一种劣质烃加氢改质方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种劣质烃加氢改质方法，适合于煤焦油加氢改质过程的预加氢过程，预加氢催化剂R1C分2层或多层串联布置，第一、第二及后续预加氢催化剂床层R1CS1、R1CS2等均配置原料烃F1的进料口 FK1、FK2等，当R1CS1无法正常加工F1时，通过R1CS1的F1通过FK2逐步全部切入R1CS2，R1CS1切出F1之后处于热态富氢气体和或热态惰性油流过的热状态以抑制结焦和保证安全。由于实现了“失效预加氢催化剂床层与原料烃F1的在线分离且不影响后续正常操作”，与停工撇头换剂方案相比，可提高装置开工率、提高安全性、减少开停工损失。
【背景技术】
[0002]以下描述中低温煤焦油的深度加氢改质方法。
[0003]本发明所述煤焦油F1，可以是全馏分煤焦油或煤焦油馏分油，本发明的一个合适的原料煤焦油F1是金属、烯烃、酚、胶质、沥青质等预加氢易反应组分含量高的低氢含量中低温煤焦油，本发明的一个特别合适的原料煤焦油F1是金属、烯烃、酚、胶质、沥青质等预加氢易反应组分含量高的中低温煤焦油的重馏分油即中低温煤焦油的煤沥青。
[0004]金属、烯烃、酚、胶质、沥青质等预加氢易反应组分含量高的中低温煤焦油F1，其目标产品为柴油馏分的深度加氢改质过程通常包括煤焦油原料F1的预加氢反应过程R1和预加氢反应流出物R1P的深度加氢改质反应过程R2。
[0005]在煤焦油原料F1的预加氢反应过程R1，通常使用预加氢催化剂R1C，预加氢催化剂R1C可以是加氢保护剂、烯烃加氢饱和剂、加氢脱氧剂、加氢脱金属剂、加氢脱硫剂等的单剂或双剂或多剂的串联组合或混装组合，在预加氢催化剂R1C存在条件下，所述煤焦油F1与氢气进行加氢反应，生成一个由氢气、常规气体烃、常规液体烃组成的预加氢反应流出物R1P ;基于预加氢反应过程R1的目的是脱除机械杂质、脱除金属、脱除部分有机氧(比如有机酚)、脱除部分有机硫、烯烃饱和以及对部分易反应组分(比如多环芳烃中的第一个芳环)的加氢，因此预加氢反应过程R1的反应条件比深度加氢改质反应过程R2的反应条件较为缓和，通常，预加氢反应过程R1的较好的操作条件为:温度为170?400°C、压力为4.0?30.0MPa、预加氢催化剂R1C体积空速为0.05?5.0hr \氢气/原料油体积比为500: 1?4000: 1，通常化学纯氢耗量为0.5?2.5% (对煤焦油F1的重量)。
[0006]在深度加氢改质反应过程R2，在深度加氢改质催化剂R2C(通常至少使用具备加氢精制功能的深度加氢精致催化剂R21C、有时联合使用具备加氢裂化功能的催化剂R22C)存在条件下，所述预加氢反应流出物R1P进行深度加氢改质反应，生成一个由氢气、常规气体烃、常规液体烃组成的深度加氢改质反应流出物R2P ;基于深度加氢改质反应过程R2预期的改质产物的指标要求，深度加氢改质反应过程R2通常必须脱除大部分硫、脱除大部分氮、降低芳烃含度、提高十六烷值、降低密度，通常化学纯氢耗量为2.5?7.5% (对煤焦油F1的重量)，深度加氢改质反应过程R2的反应温度比预加氢反应过程R1的反应温度一般高20°C以上、通常高50°C以上、特别地高130°C以上。深度加氢改质反应过程R2的深度加氢精致催化剂R21C的操作条件通常为:温度为260?440°C、压力为4.0?30.0MPa、精制催化剂R21C体积空速为0.05?5.0hr \氢气/原料油体积比为500: 1?4000: 1。深度加氢改质反应过程R2有时联合使用具备加氢裂化功能的催化剂R22C，催化剂R22C的操作条件通常为:温度为300?440°C、压力为4.0?30.0MPa、催化剂R22体积空速为0.2?5.0hr \氢气/原料油体积比为500: 1?4000: 1。
[0007]已知的中低温煤焦油深度加氢改质方法，在中低温煤焦油原料F1的预加氢反应过程R1中，预加氢反应过程R1的中低温煤焦油F1全部进入预加氢反应过程R1的第一预加氢催化剂床层R1C-B1，该方法流程简单，但是存在以下缺点:
[0008]①不利于预加氢催化剂表面固体产物的平均分布:第一预加氢催化剂床层R1C-B1中的易反应物浓度最高，无法实现结焦等反应尽可能平均分布于预加氢催化剂床层即纵深分布、尽可能使预加氢催化剂同步失活的最优化目标；随着装置运转周期的延长，当第一预加氢催化剂床层R1C-B1中的预加氢催化剂活性降低，通常需要提高其反应温度，这样要求煤焦油F1逐步提高其进料温度，加快了煤焦油F1中易缩合物的热缩合速度，增大了热缩合物的产量，将缩短催化剂的连续运转周期；工业装置的运转表明，均存在不同程度的第一预加氢催化剂床层快速结垢或快速结焦或金属硫化物快速沉积，当加工金属含量高、烯烃含量高、酚含量高、胶质含量高、沥青质含量高的劣质中低温煤焦油F1时，第一预加氢催化剂床层压力降上升过快，连续运转周期太短，比如仅能保证3?4个月，造成频繁停工以完成催化剂撇头，降低了装置开工率；
[0009]②稀释油用量大，工程投资大:为了降低预加氢反应过程R1的第一预加氢催化剂床层R1C-B1进料中的芳烃浓度、结焦前身物浓度、金属浓度，实现金属沉积物、焦炭在全部预加氢催化剂床层的均匀分布，第一预加氢催化剂床层R1C-B1的总体进料油通常使用稀释油，这些稀释油通常是循环使用的来自中低温煤焦油F1的深度加氢转化过程的中间生成油或最终生成油或它们的分离液体产物，无论其来自预加氢反应过程R1的加氢生成油，还是其来自深度加氢改质反应过程R2的加氢生成油，还是其来自深度加氢改质反应过程R2的加氢生成油或其馏分油的后续加氢改质过程R3或者是来自煤焦油F1加氢转化生成油之外的其它烃油；总之稀释油的数量越大，相关工程投资和能耗增大越大，这已经成为影响装置经济性的瓶颈点；同时，稀释油用量越大，新鲜原料在催化剂床层中的停留时间越短，要求增大催化剂装填量，增加装置投资；
[0010]总结上述分析，现有中低温煤焦油深度加氢改质方法，无法实现“失效预加氢催化剂床层与原料烃F1的在线分离且不影响后续正常操作”，存在频繁停工撇头更换前部预加氢催化剂的问题，降低了装置开工率、威胁装置安全、增加了开停工损失。
[0011]上述存在于中低温煤焦油加氢改质过程的预加氢反应过程R1的技术缺陷，同样存在于类似的劣质烃F1的深度加氢改质过程的预加氢反应过程R1中。劣质烃F1可以是金属含量高或烯烃含量高或酚含量高或胶质含量高或沥青质含量高或某种易反应物含量高的烃物料F1，可以选自下列物料中的一种或几种:
[0012]①低温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品；
[0013]②中温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品；
[0014]③高温煤焦油或其馏分油或其热加工过程所得油品；
[0015]④煤液化过程所得煤液化油或其馏分油或其热加工过程所得油品；；
[0016]⑤页岩油或其馏分油或其热加工过程所得油品；
[0017]⑥石油砂基重油或其热加工过程所得油品；
[0018]⑦乙烯裂解焦油；
[0019]⑧石油基蜡油热裂化焦油；
[0020]⑨石油基重油热加工过程所得重油馏分产品，热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程或重油催化裂解过程；
[0021]⑩其它芳烃含量高的富含胶状沥青状组分的烃油。
[0022]为了割除上述诸缺点，本发明提出了一种实现“失效预加氢催化剂床层与原料烃HDS的在线分离且不影响后续正常操作”的方法，适合于煤焦油加氢改质过程的预加氢过程，预加氢催化剂R1C分2层或多层串联布置，第一、第二及后续预加氢催化剂床层R1CS1、R1CS2等均配置原料烃F1的进料口 FK1、FK2等，当R1CS1无法正常加工F1时，通过R1CS1的F1通过FK2逐步全部切入R1CS2，R1CS1切出F1之后处于热态富氢气体和或热态惰性油流过的热状态以抑制结焦和保证安全。
[0023]本发明的一种应用形式是，对于金属、烯烃、酚、胶质、沥青质等预加氢易反应组分含量高的中低温煤焦油，先将中低温煤焦油分离为轻馏分和重馏分，然后将本发明应用于重馏分的预加氢，使用轻馏分预加氢反应流出物或轻馏分预加氢反应生成油为重馏分预加氢过程的稀释油，即组成了中低温煤焦油不同馏分的组合加氢工艺。
[0024]本发明所述方法未见报道。
[0025]本发明的第一目的在于提出一种劣质烃加氢改质方法；本发明的第二目的在于提出一种加工金属、烯烃、酚、胶质、沥青质等预加氢易反应组分含量高的中低温煤焦油的深度加氢改质方法。
【发明内容】
[0026]本发明一种劣质烃加氢改质方法，其特征在于包含以下步骤:
[0027]①在劣质烃F1的预加氢反应过程R1，在氢气和预加氢催化剂R1C存在条件下，所述劣质烃F1进行预加氢反应R1R，生成一个由氢气、常规气体烃、常规液体烃组成的预加氢最终反应流出物R1P ;
[0028]预加氢催化剂R1C分2层或多层串联布置，第一、第二及可能存在的后续预加氢催化剂床层R1CSUR1CS2等均配置原料烃F1的进料口 FK1、FK2等；第一操作阶段，原料烃F1依次流过R1CS1、R1CS2等，当上游预加氢催化剂床层无法正常加工原料烃F1时，通过相邻的上游预加氢催化剂床层的原料烃F1通过接续预加氢催化剂床层的原料烃F1进料口全部切入接续预加氢催化剂床层，预加氢催化剂床层切出原料烃F1之后处于热态富氢气体和或热态惰性油料流过的热状态中；最后一个预加氢催化剂床层的反应流出物作为预加氢最终反应流出物R1P使用；
[0029]②在深度加氢改质反应过程R2，在氢气和深度加氢改质催化剂R2C存在条件下，基于预加氢最终反应流出物R1P的至少包含一部分原料烃HDS预加氢生成油RIP0的物料完成深度加氢改质反应R2R得到深度加氢改质反