催化剂的反应性能得到补偿,反应性能稳定,生成油满足RFCC要求。渣油的加工总量未改变,催化剂被充分利用,同时催化剂的运行周期得到有效延长。
[0048] 表3 生成油的主要性质
[0049]运转时间,h 1000 6500 9400
反应温度,℃ 387 394 401
S,wt% 0.384 0.392 0.409
N,wt% 0.189 0.198 0.200
CCR,wt% 5.22 5.40 5.38
(Ni+V),µg/g 12 15 14
[0050] 实施例2
[0051] 如图1所示固定床加氢处理实验装置,工艺流程未作改变,与实施例1相同。
[0052] R1、R2、R3、R4和R5反应器中催化剂的装填结果见表4。
[0053] 表4 各反应器催化剂装填比例
[0054]反应器 R1 R2 R3 R4 R5
FZC-11A,v% 2 2 - - -
FZC-12A,v% 10 10 5 2 -
FZC-13A,v% 1.51.5 1.51.5 -
FZC-28AM(粗条),v% 1.51.5 1.51.5 -
FZC-28A,v% 30 15 10 - -
FZC-28,v% 55 20 20 10 -
FZC-204,v% - 30 30 35 -
FZC-33,v% - 20 12 20 10
FZC-34,v% - - 20 30 10
FZC-41A,v% - 80
合计,v% 100100 100100 100
[0055] 催化剂装填完毕,装置经气密合格后进行硫化、原料油切换,催化剂反应活性稳定-1后,在反应压力16MPa,平均反应温度362℃,氢油体积比750,液时体积空速为0.20 h 条件下,原料渣油为伊朗减压渣油,其性质见表2,渣油原料与氢气混合,经加热炉后,温度达到反应器入口温度,依次流经五个反应器,与催化剂接触完成加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮和残炭转化等反应。运转至2000小时时,平均反应温度为372℃,生成油的主要性质见表-1
4。之后,调高进料量至设计值,使总空速达到0.30 h ,同时开通F1阀门,将增加的原料油分流,经换热器后原料油温度大幅提升,达到第二反应器入口温度的要求。二反入口处注入
0.6倍分流的原料油的量;三反入口处注入0.3倍分流的原料油的量;四反入口处注入0.1倍分流的原料油的量;二、三、四反也可以同时使用冷氢调节入口温度;五反入口处只用急冷氢。
[0056] 当采取原料油分流操作后,第一反应器入口原料油流量最低,压力降维持较低的水平,后部的反应器压力降没有明显变化。装置运行至4500小时时,平均反应温度为383℃,生成油的主要性质见表4。装置继续运行至9000小时时,平均反应温度为396℃,生成油的主要性质见表4。第一、二反应器的压力降略有增加,分别为0.37 MPa、0.31 MPa,后部的反应器压力降没有明显变化。在运转过程中,通过提高反应温度,催化剂的反应性能得到补偿,反应性能稳定,生成油满足RFCC要求。渣油的加工总量未改变,催化剂被充分利用,同时催化剂的运行周期得到有效延长。
[0057] 表4 生成油的主要性质
[0058]运转时间,h 2000 4500 9000
反应温度,℃ 372 383 399
S,wt% 0.366 0.380 0.399
N,wt% 1880 1901 1974
CCR,wt% 5.45 5.51 5.48
(Ni+V),µg/g 13 12 14
[0059] 比较例1
[0060] 如图2所示,依据CN 101768468 A提供的发明方法自行设计了一套五个反应器串联的固定床渣油加氢处理试验装置,原料油自上而下流经反应器内的催化剂,并进行渣油加氢脱杂质反应。第一反应区包括三个反应器即a反应器、b反应器和c反应器,第二加氢反应区包括两个反应器即 d反应器和e反应器,第二反应区的d反应器的进料口设置了与渣油原料管线1连接的一条进料线,各个反应器设计的最大压降为1.0 MPa。
[0061] 各个反应器中催化剂的装填情况如下:
[0062] a反应器中的催化剂自上而下为FZC-12A、FZC-13A、FZC-28催化剂,各个催化剂的装填比例为15∶20∶65。
[0063] b反应器内全部装填FZC-28催化剂。
[0064] c反应器内的催化剂自上而下为FZC-28、FZC-34催化剂,各个催化剂的装填比例为75∶25。
[0065] d反应器中的催化剂自上而下为FZC-12A、FZC-13A、FZC-28和FZC-34催化剂,各个催化剂的装填比例为10∶13∶28∶49。
[0066] e反应器内全部装填FZC-41A催化剂。
[0067] 渣油加氢反应的流程为:在反应压力16MPa,平均反应温度375℃,氢油体积比-1750,液时体积空速为0.216 h 条件下,来自管线1的作为渣油原料的伊朗减压渣油与氢气混合,顺序通过a、b、c、d和e反应器。当a反应器的床层压力降为最大压力降的0.5倍时,全部关闭阀22,打开阀门24,渣油原料经管线1进入d反应器,d反应器内进入的原料空速-1
为0.22h 。此时阀23打开,作为重质原料与氢气混合后进入a反应器,并顺序流经后续的反应器,该重质原料的反应条件为,反应压力16MPa,平均反应温度385℃,氢油体积比750,-1
液时体积空速为0.16 h 。
[0068] 继续运行3000小时后,渣油加氢处理的产品性质为,硫含量为0.31wt%,氮含量为0.21wt%,残炭值为5.8wt%,金属(Ni+V)含量为14µg/g,满足RFCC进料要求。
[0069] 当渣油原料经管线1进入d反应器内的原料空速为0.4 h-1时,渣油加氢处理的产品性质为,硫含量为0.62wt%,氮含量为0.28wt%,残炭值为7.5wt%,金属(Ni+V)含量为26µg/g,不能满足RFCC进料要求。当平均反应温度406℃时,渣油加氢处理的产品性质为,硫含量为0.52wt%,氮含量为0.22wt%,残炭值为6.5wt%,金属(Ni+V)含量为21µg/g,接近满足RFCC进料要求的上限值。由于此时反应温度已接近反应后期,装置继续运行已无实际意义。
[0070] 与现有技术相比,本发明在原料油处理量不变的情况下,采用分流操作方式,降低了第一反应器的反应苛刻度,提高了催化剂加氢脱杂质反应深度,减缓催化剂的失活速率;提高催化剂的整体有效利用率,抑制床层压降的快速升高、径向温差的扩大以及热点的生成,能够稳定生成油质量,延长装置运转周期。