[发明专利]一种煤液化油沸腾床加氢工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种沸腾床加氢工艺，特别是煤液化油沸腾床加氢工艺。

背景技术

通常用于煤液化油催化加氢的工艺主要是固定床加氢工艺。固定床反应器特别适于处理较轻和较干净的进料，如石脑油、中间馏分油、瓦斯油和普通渣油等。固定床反应器的特点是操作较平稳，控制也较容易。但是使用固定床工艺加氢处理煤液化油存在以下几方面问题：由于煤液化油较重且含较多机械杂质，催化反应条件会比较苛刻；高氮原料会加速催化剂失活，催化剂使用周期很短，产品性质无法保证；催化剂床层压降高；为满足产品指标，固定床反应器系统就需要采用较复杂的设计从而使投资成本增加。

而沸腾床加氢工艺是使催化剂呈膨胀状态，并通过新鲜催化剂的每天加入和排出来维持催化剂活性。这一特点使其能处理较重且含较多机械杂质的原料而不堵塞床层，在整个操作周期内都可生产质量均衡的产品，而且装置生产周期长。同时，沸腾床加氢工艺还具有反应温度较易控制，原料可调整，系统较固定床系统的投资低等优点。因此，沸腾床加氢工艺是一种很好的煤液化油加氢处理工艺。

由于沸腾床反应自身的特点，沸腾床催化剂在反应器中始终保持沸腾状态，因此对催化剂的强度及耐磨性能有了更高的要求。目前，沸腾床加氢工艺所采用的加氢催化剂一般是以耐熔无机氧化物为载体，以第VIB族和/或第VIII族金属为活性组分，而且各组分均是以细粉烧结状形式存在。该催化剂的强度和耐磨性能还有待于进一步提高。

CN1362477A公开了一种重、劣质原料油的沸腾床加氢改质方法。该方法是在一个沸腾床反应器内设置多个反应段，各反应段催化剂级配装填，即从反应器底部到顶部，各反应段装填的催化剂孔径由大到小，比表面积由小到大，活性由小到大，各反应段催化剂的膨胀比也由小到大。CN1458234A公开了一种渣油沸腾床加氢反应方法，沸腾床加氢反应为串级式沸腾床加氢反应，在一个反应器内分成两个以上的沸腾床反应段，渣油原料及氢气从下至上连续通过各段沸腾床反应段，各沸腾床反应段使用的催化剂功能从下至上按加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮及转化顺序排列，每个反应段使用其中一至两种催化剂。上述两篇中国专利是关于沸腾床加氢催化剂级配装填的，而所用的加氢催化剂为常规的加氢催化剂，并未对催化剂强度和耐磨性方面作出改进。

由于煤液化油中含有大量烯烃，氮含量一般在0.5wt％以上，还含有大量的氧，若不及时进行预处理，极易生成不利于后续运输和加工的物质，因此要采用加氢的方法对煤液化油进行预处理，饱和煤液化油中的烯烃，脱除氧，最大限度地脱除氮和硫等杂原子，提高煤液化油的稳定性，故也称此加氢过程为稳定加氢。由于大多数煤液化工艺需要一定量的加氢后煤液化油作为供氢剂，有的工艺将作为供氢剂的煤液化油单独加氢，其余煤液化油作为产品出煤液化装置，有的工艺将煤液化油全部加氢精制，提高稳定性，同时生产供氢剂。

USP5,308,472公开了一种可用于沸腾床缓和加氢裂化反应所使用的含脱铝Y分子筛催化剂。该催化剂可用于重质原料(如渣油)的加氢脱金属(HDM)、加氢脱硫(HDS)和加氢裂化(HC)，提高沸点在1000℉重烃的转化率，同时增加中间馏分油收率。所述催化剂含有1.0～6.0wt％的VIII族金属氧化物、12.0～25.0wt％的氧化钼和0.1～5.0wt％的磷氧化物，担载在多孔氧化铝或含硅氧化铝以及氢形酸化脱铝Y分子筛上。所述催化剂的比表面积在200～300m²/g，总孔体积0.55～0.75ml/g，和如下的孔尺寸分布：即其中低于40％的总孔体积存在于直径低于10nm的孔中，至少25％～50％的总孔体积存在于直径10～16nm的孔中，和25％～50％的总孔体积存在于直径大于16nm的孔中，15％～40％的总孔体积存在于直径大于25nm的孔中，小于10％的总孔体积存在于大孔直径大于150nm的孔中。该催化剂由于含有脱铝Y分子筛，一方面裂解活性高，难以保证加氢溶剂油性质以及产品收率，另一方面，煤液化油中大量氧与氢气反应生产水，使反应系统的水蒸汽分压升高，分子筛及较大的孔会出现坍塌等被破坏的现象，从而损失孔结构，影响催化剂的活性和稳定性及催化剂使用寿命。而且催化剂中大孔占总孔容的比例非常高，不适宜处理煤液化油，催化剂强度和耐磨性依然有待于进一步提高。