[发明专利]浆料床加氢处理和系统

说明书

相关申请

本申请要求2011年11月21日提交的美国临时专利申请61/562,311的优先权，其全部引入作为参考。

发明背景

发明领域

本发明涉及使用浆料床反应器的加氢裂化或者加氢处理系统和方法。

相关领域描述

在典型的炼厂中，原油初始被引入到常压蒸馏塔或者原油塔中，在这里将它分离成多种不同的组分，其包括在36℃-180℃范围内沸腾的石脑油，在180℃-370℃范围内沸腾的柴油和在370℃以上沸腾的常压底部产物。常压底部产物或称残留物在真空蒸馏塔中进一步处理，在这里将它分离成在370℃-520℃范围内沸腾的真空瓦斯油(VGO)和在520℃以上沸腾的重质减压渣油。VGO可以通过加氢裂化进一步处理，以生产石脑油和柴油，或者通过流体催化裂化(FCC)以生产汽油和循环油。重质减压渣油可以经处理以除去不想要的杂质或者转化成有用的烃产物。

加氢裂化或者加氢处理操作通常的目标是除去杂质例如硫、氮和/或金属(特别是残留物原料中的那些)，和将相对重质的烃原料裂化成相对轻质的烃，以获得运输燃料如汽油和柴油。发生在加氢裂化/加氢处理操作中的反应包括加氢脱硫(HDS)、残碳还原(CRR)、加氢脱氮(HDN)和裂化。

通常，加氢裂化/加氢处理反应进行的操作条件包括：约350-440℃的温度，约30-200Kg/cm²的压力，约0.1-10的液时空速和约300-3000升/升的氢油比。

加氢裂化/加氢处理典型地在催化剂存在下进行，该催化剂含有VI族或VIII族金属例如铂、钼、钨、镍、钴等，并组合有具有高的表面与体积比的氧化铝、二氧化硅、氧化镁等的各种其他多孔颗粒。用于重质原料的加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮和加氢裂化的催化剂包括载体或基材例如氧化铝、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝或结晶硅铝酸盐，和一种或多种催化活性金属或其他化合物。所用的典型的催化活性金属包括钴、钼、镍和钨；但是，根据所述应用也可以使用其他金属或化合物。

为了使炼厂效率最大化，应当使催化剂的置换或再生的停车时间最小化。此外，方法经济性通常需要多用途系统，其能够处理含有不同类型和量的污染物的进料流，污染物包括硫、氮、金属和/或有机金属化合物例如在VGO、脱沥青油和残留物中发现的那些。

炼制工业中使用三种主要的反应器类型：固定床、沸腾床和移动床。在固定床反应器中，催化剂颗粒是固定的，相对于固定的参考系不移动。固定床技术不太适于处理相对重质的原料，特别是含有高百分比的杂原子、金属和沥青质的那些，因为这些污染物导致催化剂的快速失活和随后反应器的堵塞。可以使用串联的多个固定床反应器来实现在370℃以上沸腾的重质原料相对高的转化率，但是这种设计的安装和操作是昂贵的，并且对于某些原料来说，在商业上不切实际，例如催化剂必须每3-4个月更换。

沸腾床反应器通常克服了与固定床反应器有关的用于以增加的转化率处理较重质原料时的堵塞问题。在沸腾床反应器中，催化剂处于沸腾状态。催化剂的流化性还允许小部分床的在线催化剂更换，这获得了经时保持相对恒定的高净床活性。

移动床反应器结合了固定床操作的某些优点和沸腾床技术相对容易的催化剂更换。操作条件通常比典型地用于固定床反应器中的那些更剧烈，即压力可以超过200Kg/cm²，温度可以是400-430℃。在催化剂更换过程中，催化剂移动比进料的线速度慢。催化剂的添加和取出例如经由在反应器顶部和底部的闸系统来进行。移动床反应器的优点是移动床的顶层由新鲜催化剂组成，并且沉积在床顶的污染物与催化剂一起向下移动，并且在催化剂在底部取出的过程中释放。因此对金属和其他污染物的耐受性远大于固定床反应器。具有这种能力，移动床反应器具有用于加氢处理非常重质进料的优点，特别是当几个反应器串联组合时更是如此。

使用具体类型反应器是基于许多标准来决定的，标准包括尤其是原料类型、所需的转化百分比、灵活性、运行时间和产物品质等。在炼厂中，更换或更新催化剂的停车时间必须尽可能短。此外，该方法的经济性通常将取决于系统处理含有变化量的污染物的多用性，污染物例如硫、氮、金属和/或有机金属化合物例如在VGO、DAO和残留物中发现的那些。