[发明专利]优化用于加氢裂化工艺的催化剂负载的方法

说明书

发明领域

本申请要求2013年1月8日提交的美国临时申请第61/750,152号的优先权，其通过引用全文并入本文。

发明领域

本发明涉及改进和/或优化催化加氢裂化工艺的方法，经由将多种不同催化剂按照由有待加氢裂化的材料(如原料)和所使用的催化剂的性能决定的顺序分层。

背景技术

加氢裂化是将诸如低值重油馏分的材料转化为较高价值产品的已经建立的、可靠并灵活的方法。加氢裂化工艺的配置、催化剂选择和运行条件以及所使用的设备，在例如原料的选择、加氢裂化的产品、运行效率和收益上提供了灵活性。几种工艺配置可供选择，包括但不限于，使用催化剂的，直流(或串流)、两级、单级、缓和加氢裂化等。催化剂和其分层的选择在适应一般工艺以生产所需的产品上也很重要。

加氢裂化工艺被广泛用于例如石油冶炼。它们被用于加工各种原料，所述原料在常规加氢裂化单元中通常在370℃至520℃沸腾，而在渣油加氢裂化单元中在520℃以及上沸腾。一般来说，加氢裂化工艺将进料的分子分裂成更小，也就是说较轻的分子，具有更高的平均挥发性和经济价值。

此外，加氢裂化工艺通常通过增加加氢裂化产品的氢碳比以及通过去除有机硫和/或有机氮化合物，来提高所使用的碳氢化合物原料的质量。加氢裂化工艺的重大的经济效益已经带来了工艺的实质性改进以及更高活性的催化剂。

缓和加氢裂化或单级直流加氢裂化在比传统的加氢工艺更严格、但是没有传统的完全转化或高压加氢裂化工艺那么严格的运行条件下发生。缓和加氢裂化工艺是更经济的，但通常导致较低的产品产量和质量。与传统的完全转化或高压加氢裂化工艺的产品相比，它们产生更少的具有相对较低质量的中间馏分油产品。

单个或多个催化体系可用于这些工艺，取决于被加工的原料和产品规格。单级加氢裂化是各种配置中最简单的，通常设计为经单个或多个催化剂体系将中间馏分油收率最大化。多个催化剂系统可以被布置，例如做为堆叠床配置或布置在多个反应器中。

在直流配置中，来自第一反应区的整个加氢裂化产品流，包括轻气体(例如，C₁-C₄气体，H₂S，NH₃)和所有剩余的碳氢化合物，移动至第二反应区。在两级配置中，原料通过将其在第一反应区穿过加氢催化剂床来精制。废水传至分馏区以分离在36℃至370℃的温度范围内沸腾的轻气体、石脑油和柴油产品。在370℃以上沸腾的碳氢化合物传至第二反应区进行额外的裂化。

通常，大多数加氢裂化工艺被执行用于生产中间馏分油，例如在约180℃至约370℃范围内沸腾的那些分子以及汽油，例如改造工艺后在约36℃至约180℃范围内沸腾的那些分子。

在所有上述加氢裂化工艺配置中，裂化的产品，随着部分裂化和未转化的碳氢化合物一起，传至精馏塔以便分馏成产品，其可包括分别在36℃-180℃、180℃-240℃和240℃-370℃沸腾的石脑油、喷气燃料/煤油和柴油，以及在370℃以上沸腾的未转化的产品。典型的喷气燃料/煤油馏分(即，烟点>25mm)和柴油馏分(即，十六烷值数＞52)是高质量的并且超过全球运输燃料规格。虽然加氢裂化单元产品具有相对低的芳香性，但留下的芳香族仍然具有较低的关键指示性能(烟点和十六烷值)。

在上述实施方案中，原料一般包括，如本领域技术人员已知的，通常适用于加氢裂化操作的任何液体碳氢化合物原料。例如，典型的加氢裂化原料是真空瓦斯油(VGO)，其在370℃至520℃的温度沸腾。其他中间炼油物料流包括洗铝(demetalized)油(DMO)或脱沥青油(DAO)以及来自延迟焦化装置的焦化蜡油。来自流体催化裂化单元的循环油可与VGO共混或可以直接使用。碳氢化合物原料可以是来自天然存在的化石燃料诸如粗油、页岩油、液体煤，或来自中间炼油产品或它们的蒸馏馏分诸如石脑油、瓦斯油或上述来源的任何组合。

第一和第二级加氢处理反应区中使用的催化剂通常包含选自元素周期表IVB、VB、VIB、VIIB或VIII族的一种或多种活性金属组分。在某些实施方案中，活性金属组分是钴、镍、钨、钼或贵金属诸如铂或钯中的一种或多种，通常沉积或不然掺在支持物例如氧化铝、二氧化硅-氧化铝、二氧化硅、钛或沸石或其已经通过例如蒸汽或酸处理和/或将金属插入沸石结构而修改的变体上。