一种渣油加氢处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种渣油加氢处理方法。
【背景技术】
[0002] 世界原油的重、劣质化日益严重而市场对轻质油品的需求持续增长，因此重油加 氢作为重油改质和轻质化的有效手段，已经成为炼油工业的发展重点之一。目前工业上最 常用的重油加氢技术包括固定床技术和沸腾床技术，其中沸腾床加氢技术可在线加入和取 出催化剂，因此可加工高金属含量、高残炭值的重、劣质原料，且催化剂性能可以在整个操 作周期保持恒定。另外沸腾床加氢技术还具有反应器温度易控且均匀，压降低且恒定，可达 到较高的转化率和较长的操作周期等优点。但沸腾床加氢技术也存在较明显的缺点，突出 反映在其催化反应效率较低和产品质量较差。
[0003] 解决上述问题的一个思路是提高沸腾床反应器的催化剂浓度，沸腾床渣油加氢反 应器为三相流化床，催化剂的浓度受气相和液相相含率的影响。降低气相和液相的相含率， 可以提高催化剂的浓度。但是降低液含率会降低液体在反应器内的停留时间，而降低气含 率可能会导致反应器内供氢不足。因此需要对三相的相含率进行综合考虑，使反应效果最 优化。
[0004] 解决上述问题的另一个思路是优化沸腾床渣油加氢催化剂的级配工艺。渣油加氢 工艺的催化剂级配技术应根据重油的组成特点和反应历程进行优化。重、渣油原料组成一 般具有以下特点：金属、硫和氮等杂质含量高，浙青质含量高，分子大小分布较宽。实际上， 胶质和浙青质中富集了原油中大部分的杂原子，要脱除渣油中的杂原子，必须将胶质和浙 青质大分子解聚。浙青质分子的大小分布从数纳米到数百纳米不等，如果催化剂活性中心 的间距小于浙青质分子，则浙青质分子很难通过扩散与催化剂的活性中心接触，而主要是 吸附在催化剂的外表面或孔口，随着反应的进行只能因热缩合形成焦炭，导致催化剂失活。 大孔催化剂有利于浙青质的脱除，但催化剂的孔径与比表面互为负相关，即平均孔径大的 催化剂，其比表面积就小。因此为了兼顾这种性质，催化剂需要有合理的孔分布。
[0005] 固定床渣油加氢的研究结果表明渣油加氢比较合理的反应过程为先将胶质和浙 青质分子进行适度的转化（包括饱和、开环和氢解等），然后主要进行加氢脱金属反应，再 进行加氢脱硫和加氢脱氮反应。在这些反应过程中重、渣油分子逐渐变小，所需的最佳催化 剂孔径也逐渐变小。所以现有固定床渣油加氢工艺的催化剂级配原则如下：沿物流方向催 化剂粒径由大到小，孔径由大到小，孔隙率由大到小，活性由低到高。现有沸腾床渣油加氢 工艺一般也借鉴了固定床渣油加氢催化剂的级配思路。在沸腾床加氢工艺中，由于反应器 内物料处于三相返混状态，因此单个反应器内一般只使用一种沸腾床加氢催化剂，在单个 反应器中实现多功能催化剂的级配难度较高。现有沸腾床中不同催化剂级配的技术一般是 通过多段反应器来实现的，其中最典型的是两段沸腾床加氢技术：第一段沸腾床主要实现 加氢脱金属功能，第二段沸腾床主要实现加氢脱硫功能。
[0006] US4212729A公开了一种两段重油沸腾床加氢处理方法，第一段反应区采用大孔的 加氢脱金属催化剂，活性组分为VIB族和/或第VID族金属元素；第二段反应区采用加氢脱硫 催化剂，活性组分为VI B族金属元素，其孔容为0. 5~0. 9ml/g，比表面为150~300m2/g， 主要孔容分布在8~13nm。
[0007] 与固定床渣油加氢工艺相比，沸腾床渣油加氢工艺的催化剂浓度更低，而其反应 温度却更高。这两个特点表明在沸腾床反应器中热裂化反应所占比例更高，而热裂化反应 的典型特征就是原料轻质化和重质化同时进行，一部分原料裂化为轻质的汽柴油，而一部 分稠环芳烃、浙青质和胶质大分子则可能发生脱氢的缩聚反应，生成更重的大分子，情况严 重时这些缩聚物会以淤泥状析出并逐渐堵塞装置，甚至导致装置停工。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是为了克服现有的渣油加氢处理方法中容易产生装置堵塞、且汽油 和柴油的收率较低的缺陷，提供一种新的渣油加氢处理方法。
[0009] 本发明提供了一种渣油加氢处理方法，该方法在渣油加氢处理装置中进行，所述 渣油加氢处理装置包括加氢脱硫反应区、加氢脱金属反应区、第一高压分离器、第二高压分 离器、第三高压分离器和分馏系统，其中，所述方法包括：将加氢脱硫反应区产生的流出物 注入第三高压分离器进行分离，将渣油原料、由所述第三高压分离器分离出的液相流出物 和氢气注入所述加氢脱金属反应区进行反应，将所述加氢脱金属反应区产生的流出物注入 第一高压分离器进行分离，将由所述第一高压分离器分离出的部分液相流出物和氢气注入 所述加氢脱硫反应区进行反应，将由所述第一高压分离器分离出的气相流出物和由所述第 三高压分离器分离出的气相流出物注入第二高压分离器进行分离，并将由所述第二高压分 离器分离出的液相流出物以及由所述第一高压分离器分离出的另一部分液相流出物注入 所述分馏系统中进行分馏。
[0010] 在本发明提供的所述渣油加氢处理方法中，一方面取消了循环氢系统，依靠大量 液体循环把溶解氢带入反应器内，反应器内基本为固液两相体系，提高了反应器内的催化 剂浓度；另一方面把分馏系统设置在加氢脱金属反应区之后，强化了劣质渣油中胶质和浙 青质等大分子的转化。因而，以上两个方面的组合优化降低了设备投资，提高了反应器的反 应效率，改善了产品分布，降低了"淤泥"出现的风险。
[0011] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0012] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0013] 图1是本发明提供的渣油加氢处理方法的一种实施方式的流程示意图；
[0014] 图2是本发明提供的渣油加氢处理方法的一种优选实施方式的流程示意图。
【具体实施方式】
[0015] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0016] 本文中披露的所有范围都包含端点并且是可独立结合的。本文中所披露的范围的 端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或 值的值。
[0017] 本发明提供的所述渣油加氢处理方法在渣油加氢处理装置中进行，所述渣油加氢 处理装置包括加氢脱硫反应区、加氢脱金属反应区、第一高压分离器、第二高压分离器、第 三高压分离器和分馏系统。所述渣油加氢处理方法包括：将加氢脱硫反应区产生的流出物 注入第三高压分离器进行分离，将渣油原料、由所述第三高压分离器分离出的液相流出物 和氢气注入所述加氢脱金属反应区进行反应，将所述加氢脱金属反应区产生的流出物注入 第一高压分离器进行分离，将由所述第一高压分离器分离出的部分液相流出物和氢气注入 所述加氢脱硫反应区进行反应，将由所述第一高压分离器分离出的气相流出物和由所述第 三高压分离器分离出的气相流出物注入第二高压分离器进行分离，并将由所述第二高压分 离器分离出的液相流出物以及由所述第一高压分离器分离出的另一部分液相流出物注入 所述分馏系统中进行分馏。
[0018] 在本发明提供的所述方法中，所采用的氢气物流均为新鲜的氢气，也就是说，本发 明中取消了循环氢系统，通过第二高压分离器分离出的含氢气的气相流出物直接排出装 置，不直接进行循环使用。
[0019] 在本发明提供的所述方法中，以第一高压分离器分离出的液相流出物返回加氢脱 硫反应区的物料为循环物料，以注入加氢脱金属反应区的渣油原料为新鲜原料，以重量计， 循环物料量与新鲜原料量之比可以为1 _8 :1，优选为3-6 :1。
[0020] 在本发明提供的所述方法中，所述加氢脱金属反应区和所述加氢脱硫反应区可以 不单独设置循环泵，而可以靠循环物料及渣油原料将反应系统内的催化剂流化起来，因而， 与传统的多段沸腾床工艺相比，本发明提供的所述方法至少可以节省一个循环泵。
[0021] 在优选情况下，所述渣油加氢处理方法还包括：在所述第一高压分离器的分离过 程中，向所述第一高压分离器中注入氢气进行气提；和/或在所述第三高压分离器的分离 过程中，向所述第三高压分离器中注入氢气进行气提。最优选地，在所述第一高压分离器和 所述第三高压分离器的分离过程中，分别向所述第一高压分离器所述第三高压分离器中注 入氢气进行气提。在这种情况下，一方面可以提高轻烃的分离效果，同时脱除反应系统中的 硫化氢和氨；另一方面还可以促进氢气在油中溶解，降低后续反应器中的气含量，提高后续 反应的效率。
[0022] 在本发明中，分别向所述第一高压分离器和所述第三高压分离器中注入的氢气 (也即气提氢）的量并没有特别限制，可根据反应流出物的分布和分离效果的要求进行具 体优化