渣油加氢处理系列催化剂的研究开发和应用

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1、渣油加氢处理系列催化剂的研究开发和应用韩崇仁刘纪端赵愉生王刚胡长禄(中国石油化上股份有限公司抚顺石油化工研究院，抚顺113001)摘要：本文介绍了渣油加氢处理系列催化剂的总体设计，以及典型催化剂组合体系的性能，包括住小型加氡装置上进行的12000h寿命试验结果和在工业装置上的应用情况，同时介绍了近儿年来在该领域所取得的最新进展。关键词：催化剂加氢渣油≮J前言近些年来，世界原油日趋重质化和劣质化，高硫原油数量逐年增多，而市场对轻质油品的需求却逐年增加，环保法规对产品的质量要求也日趋严格。因此，重油、渣油轻质化技术得到格外重视”J。在渣油轻质化技术领域，渣油固定床加氢处理一催化裂化

2、联合工艺由于工艺较为成熟可靠，容易操作，可加工世界上大多数原油的渣油，可最大量生产优质清洁油品，对环境友好，因而占有重要地位。从事此领域技术研究的外国公司主要有chevmn和uOP等。chevmr一的Ⅵ1DS／RI)s技术特点是_2，3J：(1)充分利用“催化剂级配装填”的优点，在一套装置上，使用的催化剂牌号有时多达10个。(2)主催化剂颗粒较小+以减少反应物的扩散阻力，提高反应活性。(3)在催化剂制备方面，在混捏过程中，采用先加酸后加碱技术，使载体}L分布和酸分布集中。u0P(包括合并的unocal)渣油加氢处理技术的特点是【2Jj：(1)催化剂组合较简单。(2)注重催化剂的

3、孔分布，催化剂单位装填体积的孔容和比表面较大。(3)研制具有特色的进料分配盘，以改善工业反应器的流体力学性质、性能。(4)在催化剂使用过程中，推荐“注水”和“轻油稀释原料”技术以提高反应效率。在国内，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院(FRIPP)，从1986年开始进行渣油加氢处理催化剂的探索研究工作，十几年来先后开发出减压渣油和常压渣油两大系列加氢处理催化剂。该两大系列催化剂分别在齐鲁石化股份有限公司84×104L／avRDs装置、茂名石化公司200×104L／as—RHT装置和大连西太平洋石油化工有限公司200×104L／aARDs装置上应用，并取得成功，为企业创造

4、了巨大的经济效益。为了不断开拓创新，唧针对茂名石化公司S—RHT装置扩能改造和齐鲁石化股份有限公司uHL／Ⅵ山S过程的需要，又开发了新一代渣油加氢处理系列催化剂和上流式渣油加氢保护剂。目前，上流式渣油加氢处理保护剂已于2001年6月在齐鲁石化股份有限公司unvvRDs过程应用，新型渣油加氢处理系列催化剂于2002年2月在茂名石化公司s—RHT装置投入工业应用。·116·2催化刹研制2．1催化剂分类渣油含ff较多杂质如金属(Ni，v，Na，Fe等)．硫和氮等，以及非理想组分如胶质、沥青质．在加氢处理过程中，发生多种化学反应。这些反应的物种和特点各不相同，单独使用种催化剂难以达到理

5、想效果。因此，在渣油固定床加氢处理过程中，必须同时使用不同种类}}有不同功能的催化剂，这些催化剂可粗略地分为保护制、脱金属催化剂、脱硫催化荆和脱氮催化剂四大类，2．2各类催化剂的特点22l保护荆1)保护制定义我们把装填在第一床层顶部主要用于脱铁的催化剂称为保护剂。渣油中的町溶。陀有机铁很容易在催化剂颗粒表面反应，生成硫化铁沉积在床层空隙中。保护剂的另一作用是使渣油q]易结焦物质适度加氢以阻缓其结焦。此外，为了防止反应器床层底部支撑网上由于高温结焦，最好在床层底部装填具有一定加氢活性和抗结焦的保护剂，称之为活性支撑剂，简称支撑荆，也归为保护剂类。2)保护剂特点·孔结构：既有lO～

6、20nm的小孔，又有100nm以上的大孔，小孔提供反应所需场所，而人孔提供大分子反应物的扩散通道。·颗粒形状：选择扩散阻力小而床层空隙率高的颗粒形状。·颗粒大小：根据其在反应器中的装填位置进行统筹考虑，最好是选用颗粒大小不『一】的保护剂进行级配装填。·反应活性：渣油中存在大星反应难易程度各不相同的杂质，作为保护剂首当其冲地遇到这些杂质，如果活性过高就会使各种杂质反应后生成的固体物倾泻到保护剂卜，使泼层迅速堵塞。因此，渣油加氢保护剂的反应活性不宜过高。2．2．2脱金属催化剂渣油HDM催化剂的特点是由渣油的性质及其反应特征决定的。与其他加氢处理催化剂卡H比，渣油HDM催化剂具有如下

7、特点：·催化剂具有较大的孔径，平均孔直径大于15．Orm，以利于反应物的内扩散和防止或延缓孔口被固体沉积物堵塞。·适中的比表面积和较大的孔容，以提高催化剂的容金属和容积炭能力。·较弱的表面固体酸性。催化剂表面酸性强将加剧结焦反应，导致催化剂失活加快。·适中的活性和较好的稳定性。渣油Ⅷ)M催化剂失活速率较快，如何延长催化剂的运转周期是个突出的问题。2．23脱硫催化刺·催化剂应具有较大的孔径和孔容，以利于大分子反应物的扩散，又不易被金属和积炭等固体物堵塞孔道，但其孔径和孔容比HDM催化剂小。·催