[发明专利]加氢处理重质原料用带层状催化剂床层的上流式反应器系统

权利要求书

1.一种用来处理含有至少一种金属和硫和含碳残质组成的污染物的重质原料的反应器系统，以便生产与重质原料相比有较低数量所述污染物的产品，所述反应器系统包括：(a)一个有顶部和底部以及至少一下部水平催化剂层和一上部水平催化剂层的竖直固定催化剂床，其中下部水平催化剂层中的催化剂的特点是，比上部水平催化剂层中的催化剂有较低的加氢活性；(b)在每一催化剂层的底部用于均匀分布通过催化剂层的流体流的流体分布设备；以及(c)将含有重质原料和氢气的流体送入固定床的底部以及从固定床的顶部取出产品的设备，从而将流体送入固定催化剂床的底部并通常向上通过固定床流动，以足够低的流速依次首先与下部水平催化剂层中的催化剂接触，然后与上部水平催化剂层中的催化剂接触，以致固定床的平均膨胀率不超过5％。

2.根据权利要求1的反应器系统，其中流体分布设备还作为催化剂的支承物。

3.根据权利要求2的反应器系统，其中流体分布设备由以下设备组成：一个有许多开孔通过它的水平板；一个有足够小的筛孔尺寸的直接与上述水平板相连的水平筛板部件，以防止催化剂颗粒从直接在上面的催化剂层通过；以及许多竖立上升管，其数目等于板中的开孔，每一上升管有一管腔，并在所述的上升管的上端与所述板的下侧相连，以致每一上升管的管腔向上开孔通过该板确定的每一开孔中的一个，位于每一上升管底部的折流板，以防止大气泡直接流入每一上升管的管腔，每一上升管的侧面有至少一个用于流体进入上升管的管腔的穿孔。

4.根据权利要求1的反应器系统，其中在流体分布设备和直接在它下面的水平催化剂层的顶部之间有一空间，送入流体急冷物的设备在所述的空间中，直接在所述流体分布设备下方和在所述水平催化剂层的顶部上方。

5.根据权利要求1的反应器系统，其中在下部水平催化剂层中的催化剂的特点是有相对大的平均孔径，而在上部水平催化剂层中的催化剂的特点是有比所述的下部水平催化剂层中的催化剂更小的平均孔径。

6.根据权利要求5的反应器系统，其中在每一催化剂层中的催化剂颗粒为球形，并且该颗粒有窄的粒度分布。

7.根据权利要求6的反应器系统，其中在下部催化剂层中的催化剂至少20％的孔其直径为约130至约170埃。

8.根据权利要求6的反应器系统，其中在下部催化剂层中的催化剂至少30％的孔其直径为约95至约135埃。

9.一种降低重质原料中金属、含碳残质和硫污染物的方法，该法包括以下步骤：a)重质原料在氢气存在下通常向上送入其中有至少一个下部水平催化剂层和一个上部水平催化剂层的竖直固定床层的单一反应器，其中下部水平催化剂层中的催化剂的特点是比上部水平催化剂层中的催化剂有较低的加氢活性；b)当重质原料和氢气向上流过时，它们均匀分布通过每一催化剂层；c)维持足够低的重质原料和氢气流流速，以致固定床的平均膨胀率不超过5％；d)在加氢处理条件下，重质原料依次与下部水平催化剂层中的催化剂接触，以便脱除存在的主要数量金属，接着原料与上部水平催化剂层中的催化剂接触，以便脱除主要数量残留的金属以及至少一部分硫和含碳残质；以及e)回收与重质原料相比有较少金属和较低含量含碳残质和硫的重质原料产品。

10.根据权利要求9的方法，其中流速足够低，以致床层的膨胀率不超过2％。

11.根据权利要求9的方法，其中重质原料为渣油。

12.根据权利要求11的方法，还包括重质原料产物在单独的加氢处理段中加氢处理的额外步骤，以便从所述的重质原料产品中脱除基本上所有残留的硫和金属污染物。

13.根据权利要求12的方法，其中渣油与水平催化剂层中的催化剂的接触在约315至约480℃、约1000至约3500psig和氢气比小于约2500scf/桶渣油原料下进行。

14.根据权利要求13的方法，其中重质原料产品中金属的数量下降至少50％。