[发明专利]一种催化剂级配的重油加氢改质方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由劣质重油生产轻质馏分油的方法，特别是将沸腾床和固定床两种不同形式的操作方式及沸腾床催化剂的级配装填方式有机结合生产轻质馏分油的方法。

背景技术

随着全球经济的快速发展，轻质、清洁燃料油需求的快速增长及原油品质越来越差，重组分含量越来越高，如何有效利用不可再生的石油资源，实现渣油最大限度的轻质化，生产高价值石油产品是当前面临的重要课题。

为了实现重油的深加工，将高粘度的劣质原料加工成高附加值产品，使得重油加氢技术得以迅速发展。目前比较成熟的重油加氢技术为固定床渣油加氢，该技术操作平稳，但该工艺受到原料性质的制约，对原料的金属、残碳等指标要求比较严格。而沸腾床加氢工艺原料适应性广，越来越受到人们的关注，但是该工艺要保持反应器中的催化剂处于沸腾状态，需要掌握进料在高温高压反应状态下的粘度、密度和表面张力等性质，并且对反应器内气液流速有严格限制，气液流速过低将不能保证催化剂沸腾，气液流速过高会将催化剂夹带出反应器，堵塞下游管线和设备，这无形中增加了操作的苛刻度，尤其当装置操作不平稳时，如果装置由于事故停止进料，沸腾的催化剂颗粒会沉降堆积在反应器底部的分布盘上，反应器中残留的原料在高温反应条件下会在催化剂上结焦积炭而使催化剂结块，当装置恢复正常操作重新进料时，催化剂将不能恢复到原来良好的沸腾状态。

目前的沸腾床加氢技术由于采用全返混操作模式，致使单反操作原料转化率较低，所以通常采用多个反应器串联的操作方式，将不同功能的催化剂依次装填在不同的反应器或用隔板分开的同一反应器的不同反应段，以提高原料的转化率，如US Re 25,770描述的典型的沸腾床工艺即为不同功能的催化剂装填在不同的反应器中；中国专利CN01106024.7介绍的一种采用沸腾床加工劣质油的改质方法中采用流体分布盘或筛板将沸腾床反应器隔开形成不同的反应段，将不同加氢功能的催化剂装填在不同的反应段进行加氢反应。这将增加投资成本，造成资源的不合理利用。中国专利CN200910012497.8介绍将不同功能的催化剂装填在同一个沸腾床反应器是通过控制颗粒度大小来实现的，即将高活性颗粒小的催化剂装填在反应器上部，低活性颗粒大的催化剂装填在反应器下部，而要保持不同功能催化剂处于设计的理想沸腾状态对物流性质和组成及实际操作要求苛刻，增加了操作难度。

面临质量越来越差的重油原料，如何开发出一种新型技术路线将现有的技术进行优势重组，实现劣质原料的有效加工是值得探讨的技术方案。现有工艺组合方案只是根据物流性质，按顺序进行流程安排，如沸腾床和固定床组合工艺，只是简单将两种工艺串联，采用沸腾床技术对劣质原料进行加氢或裂化反应，然后将加氢馏分油或加氢尾油或加氢全馏分送入固定床装置进行进一步加氢反应，该组合工艺方式未能充分发挥两种技术的优势。

US6447671公开了一种用于重渣油加氢转化的组合工艺过程。具体过程为：重渣油原料与氢气混合进入沸腾床加氢裂化反应区，加氢裂化反应后物流经分离装置得到轻馏分和重馏分，轻馏分进入馏分油固定床加氢处理段或直接进入蒸馏装置进行窄馏分切割；重组分经过滤系统除去催化剂固体残渣后进入重油固定床加氢反应区；或者从沸腾床加氢裂化反应区流出的全部物流直接进入过滤系统，分离出催化剂固体物质后进入重油固定床加氢处理反应区；反应后的全部或部分物流进入蒸馏装置，切割出各轻馏分和重组分，其中得到的重组分进入催化裂化装置或者循环回重油加氢处理或者加氢裂化反应区。该组合工艺过程只是根据装置的进料要求和反应后的物流性质进行加工手段的匹配，未将各工艺技术的特点进行有机结合来形成一个整体的工艺方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种处理劣质重油原料的方法，该方法融合了沸腾床和固定床的操作方式，充分发挥两种工艺的技术特点，使其成为一个有机的整体，拓宽了原料的加工范围，提高了操作的平稳性，降低了操作苛刻度。

本发明提供的一种催化剂级配的重油加氢改质方法包括如下步骤：

重油原料与氢气混合后以上流式通过装有固体物质的沸腾床反应器，在加氢处理条件下进行加氢反应，脱除重油中含有的金属、硫和氮杂质；反应流出物经分离装置分离得到轻质馏分油和加氢尾油；其中所述的固体物质包括两种不同规格的固体物质，一种为保持固定床层的大尺寸固体笼状物，另一种为级配的微粒状沸腾床催化剂，所述的微粒状沸腾床催化剂位于大尺寸笼状物构成的空间里。