[发明专利]具有较少的结垢沉积物的升级的沸腾床反应器

说明书

使用双催化剂体系对沸腾床加氢处理系统进行升级以产生较少结垢沉积物，所述双催化剂体系包括非均相催化剂和分散的金属硫化物颗粒。双催化剂体系更有效地将沉积物形成前体转化以产生沉积物，其比仅使用非均相催化剂而不使用分散的金属硫化物颗粒所产生的沉积物更少地结垢。对于给定的沉积物生产率和/或浓度，双催化剂体系提供较低的设备结垢速率。在一些情况下，可以保持或增加沉积物生产率和/或浓度而同时减少设备结垢。在一些情况下，可以增加沉积物生产率和/或浓度而不增加设备结垢。

技术领域

本发明涉及重油加氢处理方法和系统，例如沸腾床加氢处理方法和系统，其使用双催化剂体系并且操作产生更少的结垢沉积物。

背景技术

对于更有效地利用低质量重油原料并从中提取燃料价值的需求不断增加。低质量原料的特征在于包括相对高数量的标称在524℃(975℉)或以上沸腾的烃。它们也含有相对高浓度的硫、氮和/或金属。源自这些低质量原料的高沸点馏分通常具有高分子量(通常由更高的密度和粘度表示)和/或低的氢/碳比，这与存在高浓度的不期望组分(包括沥青质和炭渣)有关。沥青质和炭渣难以处理，并且通常会导致传统催化剂和加氢处理设备的结垢，因为它们有助于形成焦炭和沉积物。

在给定的沸腾床系统中，转化产物的生产率常常受到结垢的限制。当企图将生产率提高超过一定的实际限制时，某些热交换器或其他工艺设备的结垢速率变得太快，需要更频繁地停工以进行维护和清理。通常，炼油厂将观察到的设备结垢速率与沉积物产生的测量联系起来，并得到操作沉积物极限，在该极限以上炼油厂将避免操作沸腾床加氢裂化装置。此外，沉积物产生和设备结垢限制了高沸点馏分的下游加工。

含较高浓度的沥青质、炭渣、硫、氮和金属的低质重油原料包括重质原油、油砂沥青和常规炼油工艺遗留的残留物。残油(或“渣油”)可以指常压塔底物和真空塔底物。常压塔底物可以具有至少为343℃(650℉)的沸点，但应了解，分馏点在炼油厂之间可能会有所不同，并可以高达380℃(716℉)。真空塔底物(也称为“渣油沥青”或“减压渣油”)可具有至少524℃(975℉)的沸点，但应理解的是，分馏点在炼油厂之间可能会有所不同，并可以高达538℃(1000℉)或甚至565℃(1050℉)。

通过比较，阿尔伯塔(Alberta)轻质原油含有约9体积％的减压渣油，而劳埃德明斯特(Lloydminster)重油含有约41体积％的减压渣油，Cold Lake沥青含有约50体积％的减压渣油，以及阿萨巴斯卡(Athabasca)沥青含有约51体积％的减压渣油。作为进一步比较，来自北海(North Sea)地区的相对轻的油例如Dansk Blend仅含有约15％的减压渣油，而低质量的欧洲油如乌拉尔(Ural)含有超过30％的减压渣油，并且诸如Arab Medium的油甚至更高，含有约40％的减压渣油。这些实例突出了使用低质原油时能够转化减压渣油的重要性。

将重油转化为有用的最终产物涉及广泛的加工处理，例如降低重油的沸点，提高氢碳比，并除去诸如金属、硫、氮和焦炭前体等杂质。使用常规非均相催化剂来使常压塔底物改质的加氢裂化方法的实例包括固定床加氢处理、沸腾床加氢处理和移动床加氢处理。用于使真空塔底物改质的非催化改质工艺包括热裂化，例如延迟焦化、灵活焦化、减粘裂化和溶剂萃取。

发明内容

本文公开了用于升级沸腾床加氢处理系统以产生较少结垢沉积物的方法。还公开了升级的沸腾床加氢处理系统以产生较少的结垢沉积物。所公开的方法和系统涉及使用由固体负载型催化剂和良好分散(例如均相)催化剂颗粒组成的双催化剂体系。双催化剂体系允许沸腾床反应器对于给定质量的重油以相同或更高的苛刻度操作，因为与仅使用固体负载型催化剂的相同反应器产生的沉积物相比，所产生的沉积物导致更少的设备结垢。