用于评估石油脑重整催化剂性能的方法技术

一种评估在将石脑油转化为汽油的炼油厂重整工艺中所用催化剂的催化剂性能的方法。更具体地说，在至少两个不同的反应时间内，随着时间的推移，在一定温度下对待研究的催化剂进行平行分析，以在产率上获得所需RON，例如C5+的产率上获得的所需RON。使反应终止，随后确定积炭，并建立积炭和产率的关系，两者都是所用催化剂的反应温度的函数，从而能够比较在给定积炭程度下由产率与温度关系确定的催化剂性能。能。

【技术实现步骤摘要】
用于评估石油脑重整催化剂性能的方法
[0001]绪论
[0002]本专利技术涉及一种方法，该方法用于评估在将石脑油转化为汽油的炼油厂重整工艺中所用催化剂的催化剂性能。更具体地，待研究的催化剂作为固定床在一定温度下随时间推移进行平行分析，以在C5+产率上实现所需的 RON，并考虑积炭及其造成的影响。
[0003]专利技术背景
[0004]石化精炼的一个重要部分涉及石脑油精炼成汽油。该精炼(refining) 采用多相催化剂。该精炼过程的典型特征是，积炭(或碳)形成于催化剂颗粒上，从而使催化剂部分失活。因此，使用移动床反应器以工业规模进行该精炼过程，其中，颗粒随着时间推移移动穿过反应器，然后离开反应器并迁移至再生单元，在再生单元中积炭物被清除，并使得颗粒返回反应器。这也被称为连续催化再生(CCR)重整工艺。CCR重整单元通常有4个不同体积的绝热反应器和专用的再生塔，所述再生塔允许催化剂的高效碳燃烧、活性金属的重新分散、氯化物添加和催化剂干燥，然后再将其重新引入前置反应器(lead
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reactor)。如George J.Antos、Abdullah M.Aitani的第 2版催化石脑油重整(Catalytic Naphtha Reforming,2nd edition)(2004年) 所述，为确保反应器中的催化剂活性接近新鲜催化剂活性，催化剂循环速度保持较高，并且失效催化剂积炭通常保持低于6重量％。催化剂(绝大多数通常为Pt
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Sn/Al2O3变体)从前置反应器入口连续循环至滞后反应器 (lag
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reactor)出口。在出口处，催化剂由于积炭而严重失活。只要能够保持产物严谨性(severity)，就始终需要高催化剂选择性(C5+产率)。
[0005]进行研究从而能够调查并比较各种催化剂的性能。催化剂研究通常在小型反应器中进行，并且反应器体积为几立方厘米。这种小型反应器实际上不能像移动床反应器那样运行，因此这些反应在固定床反应器中进行。然而，积炭物的形成并不像移动床反应器中那样被清除，使得难以将使用固定床反应器的小型实验室试验结果转化为工厂规模的移动床反应器。这一点更为重要，随着时间推移，部分失活不仅会导致较低的产率(如由C5+ 所表示)，而且还会导致产物流的RON值下降，这通常会通过使反应器温度升高来抵消，因为目标是随着时间推移，产物流的RON值高且稳定。所谓的异RON允许通过使用流出物的GC分析和反应器温度之间的自动反馈回路来实现，因此反应器温度不断地调整。
[0006]因此，需要对用于将石脑油转化为汽油的炼油厂重整过程中所用催化剂的小规模(例如，几立方厘米体积的反应器)催化剂性能进行评估的方法，该过程考虑催化剂颗粒上形成的积炭或碳沉积物及其对RON和目标产物(例如C5+或芳烃)产率的影响。优选地，该过程应使得可以对各催化剂进行平行联合评估以对其性能进行比较。优选地，可以比较相同的积炭量下多种催化剂的催化剂性能。

技术实现思路

[0007]现在已经发现上述目的可以通过一种方法实现或至少部分实现，所述方法是评估将石脑油转化为汽油的炼油厂重整工艺中所用催化剂性能的方法，所述方法在下文中称为评估方法，所述将石脑油转化为汽油的炼油厂重整工艺在下文中称为石脑油重整工艺，其
中，石脑油重整工艺在催化剂颗粒上形成积炭，该评估方法包括：
[0008]a.在至少两个平行反应器中用相同用量的相同催化剂平行进行至少两个催化反应，所述催化剂作为颗粒物存在于这至少两个反应器内的固定床中，这至少两个反应器在LHSV、压力和进料组成相同的条件下运行，进料包括石脑油和氢气，所述反应在这至少两个反应器中的进行进行不同的反应时间，
[0009]b.在达到目标RON的温度下在a情况下进行反应，并在反应时间期间对温度进行调整，以在a情况下的反应时间期间保持所述目标RON，将使用相同催化剂的反应温度调整至相同程度，并记录最长反应时间内至少10个测量点上所需的反应温度，以提供温度
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时间关系，
[0010]c.测量催化剂性能，以提供产率
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时间关系，所述催化剂性能表示为各反应的反应时间内在a情况下的至少10个测量点处各催化反应的目标产物产率，
[0011]d.使得a情况下的催化反应终止，其中，至少两个反应在不同反应时间后终止，并测量催化剂颗粒上的积炭，建立积炭与所用催化剂反应时间的函数关系，用于给出积炭
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时间关系，
[0012]e.使用b的温度
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时间关系、c的产率
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时间关系和d的积炭
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时间关系来计算给定积炭百分比下的产率
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温度关系。
[0013]研究发现，通过使用上述评估方法，可以在固定床反应器中比较各种石脑油重整催化剂，尽管随反应时间推移会形成积炭(对于每种催化剂不同)。本专利技术的评估方法提供了对移动床CCR反应器中催化剂性能的评估，即使该反应器在稳态积炭物百分比下运行亦可。此外，该方法允许小规模测试。
附图说明
[0014]图1显示关键催化剂性能指标与运行时间。
[0015]图2显示每种催化剂中的焦炭含量累积。
[0016]图3显示了包括实验数据和拟合数据的重要性能指标。
[0017]图4显示选择性与活性的图。
具体实施方式
[0018]在根据本专利技术的方法中，在步骤d中，应理解，对于给定的催化剂，反应应该进行不同的时间长度，以在一段时间内获得多个数据点。由于积炭量只能在反应终止后进行，用于积炭
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时间关系的数据点数量大多受限于所进行的反应的数量。因此，在根据本专利技术的方法中，a情况下规定应存在进行不同时间长度的至少两个反应。为了随时间推移收集更多的积炭数据点， a情况下的“至少两个”优选为“至少三个”，更优选为“至少四个”。
[0019]在根据本专利技术的评估方法中，对所述方法的阶段b进行了说明：“在反应时间内对温度进行调整，以在各反应的a情况下的反应时间内保持所述目标RON，将用相同催化剂的反应的温度调整到相同程度”。其背景是，催化剂上的积炭形成或炭沉积会影响活性或选择性，并且这通常意味着随着时间推移，积炭形成会导致所生产产品的RON随着时间推移而降低。该RON 降低对于模拟来说是不理想的，因为大规模生产规模具有再生塔，这种情况不会在生产规模上发生。为了抵消该RON降低，可以提高温度。由于催化剂相同时(区别仅在于持
续时间的平行反应)，反应中的积炭形成或沉积的速率(以及因此RON随时间的降低)是相同的，因此对于平行测试的相同催化剂，温度升高以抵消RON随时间推移的降低的需要是相同的。
[0020]对于本专利技术方法的b情况的温度
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时间关系、本专利技术方法的c情况的产率
ꢀ‑
时间关系，可以在反应期间在线收集数据点，因此对于这两者，收集至少 5个、优选至少10个、更优选至少20个数据点。认为在最长反应时间内，记录至少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种评估在将石脑油转化为汽油的炼油厂重整工艺中所用催化剂的催化剂性能的方法，所述方法在下文中称为评估方法，所述将石脑油转化为汽油的炼油厂重整工艺在下文中称为石脑油重整工艺，其中，石脑油重整工艺在催化剂颗粒上形成积炭，所述评估方法包括：a.在至少两个平行反应器中用相同催化剂以相同量平行进行至少两个催化反应，所述催化剂作为颗粒物存在于这至少两个反应器的固定床中，这至少两个反应器在LHSV、压力和进料组成相同的条件下运行，进料包括石脑油和氢气，在这至少两个反应器中的反应进行不同的反应时间，b.在达到目标RON的温度下在a情况下进行反应，并在反应时间期间对温度进行调整，以在a情况下的反应时间期间保持所述目标RON，将使用相同催化剂的反应的温度调整至相同程度，并记录最长反应时间内至少10个测量点上所需的反应温度，以提供温度与时间的关系，c.测量催化剂性能，以提供产率与时间的关系，所述催化剂性能表示为各反应的反应时间内在a情况下的至少10个测量点处各催化反应的目标产物产率，d.使得a情况下的催化反应终止，其中，至少两个反应在不同反应时间后终止，并测量催化剂颗粒上的积炭，建立积炭与催化剂反应时间的函数关系，用于给出积炭与时间的关系，e.使用b的温度与时间的关系、c...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：阿凡田技术有限公司，
类型：发明
国别省市：