不引起减压塔中的沥青质的再循环积聚的升级的沸腾床反应器制造技术

本发明专利技术题为“不引起减压塔中的沥青质的再循环积聚的升级的沸腾床反应器”。本发明专利技术公开了一种沸腾床加氢处理系统，使用包括非均相催化剂和分散的金属硫化物颗粒的双催化剂体系对沸腾床加氢处理系统进行升级，升级的沸腾床加氢处理系统允许再循环减压塔底物而不引起沥青质的再循环积聚。双催化剂体系更有效地转化沸腾床反应器中的沥青质，并且将沥青质转化率增加到至少抵消由再循环减压塔底物引起的较高沥青质浓度的程度。这样，尽管再循环了减压塔底物，但在升级的沸腾床反应器中不存在沥青质的再循环积聚。此外，减压塔底物中残余的分散的金属硫化物催化剂颗粒可保持或增加沸腾床反应器中的分散的金属硫化物催化剂的浓度。

An upgraded fluidized bed reactor without the accumulation of asphaltenes in the vacuum tower

【技术实现步骤摘要】
不引起减压塔中的沥青质的再循环积聚的升级的沸腾床反应器
技术介绍
1.
本专利技术涉及重油加氢处理方法和系统，包括利用双催化剂体系再循环减压塔底物并且不引起沥青质的再循环积聚的沸腾床加氢处理方法和系统。2.相关技术将重油转化成有用的终产物涉及广泛加工，诸如降低重油的沸点，增加氢碳比，以及去除杂质诸如金属、硫、氮和焦炭前体。使用常规的非均相催化剂来升级常压塔底物的加氢裂解工艺的示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。用于升级减压塔底物的非催化升级工艺包括热裂解，诸如延迟焦化、柔性焦化、减粘裂解和溶剂萃取。对更有效地利用低质量重油原料并且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标称沸点为524℃(975℉)或以上的相对高量的烃。这些低质量原料还包含相对高浓度的硫、氮和/或金属。衍生自这些低质量原料的高沸点馏分通常具有高分子量(通常以较高的密度和粘度指示)和/或低氢/碳比，这与高浓度的不期望组分(包括沥青质和碳残余)的存在相关。沥青质和碳残余难以加工，并且通常引起常规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淀物。低质量重油原料包含较高浓度的沥青质、碳残余、硫、氮和金属。示例包括由常规炼油工艺留下的重质原油、油砂沥青和渣油。渣油可指常压塔底物和减压塔底物。常压塔底物可具有至少343℃(650℉)的沸点，但应当理解，分馏点可在炼油厂之间变化并且高达380℃(716℉)。减压塔底物(也称为“渣油沥青”或“减压渣油”)可具有至少524℃(975℉)的沸点，但应当理解，分馏点可在炼油厂之间变化并且高达538℃(1000℉)或甚至565℃(1050℉)。通过比较，阿尔伯塔(Alberta)轻质原油包含约9体积％的减压渣油，而劳埃德明斯特(Lloydminster)重油包含约41体积％的减压渣油，冷湖(ColdLake)沥青包含约50体积％的减压渣油，并且阿萨巴斯卡(Athabasca)沥青包含约51体积％的减压渣油。作为进一步的比较，相对轻的油诸如来自北海地区(NorthSearegion)的布伦特原油(DanskBlend)仅包含约15％的减压渣油，而低质量欧洲油诸如乌拉尔(Ural)包含超过30％的减压渣油，并且油诸如阿拉伯(Arab)中质油甚至更高，具有约40％的减压渣油。在给定的沸腾床系统中，转化产物的生产率通常受到结垢的限制。当试图将转化的产量增加至超过某个实际极限时，某些热交换器或其他工艺设备的结垢速率变得太快，从而需要更频繁地关机以进行维护和清理。提高转化产物产量的一种方法是再循环在减压蒸馏由沸腾床反应器产生的升级的烃类期间产生的减压塔底物。然而，这通常导致减压塔底中的沥青质的再循环积聚，从而限制保持期望的转化率且不引起沉淀物积聚和设备结垢的能力。它还产生低质量减压塔底产物，这些产物可用作燃料油。通常，炼油厂将观察到的设备结垢速率与沉淀物产量的测量结果联系起来，并且达到操作的沉淀物极限，在该极限下，炼油厂将避免操作沸腾床加氢裂解器。此外，沉淀物产量和设备结垢限制了高沸点馏分的下游处理。它们还限制或防止将减压塔底物再循环到加氢处理反应器。当使用低质量重油原料时，此类问题更加严重。即使炼油厂找到了再循环减压塔底物的方法，其结果也可能是质量低且未达到用作燃料油的最低标准的最终底产物。仍然需要找到再循环减压塔底物而不引起沥青质的再循环积聚的方法，沥青质的再循环积聚增加了设备结垢和关机的风险并且产生低质量底产物。
技术实现思路
本文公开了用于升级沸腾床加氢处理系统以允许再循环减压塔底物而不引起沥青质的再循环积聚的方法。本专利技术还公开了利用再循环的减压塔底物而不引起沥青质的再循环积聚的升级的沸腾床加氢处理系统。本专利技术所公开的方法和系统涉及使用由固载催化剂和良好分散的(例如，均相的)催化剂颗粒构成的双催化剂体系。双催化剂体系允许操作沸腾床反应器，支持再循环减压塔底物而不引起沸腾床加氢处理系统中的沥青质的再循环积聚。在一些实施方案中，升级沸腾床加氢处理系统以允许再循环减压塔底物而不引起沥青质的再循环积聚的方法包括：(1)在基线条件下操作使用非均相催化剂的沸腾床反应器来加氢处理重油，任选地支持再循环减压塔底物和沥青质的再循环积聚；(2)在沸腾床反应器中加入或原位形成分散的金属硫化物催化剂颗粒，以产生具有由非均相催化剂和分散的金属硫化物催化剂颗粒构成的双催化剂体系的升级的沸腾床反应器；(3)操作使用双催化剂体系的升级的沸腾床反应器来加氢处理重油以产生烃产物；(4)使烃产物经受减压蒸馏，并且将馏出液与包含残余金属硫化物催化剂颗粒的减压塔底物分离；以及(5)将包含残余金属硫化物催化剂颗粒的减压塔底物的至少一部分再循环到升级的沸腾床反应器中而不引起沸腾床加氢处理系统中的沥青质的再循环积聚。在一些实施方案中，操作使用双催化剂体系的升级的沸腾床反应器以再循环减压塔底物包括：(i)以与基线条件相比更高的转化率来操作升级的沸腾床反应器而不引起沸腾床加氢处理系统中的沥青质的再循环积聚；(ii)以与基线条件相比类似的转化率来操作升级的沸腾床反应器，使得减压塔底中的沥青质减少；或者(iii)以与基线条件相比更高的转化率来操作升级的沸腾床反应器，使得减压塔底中的沥青质减少。第三种情况可包括增加的转化率和底产物中减少的沥青质的任何组合，并且可取决于可以是可变的原料的质量(例如，沉淀物形成趋势)、设备结垢的速率和/或待用作燃料油或其他终产物的塔底产物的期望质量。在一些实施方案中，减压塔底物可以约1％至约50％，优选地约5％至约40％，并且更优选地约10％至约30％的再循环比率进行再循环。再循环比率可表示为以体积或质量为基础由减压塔底物再循环量与新鲜原料量的比率确定的百分比。这些百分比指示减压塔底物的流量占新鲜原料流量的体积百分比。如果原料和减压塔底物的密度是已知的，则再循环比率可也容易地被转化为质量百分比。在一些实施方案中，与基线条件相比，再循环减压塔底物而不引起减压塔底中的沥青质的再循环积聚会导致转化产物的生产率增加。在一些实施方案中，与基线条件相比，吞吐量可增加至少2.5％、至少5％、至少10％或至少20％。在一些实施方案中，与基线条件相比，转化率可增加至少2.5％、至少5％、至少7.5％、至少10％或至少15％。在一些实施方案中，与基线条件相比，升级的沸腾床反应器的操作温度可增加至少2.5℃、至少5℃、至少7.5℃或至少10℃。在一些实施方案中，与基线条件相比，当操作升级的沸腾床反应器且再循环减压塔底物时，设备结垢的速率可相同或更小。在一些实施方案中，与基线条件下的设备结垢相比，操作沸腾床反应器且再循环减压塔底物可使设备结垢的速率降低至少5％、至少25％、至少50％或至少75％。设备结垢的速率可通过以下项中的至少一者进行测量：(i)所需换热器清理的频率；(ii)切换至备用换热器的频率；(iii)过滤器更换的频率；(iv)滤网清理或更换的频率；(v)设备壁温的下降速率，包括选自换热器、分离器或蒸馏塔的设备壁温的下降速率；(v本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种升级沸腾床加氢处理系统的方法，所述系统包括一个或多个沸腾床反应器，支持再循环减压塔底物并且不引起沥青质的再循环积聚，所述方法包括：/n在基线条件下操作使用非均相催化剂的沸腾床反应器以加氢处理重油，任选地支持再循环减压塔底物和沥青质的再循环积聚；/n在所述沸腾床反应器中加入或原位形成分散的金属硫化物催化剂颗粒，以产生具有由非均相催化剂、分散的金属硫化物催化剂颗粒构成的双催化剂体系的升级的沸腾床反应器；/n操作使用所述双催化剂体系的所述升级的沸腾床反应器来加氢处理重油以产生烃产物；/n使所述烃产物经受减压蒸馏，并且将馏出液与包含残余金属硫化物催化剂颗粒的减压塔底物分离；以及/n将包含残余金属硫化物催化剂颗粒的减压塔底物的至少一部分再循环到所述升级的沸腾床反应器中而不引起所述沸腾床加氢处理系统中的沥青质的再循环积聚。/n

【技术特征摘要】
20181017 US 62/746,8671.一种升级沸腾床加氢处理系统的方法，所述系统包括一个或多个沸腾床反应器，支持再循环减压塔底物并且不引起沥青质的再循环积聚，所述方法包括：
在基线条件下操作使用非均相催化剂的沸腾床反应器以加氢处理重油，任选地支持再循环减压塔底物和沥青质的再循环积聚；
在所述沸腾床反应器中加入或原位形成分散的金属硫化物催化剂颗粒，以产生具有由非均相催化剂、分散的金属硫化物催化剂颗粒构成的双催化剂体系的升级的沸腾床反应器；
操作使用所述双催化剂体系的所述升级的沸腾床反应器来加氢处理重油以产生烃产物；
使所述烃产物经受减压蒸馏，并且将馏出液与包含残余金属硫化物催化剂颗粒的减压塔底物分离；以及
将包含残余金属硫化物催化剂颗粒的减压塔底物的至少一部分再循环到所述升级的沸腾床反应器中而不引起所述沸腾床加氢处理系统中的沥青质的再循环积聚。


2.根据权利要求1所述的方法，其中操作所述升级的沸腾床反应器包括以与所述基线条件相比更高的转化率进行操作并且不引起所述减压塔底中的沥青质的再循环积聚，其中与所述基线条件相比，以更高的转化率来操作所述升级的沸腾床反应器增加了转化产物的生产率而不增加设备结垢并且/或者不降低塔底产物质量。


3.根据权利要求1所述的方法，其中操作所述升级的沸腾床反应器包括以与所述基线条件相比类似的转化率进行操作，并且使所述减压塔底中的沥青质的浓度降低，其中与所述基线条件相比，以类似的转化率来操作所述升级的沸腾床反应器保持转化产物的生产率，同时减少设备结垢并且/或者同时改善塔底产物质量。


4.根据权利要求1所述的方法，其中操作所述升级的沸腾床反应器包括以与所述基线条件相比更高的转化率进行操作，并且使所述减压塔底中的沥青质的浓度降低，其中与所述基线条件相比，以更高的转化率来操作所述升级的沸腾床反应器增加了转化产物的生产率，同时减少设备结垢并且/或者同时改善塔底产物质量。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中基于再循环的减压塔底物的流量占被加入到所述升级的沸腾床反应器中的新鲜重油的流量的体积百分比，将所述减压塔底物以约1％至约50％、或约5％至约40％、或约10％至约30％的再循环比率进行再循环。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中操作使用所述双催化剂体系的所述升级的沸腾床反应器在与所述基线条件相比类似或更高的温度下进行，诸如其中所述温度升高至少2.5℃、至少5℃、至少7.5℃或至少10℃。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中操作使用所述双催化剂体系的所述升级的沸腾床反应器以与所述基线条件相比类似或更高的转化率进行，诸如其中所述转化率增加至少2.5％、至少5％、至少7.5％、至少10％或至少15％。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中操作使用所述双催化剂体系的所述升级的沸腾床反应器以与所述基线条件相比类似或...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·A·鲁特尔，大卫·M·芒廷兰德，布雷特·M·西尔弗曼，埃弗里特·哈里斯，
申请(专利权)人：碳氢技术与创新有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US