一種沸騰床外排加氫脫金屬催化劑的在線利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域，涉及沸騰床加氫外排催化劑在線利用的方法。具體地 說，本發(fā)明涉及沸騰床重油加氫外排加氫脫金屬催化劑的活性和熱能再利用的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 沸騰床渣油加氫技術(shù)使用在線加排裝置，具有廣泛的原料適應(yīng)性，可以加工浙青 質(zhì)、殘?zhí)亢徒饘俸扛叩牧淤|(zhì)渣油。沸騰床加氫反應(yīng)器為氣液固三相反應(yīng)器，反應(yīng)器中的催 化劑由于液體的提升和氣體的攪動處于沸騰狀，反應(yīng)器中的三相物流處于返混狀態(tài)，為了 保持產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定，需要定期加入新鮮催化劑，同時外排部分催化劑，而由于沸騰床為全返 混反應(yīng)器，所以外排的催化劑包括完全失活催化劑、部分失活催化劑及剛加入的新鮮催化 齊IJ，目前還沒有發(fā)現(xiàn)將部分失活催化劑、新鮮催化劑與完全失活催化劑分離的有效方法。目 前沸騰床裝置外排的加氫脫金屬催化劑通常經(jīng)洗滌脫油后深埋，或回收催化劑中的金屬。 沸騰床的操作溫度通常為390?450°C，所以外排催化劑的溫度也很高，如果能夠有效利用 沸騰床外排加氫脫金屬催化劑的活性和熱能，可以提高整個裝置的經(jīng)濟效益。
[0003] 煤焦油是煤煉焦、干餾和氣化的副產(chǎn)物。煤焦油組成復雜，稠環(huán)芳烴、膠質(zhì)和浙青 質(zhì)含量高，含有大量的含氧極性物質(zhì)和一定量的不飽和烴及硫、氮和金屬等雜質(zhì)。同時，煤 焦油中含有大量細小的無機雜質(zhì)和有機雜質(zhì)，無機雜質(zhì)主要是顆粒直徑約為IOMm鐵屑及 其氧化物粉末，有機雜質(zhì)主要為平均粒徑為〇. 5Mm的煤中芳烴分子的高溫熱聚物，上述細 小雜質(zhì)在極性物質(zhì)的作用下均勻分散在煤焦油中，采用常規(guī)的過濾，沉降和離心分離等手 段很難脫除。這些雜質(zhì)的存在及原料中含有的大量稠環(huán)芳烴會使煤焦油在采用固定床加氫 生產(chǎn)輕質(zhì)燃料油過程中，迅速阻塞反應(yīng)器床層，產(chǎn)生床層壓降，嚴重影響裝置的運轉(zhuǎn)周期。 研究發(fā)現(xiàn)，煤焦油經(jīng)緩和加氫預(yù)處理后，性質(zhì)發(fā)生顯著變化，產(chǎn)物的流動性明顯改善，輕油 收率大幅度提升，雜質(zhì)含量顯著降低。所以采用沸騰床加氫反應(yīng)器在線外排催化劑處理煤 焦油，可以充分利用催化劑的活性和熱能，也可以通過對煤焦油原料進行預(yù)處理，為煤焦油 的后續(xù)加工裝置提供優(yōu)質(zhì)進料。
[0004] CN102698816A、CN102698818A、CN102698815A介紹的是沸騰床外排催化劑的處理 方法和裝置。上述專利只是介紹了如何通過水熱脫附和旋流分離將油一水一催化劑分開， 未提及外排催化劑活性和熱能的有效利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種沸騰床外排加氫脫金屬催化劑 的在線利用方法。該方法可以同時利用外排催化劑的未失活催化劑的活性和催化劑的熱 能，使其能得到充分利用。
[0006] 本發(fā)明的沸騰床外排加氫脫金屬催化劑的在線利用方法包括：沸騰床反應(yīng)器與一 個催化劑排放罐相連，催化劑排放罐下游設(shè)有催化劑緩沖罐，催化劑緩沖罐與加氫預(yù)處理 器相連通。沸騰床外排催化劑首先進入裝有餾分油的催化劑排放罐，然后進入催化劑緩沖 罐，緩沖罐中的催化劑排入加氫預(yù)處理反應(yīng)器，煤焦油與氫氣的混合物以下進料進入加氫 預(yù)處理器進行加氫反應(yīng)，反應(yīng)后物流從預(yù)處理反應(yīng)器上部排出，加氫預(yù)處理反應(yīng)器中的催 化劑定期從反應(yīng)器下部排出。
[0007] 在本發(fā)明的一種【具體實施方式】中，所述的沸騰床外排加氫脫金屬催化劑的在線利 用包括以下步驟： a) 沸騰床反應(yīng)器中的加氫脫金屬催化劑外排至催化劑排放罐； b) 催化劑在線外排結(jié)束后，將排放罐中的催化劑加入催化劑緩沖罐； c) 將部分或全部催化劑緩沖罐中的催化劑加入到加氫預(yù)處理反應(yīng)器； d) 煤焦油與氫氣混合以下進料的方式進入加氫預(yù)處理罐進行加氫反應(yīng)，反應(yīng)生成油從 加氫處理罐上部排出； e) 待緩沖罐中催化劑裝滿后，加氫預(yù)處理器中停止進煤焦油，將催化劑排出； f) 重復步驟c)至e)。
[0008] 步驟a)中涉及的沸騰床加氫脫金屬催化劑為本領(lǐng)域常規(guī)的加氫處理催化劑，其中 催化劑的活性金屬可以為鎳、鈷、鑰或鎢中的一種或幾種。如催化劑組成以重量百分比計可 以包括：鎳或鈷以氧化物計〇. 5%?8%，鑰或鎢以氧化物計為1%?10%，載體可以為氧化鋁、 氧化硅、氧化鋁-氧化硅或氧化鈦中的一種或幾種。催化劑的形狀呈擠出物或球形，堆密度 為0. 3?0. 8 g/cm3,比表面積為80?120 m2/g。沸騰床加氫脫金屬的反應(yīng)條件為：反應(yīng)壓 力6?30 MPa，反應(yīng)溫度為350?500 °C，空速為0? 1?5 IT1，氣油體積比為400?3000。 沸騰床反應(yīng)器中的催化劑靠重力排入催化劑排放罐中，二者之間的壓力差小于〇. 3MPa。排 放罐中預(yù)先裝有餾程在200?540°C這一范圍的任意窄餾分，可以為直餾餾分或加氫餾分 油。沸騰床加氫反應(yīng)器根據(jù)加工原料和操作苛刻度不同，單位原料的催化劑的置換速率為 0.01% ?0? 3%。
[0009] 步驟b)中涉及的催化劑緩沖罐體積為催化劑排放罐體積的1?10倍，最好為1? 5倍。催化劑靠重力或氣液傳輸由催化劑排放罐進入催化劑緩沖罐，二者之間的壓力相同。
[0010] 步驟c)中涉及的預(yù)加氫反應(yīng)器的體積為催化劑緩沖罐體積的0. 5?5倍，最好為 0? 8?2倍。
[0011] 步驟d)中涉及的煤焦油可以為煤焦油餾分油、煤焦油全餾分、煤焦油浙青，可以 為低溫煤焦油、中低溫煤焦油或高溫煤焦油，其中煤焦油全餾分可以經(jīng)過脫水脫渣處理，或 未經(jīng)處理的煤焦油。預(yù)加氫反應(yīng)器的操作條件為：反應(yīng)壓力6?30MPa，反應(yīng)溫度120? 350°C，液時體積空速0. 1?5. OtT1，氫油體積比（標準條件下）200?2000。優(yōu)選為反應(yīng)壓 力15?20MPa，反應(yīng)溫度150?300°C，液時體積空速0? 5?2. 0 IT1 ;氫油體積比(標準條 件下）400?1000。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明方法的優(yōu)點是： 1、在線利用沸騰床外排催化劑預(yù)處理固體雜質(zhì)、浙青質(zhì)含量高的煤焦油，可以充分利 用沸騰床外排催化劑的加氫活性和熱量，也可以為煤焦油的后續(xù)加工裝置提供優(yōu)質(zhì)原料。
[0013] 2、沸騰床外排催化劑的在線利用與煤焦油預(yù)處理結(jié)合，可以提高裝置的經(jīng)濟性， 也為沸騰床外排催化劑的有效利用提供一個新的方法。
[0014] 3、采用高溫和具有一定加氫活性的沸騰床外排催化劑處理高雜質(zhì)、極性組分含量 高的煤焦油，可以顯著改善煤焦油的性能，為煤焦油的后續(xù)加工減輕負荷。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明方法的一種工藝流程示意圖。
[0016] 其中：1_沸騰床反應(yīng)器；2-催化劑外排罐；3-催化劑緩沖罐；4-加氫預(yù)處理器；5， 6, 7,8,9,10,11，12,13,14,15,16,17-閥；18,19, 20, 21，22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30-管 線。
【具體實施方式】
[0017] 為進一步闡述本發(fā)明的具體特征，將結(jié)合附圖加以說明。
[0018] 結(jié)合附圖1，本發(fā)明的一種具體工藝過程為： 沸騰床反應(yīng)器1與一個催化劑排放罐2相連，催化劑排放罐2下游設(shè)有催化劑緩沖罐 3,催化劑緩沖罐3與加氫預(yù)處理器4相連通。沸騰床外排催化劑首先進入準備就緒的裝有 餾分油的催化劑排放罐，然后關(guān)閉催化劑外排管線上的閥門，將沸騰床反應(yīng)器1與催化劑 排放罐2斷開，隨之將催化劑排放罐2中的催化劑排入準備就緒的催化劑緩沖罐3中，再將 緩沖罐3中的催化劑排入加氫預(yù)處理器4,煤焦油與氫氣的混合物以下進料進入加氫預(yù)處 理器4進行加氫反應(yīng)，反應(yīng)后物流從預(yù)處理反應(yīng)器4上部排出，加氫預(yù)處理反應(yīng)器4中的催 化劑定期排出，隨后由催化劑緩沖罐中的催化劑進行補充。在沸騰床反應(yīng)器的催化劑排入 催化劑排放罐2前，需要將催化劑排放罐2準備就緒，具體過程為：首先開啟閥9經(jīng)過管線 22向催化劑外排罐中充滿餾程在200?540°C這一范圍的任意熱餾分油，可以為直餾餾分 或加氫餾分油，餾分油預(yù)先加熱到200?400°C。通過開啟閥6,經(jīng)管線19向催化劑外排罐 2中通入氮氣，將罐中的空氣經(jīng)放空管線21和閥8排出，然后關(guān)閉閥6,開啟閥7經(jīng)管線20 向罐2充入氫氣，將罐2中的氮氣置換凈后，將罐2壓力升至等于或略低于沸騰床反應(yīng)壓 力，關(guān)閉閥7。開啟閥5,使沸騰床反應(yīng)器中的脫金屬催化劑經(jīng)催化劑外排管線18進入催化 劑外排罐2中，同時罐2中的餾分油經(jīng)閥5和管線