[发明专利]一种催化剂级配的沸腾床加氢工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂级配的沸腾床加氢工艺，具体地说是在同一反应器中使用不同颗粒尺寸和加氢活性的催化剂用于烃原料加氢转化的工艺方法。

背景技术

沸腾床加氢为气、液、固三相反应过程，烃原料和氢气混合后以上流式从反应器底部进入沸腾床反应器的高压室，然后沿着反应器轴线向上流经气液分布盘进入沸腾床反应器的有效反应区。反应器床层中的固体催化剂颗粒由向上的气液流速提升，维持催化剂颗粒处于随机的沸腾状。理想的沸腾床反应器为全返混反应器，即在有效的催化加氢反应区内，液体物流、气体和固体催化剂均匀分布，反应器出口处的物流组成与反应器内的物流组成基本相同，所以部分未反应的原料将随着转化后产品一起流出反应器。由于全返混反应器的原料转化率较低，所以通常采用多个反应器串联的操作方式，将不同功能的催化剂依次装填在不同的反应器或用隔板分开的同一反应器的不同反应段，以提高原料的转化率。这将增加投资成本，造成资源的不合理利用，如何在较低成本下进行沸腾床加氢操作，并能最大限度地提高产品质量和原料转化率是值得深入研究的重要问题。

US Re 25,770描述了典型的沸腾床工艺，气液物流从反应器底部进入沸腾床反应器，然后沿着反应器轴向上升保持催化剂处于沸腾状，反应器中设置内循环杯进行气液分离。整个反应器处于返混状态，所以原料物流的转化率较低，并且产品质量较差。

中国专利CN01106024.7介绍了一种采用沸腾床加工劣质油的改质方法。该发明中介绍用流体分布盘或筛板将沸腾床反应器隔开形成不同的反应段，将不同加氢功能的催化剂装填在不同的反应段进行加氢反应。本发明的缺点在于：由于使用隔板将反应器分成不同反应段，则需要在不同反应段上部形成固体与气液混合物的有效分离，否则催化剂将阻塞分布盘上的孔道，这将需要增加分离空间或增设分离设备，从而限制了催化剂膨胀比，减少了有效的催化反应空间，增加了操作难度并浪费了有效的反应体积。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种催化剂级配的沸腾床加氢工艺，在设有内循环区的反应器中使用不同加氢活性的催化剂，可以提高原料转化率，提高产品质量。

本发明提供的催化剂级配的沸腾床加氢工艺包括：

烃原料与氢气混合从沸腾床反应器底部进入反应器，在加氢处理条件下进行反应，其中所述的沸腾床反应器包括两个或两个以上的内循环区，按照烃原料与催化剂接触的顺序，不同内循环区中使用的催化剂颗粒尺寸逐渐减小。

所述的沸腾床加氢反应器包括垂直于地面的圆筒型反应器壳体、位于壳体内上部的三相分离器、导向结构和至少两个内循环区。每个所述的内循环区包括圆筒、锥形扩散段和导向结构，所述的导向结构为设置于反应器内壁的环形凸起结构，其沿反应器轴线的纵截面为梯形或弓形。沸腾床反应器及内循环区的具体结构可以参见本申请人的专利CN200910204287.9中的记载。根据反应器的高径比和转化深度的要求可以在反应器中设置2～6个内循环区，优选设置2～3个内循环区，其中不同的内循环区的圆筒内径可以相同或不同。可以在不同的内循环区分别设置新鲜催化剂的加入和失活催化剂排出部件，也可以仅在反应器顶部设置催化剂加入部件，在反应器底部设置催化剂排出部件。

所述的烃原料可以包括任何石油原料，如原油、直馏蜡油、焦化蜡油、溶剂脱沥青油、常压渣油和减压渣油等。

根据本发明提供的加氢工艺，沿烃原料与催化剂的接触顺序，内循环区中催化剂的颗粒尺寸减小0.01～1mm，优选减小0.05～0.5mm。不同的内循环区中至少使用两种不同活性的加氢处理催化剂，不同内循环区催化剂的活性相同或者不同。

在本发明方法的一种具体实施方式中，沿重烃物料与催化剂的接触顺序，不同内循环区中的催化剂的活性逐渐增加。即从反应器底部到顶部的内循环区使用催化剂的活性逐渐增加，颗粒尺寸逐渐减小。一般来说，催化剂中活性金属含量的多少反应了催化剂的加氢活性，通常活性金属含量高的催化剂加氢活性高，活性金属含量低的催化剂加氢活性较低。所述的催化剂的活性逐渐增加，通常是指催化剂中的活性金属含量递增比例为10％～500％，优选范围为50％～300％。