[发明专利]一种渣油加氢处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种渣油加氢处理方法。

背景技术

世界原油的重、劣质化日益严重而市场对轻质油品的需求持续增长，因此重油加氢作为重油改质和轻质化的有效手段，已经成为炼油工业的发展重点之一。目前工业上最常用的重油加氢技术包括固定床技术和沸腾床技术，其中沸腾床加氢技术可在线加入和取出催化剂，因此可加工高金属含量、高残炭值的重、劣质原料，且催化剂性能可以在整个操作周期保持恒定。另外沸腾床加氢技术还具有反应器温度易控且均匀，压降低且恒定，可达到较高的转化率和较长的操作周期等优点。但沸腾床加氢技术也存在较明显的缺点，突出反映在其催化反应效率较低和产品质量较差。

解决上述问题的一个思路是优化沸腾床渣油加氢催化剂的级配工艺。渣油加氢工艺的催化剂级配技术应根据重油的组成特点和反应历程进行优化。重、渣油原料组成一般具有以下特点：金属、硫和氮等杂质含量高，沥青质含量高，分子大小分布较宽。实际上，胶质和沥青质中富集了原油中大部分的杂原子，要脱除渣油中的杂原子，必须将胶质和沥青质大分子解聚。沥青质分子的大小分布从数纳米到数百纳米不等，如果催化剂活性中心的间距小于沥青质分子，则沥青质分子很难通过扩散与催化剂的活性中心接触，而主要是吸附在催化剂的外表面或孔口，随着反应的进行只能因热缩合形成焦炭，导致催化剂失活。大孔催化剂有利于沥青质的脱除，但催化剂的孔径与比表面互为负相关，即平均孔径大的催化剂，其比表面积就小。因此为了兼顾这种性质，催化剂需要有合理的孔分布。

固定床渣油加氢的研究结果表明渣油加氢比较合理的反应过程为先将胶质和沥青质分子进行适度的转化(包括饱和、开环和氢解等)，然后主要进行加氢脱金属反应，再进行加氢脱硫和加氢脱氮反应。在这些反应过程中重、渣油分子逐渐变小，所需的最佳催化剂孔径也逐渐变小。所以现有固定床渣油加氢工艺的催化剂级配原则如下：沿物流方向催化剂粒径由大到小，孔径由大到小，孔隙率由大到小，活性由低到高。现有沸腾床渣油加氢工艺一般也借鉴了固定床渣油加氢催化剂的级配思路。在沸腾床加氢工艺中，由于反应器内物料处于三相返混状态，因此单个反应器内一般只使用一种沸腾床加氢催化剂，在单个反应器中实现多功能催化剂的级配难度较高。现有沸腾床中不同催化剂级配的技术一般是通过多段反应器来实现的，其中最典型的是两段沸腾床加氢技术：第一段沸腾床主要实现加氢脱金属功能，第二段沸腾床主要实现加氢脱硫功能。

US4212729A公开了一种两段重油沸腾床加氢处理方法，第一段反应区采用大孔的加氢脱金属催化剂，活性组分为ⅥB族和/或第Ⅷ族金属元素；第二段反应区采用加氢脱硫催化剂，活性组分为ⅥB族金属元素，其孔容为0.5～0.9ml/g，比表面为150～300m²/g，主要孔容分布在8～13nm。

与固定床渣油加氢工艺相比，沸腾床渣油加氢工艺的催化剂浓度更低，而其反应温度却更高。这两个特点表明在沸腾床反应器中热裂化反应所占比例更高，而热裂化反应的典型特征就是原料轻质化和重质化同时进行，一部分原料裂化为轻质的汽柴油，而一部分稠环芳烃、沥青质和胶质大分子则可能发生脱氢的缩聚反应，生成更重的大分子，情况严重时这些缩聚物会以淤泥状析出并逐渐堵塞装置，甚至导致装置停工。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的渣油加氢处理方法中容易产生装置堵塞、且汽油和柴油的收率较低的缺陷，提供一种新的渣油加氢处理方法。

为了克服上述缺陷，本发明的发明人通过研究后发现，相对而言，大孔的加氢脱金属催化剂比小孔的加氢脱硫催化剂更利于胶质和沥青质大分子的转化，而“淤泥”(即淤泥状缩聚物)的析出又集中在反应体系的后部，为此，本发明的发明人在现有的渣油加氢处理工艺的基础上进行了工艺改变，从而完成了本发明。

具体地，本发明提供了一种渣油加氢处理方法，该方法在渣油加氢处理装置中进行，所述渣油加氢处理装置包括加氢脱硫反应区、加氢脱金属反应区、第一高压分离器、第二高压分离器和分馏系统，其中，所述方法包括：将渣油原料、所述加氢脱硫反应区产生的流出物和第一氢气物流注入所述加氢脱金属反应区进行反应，将所述加氢脱金属反应区产生的流出物注入第一高压分离器进行分离，将由所述第一高压分离器分离出的部分液相流出物和第二氢气物流注入所述加氢脱硫反应区进行反应，将由所述第一高压分离器分离出的气相流出物注入第二高压分离器进行分离，并将由所述第二高压分离器分离出的液相流出物以及由所述第一高压分离器分离出的另一部分液相流出物注入所述分馏系统中进行分馏。