一种沸腾床外排加氢脱金属催化剂的在线利用方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于石油化工领域，涉及沸腾床加氢外排催化剂在线利用的方法。具体地 说，本发明涉及沸腾床重油加氢外排加氢脱金属催化剂的活性和热能再利用的方法。
【背景技术】
[0002] 沸腾床渣油加氢技术使用在线加排装置，具有广泛的原料适应性，可以加工浙青 质、残炭和金属含量高的劣质渣油。沸腾床加氢反应器为气液固三相反应器，反应器中的催 化剂由于液体的提升和气体的搅动处于沸腾状，反应器中的三相物流处于返混状态，为了 保持产品性质稳定，需要定期加入新鲜催化剂，同时外排部分催化剂，而由于沸腾床为全返 混反应器，所以外排的催化剂包括完全失活催化剂、部分失活催化剂及刚加入的新鲜催化 齐IJ，目前还没有发现将部分失活催化剂、新鲜催化剂与完全失活催化剂分离的有效方法。目 前沸腾床装置外排的加氢脱金属催化剂通常经洗涤脱油后深埋，或回收催化剂中的金属。 沸腾床的操作温度通常为390?450°C，所以外排催化剂的温度也很高，如果能够有效利用 沸腾床外排加氢脱金属催化剂的活性和热能，可以提高整个装置的经济效益。
[0003] 煤焦油是煤炼焦、干馏和气化的副产物。煤焦油组成复杂，稠环芳烃、胶质和浙青 质含量高，含有大量的含氧极性物质和一定量的不饱和烃及硫、氮和金属等杂质。同时，煤 焦油中含有大量细小的无机杂质和有机杂质，无机杂质主要是颗粒直径约为IOMm铁屑及 其氧化物粉末，有机杂质主要为平均粒径为〇. 5Mm的煤中芳烃分子的高温热聚物，上述细 小杂质在极性物质的作用下均匀分散在煤焦油中，采用常规的过滤，沉降和离心分离等手 段很难脱除。这些杂质的存在及原料中含有的大量稠环芳烃会使煤焦油在采用固定床加氢 生产轻质燃料油过程中，迅速阻塞反应器床层，产生床层压降，严重影响装置的运转周期。 研究发现，煤焦油经缓和加氢预处理后，性质发生显著变化，产物的流动性明显改善，轻油 收率大幅度提升，杂质含量显著降低。所以采用沸腾床加氢反应器在线外排催化剂处理煤 焦油，可以充分利用催化剂的活性和热能，也可以通过对煤焦油原料进行预处理，为煤焦油 的后续加工装置提供优质进料。
[0004] CN102698816A、CN102698818A、CN102698815A介绍的是沸腾床外排催化剂的处理 方法和装置。上述专利只是介绍了如何通过水热脱附和旋流分离将油一水一催化剂分开， 未提及外排催化剂活性和热能的有效利用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种沸腾床外排加氢脱金属催化剂 的在线利用方法。该方法可以同时利用外排催化剂的未失活催化剂的活性和催化剂的热 能，使其能得到充分利用。
[0006] 本发明的沸腾床外排加氢脱金属催化剂的在线利用方法包括：沸腾床反应器与一 个催化剂排放罐相连，催化剂排放罐下游设有催化剂缓冲罐，催化剂缓冲罐与加氢预处理 器相连通。沸腾床外排催化剂首先进入装有馏分油的催化剂排放罐，然后进入催化剂缓冲 罐，缓冲罐中的催化剂排入加氢预处理反应器，煤焦油与氢气的混合物以下进料进入加氢 预处理器进行加氢反应，反应后物流从预处理反应器上部排出，加氢预处理反应器中的催 化剂定期从反应器下部排出。
[0007] 在本发明的一种【具体实施方式】中，所述的沸腾床外排加氢脱金属催化剂的在线利 用包括以下步骤： a) 沸腾床反应器中的加氢脱金属催化剂外排至催化剂排放罐； b) 催化剂在线外排结束后，将排放罐中的催化剂加入催化剂缓冲罐； c) 将部分或全部催化剂缓冲罐中的催化剂加入到加氢预处理反应器； d) 煤焦油与氢气混合以下进料的方式进入加氢预处理罐进行加氢反应，反应生成油从 加氢处理罐上部排出； e) 待缓冲罐中催化剂装满后，加氢预处理器中停止进煤焦油，将催化剂排出； f) 重复步骤c)至e)。
[0008] 步骤a)中涉及的沸腾床加氢脱金属催化剂为本领域常规的加氢处理催化剂，其中 催化剂的活性金属可以为镍、钴、钥或钨中的一种或几种。如催化剂组成以重量百分比计可 以包括：镍或钴以氧化物计〇. 5%?8%，钥或钨以氧化物计为1%?10%，载体可以为氧化铝、 氧化硅、氧化铝-氧化硅或氧化钛中的一种或几种。催化剂的形状呈挤出物或球形，堆密度 为0. 3?0. 8 g/cm3,比表面积为80?120 m2/g。沸腾床加氢脱金属的反应条件为：反应压 力6?30 MPa，反应温度为350?500 °C，空速为0? 1?5 IT1，气油体积比为400?3000。 沸腾床反应器中的催化剂靠重力排入催化剂排放罐中，二者之间的压力差小于〇. 3MPa。排 放罐中预先装有馏程在200?540°C这一范围的任意窄馏分，可以为直馏馏分或加氢馏分 油。沸腾床加氢反应器根据加工原料和操作苛刻度不同，单位原料的催化剂的置换速率为 0.01% ?0? 3%。
[0009] 步骤b)中涉及的催化剂缓冲罐体积为催化剂排放罐体积的1?10倍，最好为1? 5倍。催化剂靠重力或气液传输由催化剂排放罐进入催化剂缓冲罐，二者之间的压力相同。
[0010] 步骤c)中涉及的预加氢反应器的体积为催化剂缓冲罐体积的0. 5?5倍，最好为 0? 8?2倍。
[0011] 步骤d)中涉及的煤焦油可以为煤焦油馏分油、煤焦油全馏分、煤焦油浙青，可以 为低温煤焦油、中低温煤焦油或高温煤焦油，其中煤焦油全馏分可以经过脱水脱渣处理，或 未经处理的煤焦油。预加氢反应器的操作条件为：反应压力6?30MPa，反应温度120? 350°C，液时体积空速0. 1?5. OtT1，氢油体积比（标准条件下）200?2000。优选为反应压 力15?20MPa，反应温度150?300°C，液时体积空速0? 5?2. 0 IT1 ;氢油体积比(标准条 件下）400?1000。
[0012] 与现有技术相比较，本发明方法的优点是： 1、在线利用沸腾床外排催化剂预处理固体杂质、浙青质含量高的煤焦油，可以充分利 用沸腾床外排催化剂的加氢活性和热量，也可以为煤焦油的后续加工装置提供优质原料。
[0013] 2、沸腾床外排催化剂的在线利用与煤焦油预处理结合，可以提高装置的经济性， 也为沸腾床外排催化剂的有效利用提供一个新的方法。
[0014] 3、采用高温和具有一定加氢活性的沸腾床外排催化剂处理高杂质、极性组分含量 高的煤焦油，可以显著改善煤焦油的性能，为煤焦油的后续加工减轻负荷。
【附图说明】
[0015] 图1是本发明方法的一种工艺流程示意图。
[0016] 其中：1_沸腾床反应器；2-催化剂外排罐；3-催化剂缓冲罐；4-加氢预处理器；5， 6, 7,8,9,10,11，12,13,14,15,16,17-阀；18,19, 20, 21，22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30-管 线。
【具体实施方式】
[0017] 为进一步阐述本发明的具体特征，将结合附图加以说明。
[0018] 结合附图1，本发明的一种具体工艺过程为： 沸腾床反应器1与一个催化剂排放罐2相连，催化剂排放罐2下游设有催化剂缓冲罐 3,催化剂缓冲罐3与加氢预处理器4相连通。沸腾床外排催化剂首先进入准备就绪的装有 馏分油的催化剂排放罐，然后关闭催化剂外排管线上的阀门，将沸腾床反应器1与催化剂 排放罐2断开，随之将催化剂排放罐2中的催化剂排入准备就绪的催化剂缓冲罐3中，再将 缓冲罐3中的催化剂排入加氢预处理器4,煤焦油与氢气的混合物以下进料进入加氢预处 理器4进行加氢反应，反应后物流从预处理反应器4上部排出，加氢预处理反应器4中的催 化剂定期排出，随后由催化剂缓冲罐中的催化剂进行补充。在沸腾床反应器的催化剂排入 催化剂排放罐2前，需要将催化剂排放罐2准备就绪，具体过程为：首先开启阀9经过管线 22向催化剂外排罐中充满馏程在200?540°C这一范围的任意热馏分油，可以为直馏馏分 或加氢馏分油，馏分油预先加热到200?400°C。通过开启阀6,经管线19向催化剂外排罐 2中通入氮气，将罐中的空气经放空管线21和阀8排出，然后关闭阀6,开启阀7经管线20 向罐2充入氢气，将罐2中的氮气置换净后，将罐2压力升至等于或略低于沸腾床反应压 力，关闭阀7。开启阀5,使沸腾床反应器中的脱金属催化剂经催化剂外排管线18进入催化 剂外排罐2中，同时罐2中的馏分油经阀5和管线