[发明专利]一种加氢催化剂组合及其应用

说明书

本发明公开了一种加氢催化剂组合，包括加氢催化剂I和加氢催化剂II，所述加氢催化剂I和加氢催化剂II均为负载型催化剂；所述加氢催化剂组合中各催化剂的布置使得加氢原料依次与加氢催化剂I和加氢催化剂II接触。本发明还公开了一种焦油加氢方法，包括在加氢反应条件下，使用所述的催化剂组合对焦油原料油进行加氢精制。本发明不仅充分考虑渣油易结焦堵塞的热点，使得加氢过程温升易控，减缓催化剂的失活速度，延长催化剂的运行周期，还充分利用催化剂的活性中心，提高整个体系的脱硫率、脱氮率和燃油选择性。

技术领域

本发明涉及一种加氢催化剂组合，及使用该催化剂的焦油加氢方法，属于焦油加氢精制领域。

背景技术

随着世界范围内环保要求日益严格，各国对车用燃料的质量要求日益苛刻。此外，由于石油资源减少，原油性质变重变劣，炼厂不得不加工更为劣质的原油。因此，大幅降低柴油中杂质以及多环芳烃含量，显著改善柴油质量，已经成为炼油企业迫切需要解决的一个问题。加氢技术是降低油品杂质含量、改善油品质量的主要技术之一，其核心是加氢催化剂。现有技术表明，对于一些反应采用不同加氢催化剂组合进行焦油加氢处理的效果通常优于单剂的效果。

在固定床渣油加氢处理技术中，世界上各大公司等都使用催化剂组合装填技术，即使用两种或两种以上不同功能催化剂，其中包括加氢保护剂、加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂、加氢脱氮催化剂等，装填顺序一般是使用原料油依次与加氢保护剂、加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮催化剂接触。催化剂的组合装填不仅可以增加催化剂床层的容垢能力，而且能显著降低催化剂床层的压力降；采用催化剂分级装填技术同时能够增加催化剂系统对金属的容量，而且由于上游的脱金属催化剂有效的发挥了其脱金属的功能，保护了下游高活性的脱硫剂或脱氮剂的加氢活性，因此催化剂组合装填技术能够增加渣油加氢处理催化剂对重质原料的加氢处理能力。

渣油加氢处理过程中的反应主要包括加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、芳烃饱和以及各种烃类的加氢裂化，从总体来看，渣油加氢反应是放热反应，加氢脱金属反应较为缓和，而加氢脱硫和加氢脱氮反应较为强烈，是强放热反应，因此在固定床串联工艺中，催化剂床层反应温升较大。世界上各大公司等都是在脱硫、脱氮催化剂床层使用单一的催化剂体系，工业装置为了保证下一个反应器入口有较低的温度，不得不向脱硫、脱氮催化剂床层注入大量冷氢，有时甚至通过降量来防止温升过高，这样既增大了装置的冷氢量，也加剧了原料油裂化反应和结焦以应，增大了装置的氢耗，催化剂使用初期活性较高，加氢反应较剧烈，催化剂使用后期，反应温度较高，加氢反应同样剧烈，加上高温时的热裂化反应，使催化剂床层结焦严重，特别是高活性孔径较小的催化剂床层，结焦更为明显，常常迫使装置停工。

CN1197105A公开了一种加氢处理含金属污染物的烃类原料的方法，该法是在氢气存在下，使原料与第一催化剂、第二催化剂、第三催化剂中的一个或多个催化剂床层接触。各床层催化剂的性质、功能不同。实际上，沿物流方向，催化剂活性逐渐变大，孔径逐渐减小，是常规的先脱金属，再脱硫，最后脱氮的加氢处理过程。试验证明，这种分级装填方法的缺点是脱硫和脱氮催化剂床层温升过大，冷氢需要量大，处理量无法提高。

CN1609172A公开了一种渣油加氢处理催化剂的装填方法，不同于常规催化剂的级配装填方案，该方法中加氢脱氮反应区采用反序级配的方式装填，即下游催化剂床层所装填的加氢脱氮催化剂的活性略低于近邻的上游加氢脱氮催化剂，且孔径稍大于后者。该方法能有效地控制加氢脱氮催化剂床层的温升。但该方法无法保证脱氮催化剂床层上部和下部同步失活。

综上所述，现有技术均为渣油等石油馏分加氢催化剂的级配方法，如何克服煤焦油生焦和金属杂质在催化剂上沉积导致的催化剂失活问题，如何延长煤焦油加氢处理催化剂使用寿命是煤焦油研究者面临的最大难题之一。

发明内容