含硫烃脱硫的催化剂体系和含硫烃脱硫的方法及其装置的制造方法_3

文档序号:8235643阅读:来源:国知局
通过催 化剂床层。
[0051] 本发明提供的含硫烃脱硫方法中,规整结构催化剂包括规整结构载体和活性组分 涂层,规整结构载体内具有两端开口的平行孔道,活性组分涂层中含有活性金属分布在孔 道的内壁上。规整结构催化剂可以用于含硫烃脱硫反应器中作为固定的催化剂床层,流动 的含硫烃和供氢体可以流动通过规整结构催化剂床层,即可以流动通过规整结构载体内的 孔道,与孔道壁上分布的活性组分涂层在含硫烃脱硫反应条件下发生反应。所述含硫烃脱 硫反应器可以为常规的固定床反应器也可以是规整结构反应器,优选所述含硫烃脱硫反应 器为规整结构反应器。脱硫助剂中含有具有储硫性能的金属氧化物。脱硫助剂为微球,可 以流化形式在含硫烃脱硫反应器中流动,并可以与含硫烃、供氢体混合并流动通过规整结 构载体内的孔道,储存从含硫烃中裂解出的硫化物,成为载硫的脱硫助剂。流出含硫烃脱硫 反应器的载硫的脱硫助剂可以进一步进行再生,再生后可以重新用于含硫烃脱硫。本发明 提供的含硫烃脱硫的方法中,含有活性金属的规整结构催化剂只需在含硫烃脱硫反应条件 下操作,而脱硫助剂需要在含硫烃脱硫反应条件和再生反应条件下交替反复进行操作。这 样可以避免当活性金属与脱硫助剂制备成一体时,活性金属不得不反复经历氧化再生-还 原的情况,而反复经历氧化再生-还原会使活性金属聚集,降低脱硫活性和稳定性。
[0052] 根据本发明,所述含硫烃脱硫反应条件可以采用本领域常规使用的含硫烃脱硫反 应的条件,也可以结合规整结构催化剂的使用,优选情况下,所述含硫烃脱硫反应条件可以 包括:温度为200-550°C,压力为0. 5-5MPa,含硫烃进料重时空速为0.l-lOOtT1,供氢体与含 硫烃的摩尔比为0. 01-100,所述催化剂体系中的脱硫助剂与含硫烃的重量比为0. 1-10。优 选温度为300-500°C,压力为1-3. 5MPa,含硫烃进料重时空速为1-121T1,供氢体与含硫烃的 摩尔比为0. 05-50,所述催化剂体系中的脱硫助剂与含硫烃的重量比为0. 5-5。上述反应条 件可以更有利于含硫烃脱硫反应进行,减少不利副反应的发生。其中所述含硫烃进料重时 空速是以规整结构催化剂中活性组分涂层的重量为基准。
[0053] 本发明中,所述催化剂体系中所述脱硫助剂和所述规整结构催化剂的活性组分涂 层的重量比为1-9 :1是指在进行含硫烃脱硫时,单位时间内(如每小时)加入含硫烃脱硫反 应器中的所述脱硫助剂的量,与所述规整结构催化剂的活性组分涂层的重量比为1-9 :1。
[0054] 根据本发明,所述脱硫助剂需要进行再生,将其含有的具有储硫性能的金属氧化 物上吸附的硫化物脱出,使脱硫助剂可以重新用于含硫烃脱硫。优选情况下,该方法还包 括:在再生条件下,在再生器中将所述载硫的脱硫助剂与再生气体接触,得到再生的脱硫助 剂。
[0055] 根据本发明,用于脱硫助剂再生的条件可以为本领域常规使用的再生条件。优选 情况下,所述再生条件包括:温度为300-800°C,压力为0.l_3MPa,再生气体进料体积空速 为500-150011'再生气体为含氧气体。优选温度为350-600°C,压力为0. 1-lMPa,再生气体 进料体积空速为soo-ioootr1。再生气体可以为至少一种选自氧气、空气、氧气与惰性气体 的混合物、空气与惰性气体的混合物的气体。上述条件可以更好地脱除载硫的脱硫助剂上 吸附的硫化物。
[0056] 根据本发明,所述脱硫助剂进行含硫烃脱硫反应是在高压氢气气氛进行的,从含 硫烃脱硫反应器排出的所述载硫的脱硫助剂也是出于高压氢气气氛,而所述载硫的脱硫助 剂进行再生是在低压氧气气氛下进行的,直接将从含硫烃脱硫反应器排出的所述载硫的脱 硫助剂进行再生是危险的。因此,优选情况下,从该方法还包括在所述载硫的脱硫助剂与再 生气体接触前,将所述载硫的脱硫助剂进行气氛置换和减压,使所述载硫的脱硫助剂从高 压氢气气氛进入为低压惰性气氛。
[0057] 根据本发明,将从再生器得到的再生的脱硫助剂再加入含硫烃脱硫反应器中进行 含硫烃脱硫反应,需要使再生的脱硫助剂重新处于高压氢气气氛,因此,优选情况下,该方 法还包括在所述载硫的脱硫助剂与再生气体接触后,将所述再生的脱硫助剂进行气氛置换 和加压,使所述再生的脱硫助剂从低压氧气气氛进入为高压氢气气氛,并返回所述含硫烃 脱硫反应器中。
[0058] 根据本发明,优选情况下,该方法还包括在将含硫烃和供氢体与催化剂体系接触 前,在还原条件下,将所述催化剂体系中的规整结构催化剂与还原气体接触。可以使规整结 构催化剂中的活性金属以还原态形式存在,有利于含硫烃脱硫反应的进行。
[0059] 根据本发明,优选情况下,所述还原条件包括:温度为300-600°C,压力为 0. 2-5MPa,还原气体进料体积空速为SOO-lSOOtT1,还原气体为含氢气氛;优选地温度为 300-450°C,压力为0. 5-3. 5MPa,还原气体进料体积空速为500-lOOOh'还原气体中氢气含 量10-60体积%。
[0060] 根据本发明,所述含硫烃可以选自天然气、干气、液化气、汽油、煤油、柴油和瓦斯 油中的一种或几种,优选汽油和/或柴油。上述汽油、煤油、柴油和瓦斯油馏分为其全馏分 和/或其部分窄馏分。所述含硫烃的硫含量在50微克/克以上,优选在100微克/克以上。
[0061] 所述供氢体选自氢气、含氢气体和供氢剂中的一种或两种以上的混合物。氢气是 指各种纯度的氢气,含氢气体优选催化裂化(FCC)干气、焦化干气、热裂化干气中的一种或 几种。氢气体积含量在30体积%以上,供氢剂选自四氢萘、十氢萘和二氢讳中的至少一种。 [0062] 本发明还提供了一种含硫烃脱硫的装置,如图1所示,该装置包括固定床反应器、 气氛置换和变压单元以及再生器;所述固定床反应器的底部设置有含硫烃和供氢体进料 管、脱硫助剂进料管,所述固定床反应器的顶部设置有排气管和排出管;所述气氛置换和变 压单元上设置有反应器接收器、反应器进料罐、再生器接收器、再生器进料罐、置换气进入 管和置换气排出管;所述再生器上设置有待生剂进料管、再生气进气管、烟气排放管和再生 剂排出管;其中,所述排出管与所述反应器接收器连通,所述再生器进料罐与所述待生剂进 料管连通,所述再生剂排出管与再生器接收器连通,所述反应器进料罐与脱硫助剂进料管 连通。
[0063] 根据本发明,优选情况下,所述固定床反应器为规整结构反应器,所述再生器为流 化床再生器。
[0064] 本发明中,如图1所示,所述固定床反应器可以坚立放置。所述固定床反应可以有 催化剂床层区,可以放置一块或多块规整结构催化剂。放置的规整结构催化剂使其内部的 孔道平行于固定床反应器的中轴线,即孔道的两端开口可以分别与固定床反应器的顶部和 底部连通,从而形成反应物料可以在固定床反应器内沿上下方向流动的通道,而在这些孔 道壁上分布有含活性金属的活性组分涂层。多块规整结构催化剂可以放置成多层,且每层 也可以有一块或多块。在每层规整结构催化剂之间有格栅,用于支撑规整结构催化剂且可 以起物料分布作用。所述固定床反应器的高度与内部直径的比可以为3-10:1。所述固定 床反应器可以有1-5层规整结构催化剂。每层可以有1-200块规整结构催化剂。
[0065] 在固定床反应器的下方且在规整结构催化剂的下方可以有含硫烃和供氢体进料 管、脱硫助剂进料管。在规整结构催化剂与含硫烃和供氢体进料管、脱硫助剂进料管之间还 可以有气体分布器。
[0066] 本发明提供的含硫烃脱硫的装置还可以在固定床反应器前有预热器,用于加热含 硫经与供氢剂。
[0067] 在固定床反应器的上方且在规整结构催化剂的上方可以有反应器扩大段,其中有 旋风分离器。旋风分离器有进料口、反应气体出口和料腿。旋分分离器上的进料口用于接 收反应气体产物和载硫的脱硫助剂。反应气体出口可以与固定床反应器的顶部设置的排气 管为同一个设置,用于反应气体产物排出。料腿可以与固定床反应器的顶部设置的排出管 为同一设置,用于将载硫的脱硫助剂排出到气氛置换和变压单元。所述反应器扩大段的内 部直径与所述固定床反应器的内部直径比可以为1. 5-3 :1。
[0068] 根据本发明,所述
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