[发明专利]具有低沉积物产率的高重质烃转化率的沸腾床方法

说明书

一种用于加氢转化重质烃原料的沸腾床方法，其提供重质烃的高转化率和低的沉积物产率。该方法在其催化剂床中使用浸渍的成形沸腾床催化剂，其具有低的大孔隙率和使其特征横截面周长与横截面积比在特定的限定范围内的几何形状。

本申请要求2016年4月25日提交的在审美国临时申请序列号62/327,057的益处，其全部公开内容通过引用结合于此。

本发明涉及一种方法，该方法使用沸腾反应器系统，该系统利用特定类型的沸腾床催化剂进行重质烃原料的加氢转化，提供高加氢脱硫和转化活性，具有低沉积物产率。

有许多方法可提供重油原料的加氢处理和转化，包括重油中所含沥青质的转化。与这些方法相关的一个问题是沥青质和重质烃转化为较轻的烃通常伴随着不希望的沉积物形成。沉积物是可由Van Kerknoort等人J.Inst.Pet.,37,596-604页(1951)，外壳热过滤固体测试(Shell Hot Filtration Solid Test)(SHFST)描述的方法或通过测试方法ASTM-4870测量的沉积物。沉积物通常包括具有至少340℃的常压沸点温度的烃物质。

US7,491,313公开了一种解决由加氢处理和重质烃油转化产生的沉积物形成问题的方法，其公开了一种两步法，该方法提供重质烃油的改质，同时抑制沉积物的形成。在该方法中，第一步骤的第一催化剂提供重油的去金属化和从重油中除去沥青质，第二步骤中独立选择的第二催化剂具有与第一催化剂的组成和孔径分布性质不同的组成和孔径分布，提供重油的脱硫和氢化，同时抑制由沥青质沉淀引起的沉积物形成。两步法的催化剂负载在用金属浸渍的球形、圆柱形或多叶形载体颗粒上。颗粒的直径为约0.5mm至约10mm，但优选直径为约0.7mm至约1.2mm，长度为约2mm至约10mm。指出圆柱形颗粒优选用于沸腾床操作，但是，'313专利中没有关于使用特定形状和尺寸的多叶物的益处的教导。'313专利进一步建议使用较大粒径的催化剂比使用较小粒径的催化剂是优选的。

一直希望提供沸腾床反应系统中重质烃原料的加氢处理和加氢转化的改进，以伴随处理过的转化产物降低沉积物产率。

因此，提供了一种使用沸腾床反应器系统用于重质烃原料的加氢转化以提供其高转化率但具有低沉积物产率的方法。该方法包括将重质烃原料引入包含在由沸腾床反应器容器限定的反应器容积内的沸腾床反应区。反应器容积包括沸腾床反应区上方的上部区和沸腾反应区下方的下部区。沸腾床反应区包括小粒径、成形加氢处理催化剂颗粒的催化剂床，其包含浸渍有至少一种活性催化金属组分的煅烧成形氧化铝载体，并且进一步表征为具有低大孔隙率和提供横截面周长与横截面积的第一比率在5mm^-1至8mm^-1的范围内的几何形状。在加氢转化反应条件下使重质烃原料与包含在沸腾床反应区内的成形加氢处理催化剂颗粒接触，并且从上部区产生具有低沉积物含量的重质烃转化产物。

图1是本发明的沸腾床反应器系统的某些方面的简化示意图。

本发明方法提供重质烃原料的加氢处理，其通常含有污染浓度的有机硫、氮和金属化合物以及含有沥青质。重质烃原料可以来源于包括在超过343℃(650°F)的温度下沸腾的烃主要部分的原油或焦油砂烃材料。

该过程尤其可用于处理具有特别高比例的沸腾温度超过524℃(975°F)的沥青烃的重质烃原料。在该方法的此实施方案中，重质烃原料的包含沥青的部分超过所述重质烃原料的50wt％并且该方法提供了沥青烃显著转化为沸点温度低于524℃(975°F)的烃但是沉积物的产量相对较低。

本发明方法的一个特征是在该方法的沸腾床反应器系统的沸腾床反应区中使用小粒径沸腾床催化剂，而不是常规较大粒度的沸腾床催化剂。该系统或方法的小粒度沸腾床催化剂还具有特征几何形状，其由其横截面周长与横截面积限定，并且与沸腾床催化剂颗粒的其他性质相结合被认为有助于当用于沸腾床工艺中用于重质原料的加氢转化时降低的或低的沉积物产率，对加氢脱硫活性没有或具有最小的负面影响。