利用富氢进料的两相移动床反应器制造技术

提供将液体烃原料在移动床加氢操作反应器中转化的工艺，其中(a)将氢气溶解在液体原料中，和(b)闪蒸混合物以移除和收取任何轻质组分，留下富氢原料。将均相和/或非均相催化剂添加至移动床加氢操作反应器上游的原料。添加至移动床加氢操作反应器上游的原料。添加至移动床加氢操作反应器上游的原料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用富氢进料的两相移动床反应器
[0001]相关申请
[0002]本申请要求序号为62/866,343的于2019年6月25日提交的美国临时专利申请和序号为62/898,268的于2019年9月10日提交的美国临时专利申请的优先权，这两篇美国临时专利申请的内容均整体并入本文中作为参考。


[0003]本专利技术涉及使用移动床反应器的加氢裂化、加氢处理和/或加氢操作工艺。

技术介绍

[0004]在典型的精制厂中，初始地将原油引入至常压蒸馏柱或原油塔中，在此处将其分离成多种组分，包括在36℃至180℃的范围中沸腾的石脑油(挥发油)、在180℃至370℃的范围中沸腾的柴油和在370℃以上沸腾的常压底部物(大气底部物，atmospheric bottom)。进一步将常压底部物或渣油在减压蒸馏柱中加工，在此处将其分离成在370℃至520℃的范围中沸腾的减压瓦斯油(VGO)和在高于520℃沸腾的重质减压渣油。VGO可进一步通过加氢裂化加工以产生石脑油和柴油、或通过流化催化裂化(FCC)加工以产生汽油和循环油。可将减压渣油处理以移除不想要的杂质和/或转化成有用的烃产物。
[0005]在一些情形中，来自原油塔的常压底部物可在加工单元例如渣油FCC单元、加氢操作单元和焦化单元中直接加工而未首先经历减压蒸馏。加氢操作单元包括用于加氢处理或加氢裂化的那些。
[0006]加氢操作单元操作的常见目标为，移除杂质例如硫、氮和/或金属(特别地渣油原料中的那些)，并且将相对重质的烃原料裂化为相对较轻质的烃以获得运输燃料例如汽油和柴油。加氢操作的操作中发生的反应包括加氢脱金属(HDM)、加氢脱硫(HDS)、残碳还原(CRR)、加氢脱氮(HDN)和加氢裂化。
[0007]通常，加氢操作反应在包括如下的操作条件下发生：在约350
°‑
460℃、优选地350
°‑
440℃的范围中的温度，在约30
‑
300Kg/cm2、优选地100
‑
200Kg/cm2的范围中的压力，在约0.1
‑
10h
‑1、优选地0.2
‑
2h
‑1的范围中的液时空速(LHSV)，和在约300
‑
3000L/L、优选地500
‑
1500L/L的范围中的氢油比。
[0008]加氢操作典型地在存在如下催化剂的情况下进行：该催化剂含有来自周期表IUPAC第6
‑
10族的金属(例如钨、镍、钼和钴)与各种其它具有高表面对体积比的多孔颗粒(例如氧化铝、二氧化硅、氧化镁、二氧化钛或其组合)的组合。用于重质原料的加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮和加氢裂化的催化剂包括具有一种或多种催化活性金属或其它活性化合物的载体或基体材料例如氧化铝、二氧化硅、二氧化硅
‑
氧化铝或结晶铝硅酸盐。催化活性金属典型地包括钴、镍、钼和钨；然而，取决于应用，可使用其它金属或化合物。催化剂可呈三叶形、四叶形、圆柱体或球体的形式。
[0009]为使精制效率最大化，应使更换或再生催化剂的停机时间最小化。此外，工艺经济性通常需要能够操纵含有各种类型和数量的污染物的进料物流的通用系统，所述污染物包
括硫、氮、金属和/或有机金属化合物例如发现于VGO、脱沥青油和渣油中的那些。
[0010]存在如下三类主要的在精制工业中使用的反应器：固定床、沸腾床和移动床。淤浆床反应器为另一种具有类似于移动床的操作特性的独立反应器技术。然而，目前未存在商用的淤浆床单元操作。
[0011]在固定床反应器中，催化剂颗粒为静态的且相对于固定的参考框架不移动。固定床技术较不适合于处理相对重质的原料、特别地包含高百分数的杂原子、金属和沥青质的原料，因为这些污染物导致催化剂的快速失活和随后的反应器堵塞。多个串联连接的固定床反应器可用于实现相对高的在370℃以上沸腾的重质原料的转化，但这样的设计就安装和操作而言是昂贵的，并且对于某些原料、特别地包含金属的原料而言在商业上不切实际，因为催化剂必须每3至4个月更换。
[0012]沸腾床反应器通常克服与固定床反应器相关的堵塞问题且可用于以增大的转化率加工较重质原料，并且由此降低进料的回收率。在沸腾床反应器中，催化剂呈沸腾状态，在整个反应器器皿中随机移动。催化剂的流化性质还允许再现更换预定百分数的床的催化剂，以维持该床的可随时间以相对恒定值持续存在的高净活性。
[0013]移动床反应器将固定床操作的某些优势和沸腾床技术的催化剂更换的相对简易性结合。移动床反应器还允许在不中断该单元的连续操作的情况下更换催化剂。操作条件类似于固定床反应器中典型地使用的操作条件或比其略为严苛，即压力可超过200Kg/cm2，并且温度可在380℃至430℃的范围中。在催化剂更换期间，催化剂移动与进料的线速度相比是慢的。催化剂更换频率取决于催化剂失活速率。催化剂添加和收回分别例如经由在反应器顶部和底部处的闸门系统进行。移动床反应器的优势在于，移动床的顶层由新鲜催化剂组成，并且沉积在床的顶部上的污染物与催化剂一起向下移动并且在底部处的催化剂收回期间释放。液体原料和氢气可在反应器顶部处引入以与催化剂的向下移动顺流流动、或引入至反应器底部处以相对于催化剂的向下移动逆流流动。因此，对金属和其它污染物的容限比在固定床反应器中要大得多。在具有该能力的情况下，移动床反应器具有对于非常重质的进料的加氢操作而言的优势，当若干反应器串联组合时尤其如此。为了有利于具有处于在固定床反应器中无法高效加工的水平的高金属浓度的原料，可使用移动床反应器。
[0014]溶液中的氢量部分地受反应器类型的影响。例如，移动床反应器中的催化剂经历在25℃至40℃的范围中的沿反应器床的竖轴的温度变化(ΔT)。与之相比，淤浆床反应器中存在典型地在1℃至2℃的范围中的极小ΔT。与较低的在淤浆床反应器中的压降相比，移动床反应器中的压降由于床的密填充(堆积)性质而相对较高。
[0015]在移动床反应器中，催化剂在反应器顶部处最新鲜且因此活性最大，并且其活性随其向下移动至反应器底部不断降低。原料中的包含硫、氮和金属的化合物的期望转化在将原料引入至催化剂床中的位置处或其附近发生。当将氢在反应器底部处(在此处催化剂活性最小)注射时，反应较慢且其速率将随着氢和原料朝向反应器顶部和更新鲜活性更高的催化剂移动而提高。该效果为移动床反应器的明显优势。
[0016]使用特定类型的反应器的决定基于包括如下的很多标准：尤其地，原料类型、期望的给定反应器的转化百分数、灵活性、运转周期和产品品质。精制厂中，更换或更新催化剂的停机时间必须尽可能短。另外，工艺的经济性将通常取决于所述系统操纵包含不同量的发现于VGO、DAO和渣油中的污染物(例如硫、氮、金属和/或有机金属化合物)的进料物流的
通用性。
[0017]现有技术中典型的移动床反应器作为三相体系(即气态氢、液体原料和固体非均相催化剂)操作。然而，已知的是，惯常存在于常规移动床反应器中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于在移动床反应器中将液体烃原料转化为较低分子量的烃化合物的工艺，该工艺包括：a.在预定的温度和氢分压条件下在混合区中将液体烃原料和过量的氢气混合，以将氢气的一部分溶解在液体烃原料中且产生富氢液体烃原料和未溶解氢气的混合物；b.将步骤(a)中产生的混合物引入至闪蒸区中，以将未溶解氢气及存在的任何轻质烃组分从富氢烃原料分离，并且收取富氢液体烃原料，所述闪蒸区在与下游反应区中的条件对应的预定的温度和压力条件下操作；c.在关于烃原料的预定反应条件下将富氢液体烃原料引入至反应区中，所述反应区具有至少一个包含至少一种催化剂或催化剂前体的移动床反应器，并且使原料和氢进行放热反应以将原料的至少一部分转化为较低沸点的烃；d.从至少一个移动床反应器收取反应器流出物，其包含经转化的烃产物和未转化的液体原料；e.将来自至少一个移动床反应器的反应器流出物引入至分离区中，以将经转化的烃产物与未转化的液体原料分离；f.从分离区收取经转化的烃产物；和g.从分离区收取未转化的液体原料。2.如权利要求1所述的工艺，其中将收取自分离区的未转化的液体原料的至少一部分再循环至反应区以形成富氢液体烃原料的一部分。3.如权利要求2所述的工艺，其中在再循环至反应区之前分析未转化的液体原料以确认预定的最小溶解氢浓度的存在。4.如权利要求2或权利要求3所述的工艺，其中在将未转化的再循环液体原料再引入至反应区中之前将氢添加至未转化的再循环液体原料。5.如权利要求1或权利要求4所述的工艺，其中添加氢以使进入反应区的液体原料饱和。6.如权利要求1所述的工艺，其中所述至少一种催化剂为具有范围为0.6mm至2.5mm的平均粒度的固体非均相催化剂。7.如权利要求1所述的工艺，其中将油溶性均相催化剂添加至液体烃原料。8.如权利要求1所述的工艺，其中将新鲜的油溶性均相液体催化剂添加至至少一个反应器的一个或多个的上游的未转化的液体原料。9.如权利要求1所述的工艺，其中反应区包括串联设置的多个移动床反应器，任选地各反应器之前为氢混合区和闪蒸区，在该氢混合区中将过量的氢添加至来自上游反应器的再循环的未转化的液体流出物，该闪蒸区用以将轻质组分和未溶解氢分离并且将未转化的富氢液体烃原料传送至下游反应器。10.如权利要求9所述的工艺，其中使未转化的再循环液体烃原料被氢饱和。11.如权利要求8所述的工艺，其中将预定量的新鲜的非均相催化剂在富氢或氢饱和的原料的加工期间添加至多个移...

【专利技术属性】
技术研发人员：OR科塞奥格鲁，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：