[发明专利]一种催化剂级配方法以及渣油加氢处理方法

说明书

本发明提供了一种催化剂级配方法及渣油加氢处理方法。该方法在串联的多个加氢反应器中依次装填加氢保护剂床层、加氢脱金属催化剂床层、加氢脱硫催化剂床层、加氢脱氮和/或脱残炭催化剂床层，其中在加氢脱氮和/或脱残炭催化剂床层之后设有装填至少一种加氢处理催化剂M的催化剂床层L1，其中加氢处理催化剂M的载体，直径为2.5~8mm，载体外表面具有多个不互通的大孔道，大孔道的截面积沿径向由外向内逐级减小，每个大孔道底面面积为球体表面积的0.05%~5%，大孔道的最长深度为球形载体半径的30%~99%。本发明的方法适用于处理铁、钙杂质含量高的渣油，不但可有效地脱除和附着铁和/或钙杂质，催化剂整体活性高，而且还能延长装置的运转周期。

技术领域

本发明属于渣油加氢技术领域，特别涉及一种铁、钙杂质含量高的重劣质渣油的加氢处理方法。

背景技术

随着原油日益变重、变劣，越来越多的重油、渣油需要加工处理。重油、渣油的加工处理不但要将其裂化为低沸点的产物，如石脑油、中间馏分油及减压瓦斯油等，而且还要提高它们的氢碳比，这就需要通过脱碳或加氢的方法来实现。其中的脱碳工艺包括焦化、溶剂脱沥青、重油催化裂化等；加氢工艺包括加氢裂化、加氢精制、加氢处理等。加氢工艺既能加氢转化渣油，提高液体产品的产率，而且还能脱除其中的杂原子，产品质量好，具有明显的优势。因此，各炼油企业纷纷新建渣油加氢处理装置，加工更重质、劣质的渣油，以获取更好的效益。

重油、渣油加氢处理技术的原料裂化率较低，主要目的是为下游原料轻质化装置如催化裂化或焦化等装置提供原料。通过加氢处理，使劣质渣油中的硫、氮、金属等杂质含量及残炭值明显降低，从而获得下游原料轻质化装置能够接受的进料。

对于催化裂化装置来说，若进料中铁和/或钙含量过高，会降低重油分子与催化剂活性中心的可接近性，导致重油转化率降低。而且，进料中铁和/或钙含量过高还会使催化剂表面形成瘤状凸起，导致堆密度下降，进而影响反应器和再生器间的催化剂循环，严重时影响装置加工负荷。此外，铁具有脱氢作用，导致干气中的氢气/甲烷比偏高。总之，进料中铁和/或钙含量过高会导致重油转化率降低，产品选择性变差，影响装置加工负荷，进而影响全厂的经济效益。因此，控制催化裂化进料中的铁和/或钙含量是当务之急。

固定床渣油加氢工艺中，由于进料均为含有金属杂质的重油或渣油原料，在脱金属杂质过程中，金属杂质会沉积在催化剂的表面以及孔道中，尤其是铁和/或钙主要沉积在催化剂的外表面，会使催化剂床层的空隙率快速减小，导致床层压降上升，从而影响装置的操作周期。

CN1335368A公开了一种渣油处理方法。该方法如下：重、渣油原料在通过加氢反应之前，先经过吸附过滤的预处理过程，这样可以脱除原料携带的悬浮颗粒，还可以脱除原油中环烷酸铁生成的硫化亚铁及大部分易生焦的物质，以减少渣油加氢反应器结垢，延长装置的运转周期。但该方法需要额外增加预处理设备，而且在加氢处理之前，环烷酸铁并未发生反应，仍溶解于原料中，脱铁效果不好。

CN103289734A公开了一种高金属、高硫和高氮的劣质重油加氢处理工艺及催化剂级配组合，含有两个串联的上流式脱铁钙反应器、一个固定床脱金属反应器、一个固定床脱硫反应器和一个固定床脱氮反应器，其中上流式脱铁脱钙反应器内装填加氢脱铁脱钙催化剂，从催化剂颗粒中心到外表面，加氢脱铁脱钙催化剂的活性金属组分呈“蛋黄”分布，以延长装置的运转周期。该方法可以在一定程度上调节脱除的铁和钙在催化剂上的分布，但仍无法解决铁和钙杂质容易沉积到催化剂外表面，带来压降增长过快，从而影响装置的运转周期的问题。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种催化剂级配方法及其在渣油加氢处理方法中的应用。本发明催化剂级配方法特别适用于处理铁、钙杂质含量高的渣油，不但可以有效地脱除和附着铁和/或钙杂质，催化剂整体活性高，而且还能延长装置的运转周期。