[发明专利]用于限制活化的催化剂的自加热的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于限制活化的催化剂诸如在它们的储存、处理和运输期间的自加热的工艺。

根据本发明，该工艺还允许限制可以由这些催化剂释放的有毒气体。

本发明的目的还在于一种涂布的活化的加氢转化催化剂，该涂布的活化的加氢转化催化剂通过上述工艺获得。

能够通过根据本发明的工艺处理的催化剂例如但不限于在烃处理工艺中所用的那些，特别是在炼油和石化工业领域所用的那些，并且更特别是在烃类的加氢转化工艺中所用的那些。

背景技术

在精炼厂和/或石化单位中进行的烃处理工艺包括在氢的存在下可能做出的一定数量的处理，该一定数量的处理针对改变烃分子的结构和/或用来从不需要的化合物（诸如硫、氮、芳香族和金属化合物）中清除烃化馏分（hydrocarbonatedcuts）。作为非限制性示例，可以提及的有：加氢裂化或加氢转化、重整、异构化、烷基化、氢化、脱氢（deshydrogenation）工艺和所谓的氢化处理工艺（诸如加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱芳烃、加氢脱金属、加氢脱氧工艺）。

这些烃处理工艺的大多数采用也称为“催化剂颗粒”的固体颗粒催化剂。这些催化剂颗粒包括由一种或两种难熔无机氧化物基制成的多孔载体，在该难熔无机氧化物基上沉积一种或几种催化活性金属。这些金属通常包括金属元素周期分类的第VIII族的一种或多种金属，和/或第VIB族的一种或几种金属。

烃处理反应的动力学受到以下因素的限制，其中，烃分子（通常在尺寸上相当大）朝向位于催化剂孔中的催化位点的扩散速度。这就是为什么制造商尝试来制备具有比表面并且孔隙率尽可能地大的催化剂，这导致产生小尺寸颗粒催化剂。

在制造催化剂结束时，或者在先前已经用过的催化剂的情况下其再生结束时，活性金属转变成同样不是活跃的金属氧化物。

为了使催化剂对各种烃处理工艺来说是活跃的，需要对催化剂进行活化，换言之，对催化剂进行处理以将金属氧化物转化为活性金属物种（metalspecies）。

因此，在烃加氢处理催化剂的情况下，活化通常通过催化剂的硫化发生，其由借助于硫化合物对后者执行处理用于将金属氧化物至少部分地转化成混合硫的目的，该混合硫形成催化剂的活性相。

该活化阶段特别重要，因为它决定了催化剂在其随后的使用期间的活性。

该催化剂的活化可以在原位（换言之，直接在使用催化剂的反应器中，在其启动前）或非原位（换言之，在反应器外）完成。

为了优化单位的收率，并且尤其是，当后者被用尽时，为了在催化剂更换操作期间减少它们在反应器中的停机时间，越来越多的催化剂活化处理在非原位进行。

如此，催化剂在使用硫化合物的特殊处理单元中被活化，然后，在被运输到它们将被装入的反应器之前，可以存储更长或更短的时间段，该时间段有时可以持续长达几个月。

然而，活化的催化剂具有在化学上特别不稳定的缺点。活化的金属位点尤其敏感，并且例如它们与空气接触反应。在硫催化剂的情况下，存在于催化剂颗粒的表面处的金属硫化物是反应性的，并且引起放热氧化反应，该放热氧化反应可以导致形成SO₂，该SO₂为有毒气体。

SO₂的这种形成为表现在装载期间对人员存在有风险的现象。例如，催化剂床的一小部分一遭受自加热，这种气体就可能在反应器中形成。然而，很短的时间段内的可容许的暴露极限阈值非常低（5ppm）。

活化的催化剂还已知会引起自加热现象，并且在储存、运输和处理期间必须采取特别严格的预防措施。

材料的自加热特性可以通过国际测试来表征，该国际测试通过UN（在“有关危险品运输的建议、测试和标准手册”，ISSN1014-7160，第33.3节中描述的测试）文档进行了描述。该测试描述了用于测量样品的自加热程度的程序，该程序在不同温度（100°C、120°C或140°C）下在1L的盒中进行以定义该材料将被放置的类别。在某些实例中，也可以使用使用15mL的小盒的程序。

为了防止任何风险，自加热催化剂必须保持在惰性气氛中，例如，使用氮气。将活化的催化剂装入反应器中的操作通常在氮气的情况下发生，这使这些操作相当复杂并且产生相当多的额外花费。

另外，尽管有这些预防措施，但是由于它们的自加热性质，活化的催化剂的储存、运输和处理依然特别危险，并且对接触到这些催化剂的人员和设备的风险仍然相当大。