新型上流式渣油加氢保护剂的开发及其在齐鲁上流式渣油加氢装置的工业应用

《新型上流式渣油加氢保护剂的开发及其在齐鲁上流式渣油加氢装置的工业应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、新型上流式渣油加氢保护剂的开发及其在齐鲁渣油加氢处理装置的工业应用摘要：齐鲁石化UFR/VRDS装置第7周期UFR3床层上部过早出现热点，制约装置长周期运转。针对这一问题，开发出具有适宜形状的5齿球形上流式渣油加氢保护剂。该系列保护剂应具有如下特征：适宜的形状：降低床层压力降，缩短反应物平均扩散距离，改善物流分布；适宜的中孔和大孔孔分布：对于保护剂而言，不但需要一定比例10～30nm的中孔，还需要较大比例60nm以上,甚至100nm以上的大孔，以利于反应物分子的内扩散和防止催化剂孔口的快速堵塞；适当的反应活性

2、梯度。工业应用结果表明，该系列保护剂稳定性良好，延缓了热点的产生，避免了UFR3床过早出现径向温差的问题，能够延长装置运转周期。关键词：加氢上流式保护剂前言齐鲁石化上流式渣油加氢装置（UFR/VRDS）的加工原料性质多变、日趋劣质化、催化剂级配以及操作条件不尽合理等原因，造成UFR反应器在运转末期易出现热点、上流式保护剂使用周期与下游固定床催化剂使用周期不能同步等问题。对第七周期运转后的催化剂样品进行处理，结合整个运转周期的现象进行分析，得到如下结论和建议：（1）金属基本沉积在催化剂颗粒外表面或接近外表面部位

3、，镍比钒沉积要均匀。（2）颗粒间金属沉积是导致板结的直接原因。提高催化剂空隙率是从本质上解决床层压降过高的有效方法。（3）为了适应原料金属含量逐年提高的趋势，建议提高UFR催化剂的容金属能力，采用活性稳定、床层孔隙率高的上流式催化剂，降低床层热点产生的几率，延长装置运转周期。（4）保护剂活性初期反应温升过高，建议科学级配或降低催化剂活性组元含量。1新型上流式渣油加氢保护剂的开发1.1保护剂的设计渣油加氢催化剂失活主要原因是金属硫化物沉积和结焦，造成催化剂孔结构堵塞和覆盖活性中心，导致催化剂失活。根据以上分析和

4、建议，新型上流式保护剂应具有如下特征：（1）适宜的形状：提高床层空隙率，增加床层容杂质能力，降低床层压力降，缩短反应物平均扩散距离，改善物流分布。（2）合适的粒度：通过催化剂颗粒度的合理级配，使反应进料流动通道逐渐变窄，防止因流动阻力突变可能引起的床层堵塞。（3）适宜的中孔和大孔孔分布：对于保护剂而言，不但需要一定比例10～30nm的中孔，还需要较大比例60nm以上,甚至100nm以上的大孔，以利于反应物分子的内扩散和防止催化剂孔口的快速堵塞。（4）适当的反应活性梯度：渣油中存在大量反应难易程度各不相同的金属

5、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集中沉积到保护剂上，出现热点导致无法调整装置操作或者使该床层迅速堵塞。适宜的活性能够保证保护剂的活性稳定性，使反应生成物均匀的分散于床层，避免局部产生径向温差的扩大，有利于装置的长周期运转。1.2保护剂形状的考察1.2.1催化剂的空隙率根据先前的研究，知道不同形状颗粒的空隙率，见表1。表1不同形状催化剂的床层空隙率形状当量直径/mm空隙率，％布袋装填密实装填球形1.63530圆柱形1.64236三叶草1.646.539.5五叶

6、草1.645.538.5拉西环1.654.546抚顺石油化工研究院（FRIPP）提出1种齿球形保护剂，该保护剂同时具有球形和条形催化剂的的特点，不仅具有较高的空隙率，而且能够克服上述条型、三叶草型和拉西环形等催化剂的流体分布差、强度低、易产生沟流等缺点，在不增加床层压降的前提下，增加催化剂的外表面积，增加催化剂的加氢活性，同时又具有球形催化剂装填均匀，有利于物流分布的特点。拉西环形虽然具有较高的床层空隙率，但是也有其自身的缺点，如同样材质的拉西环强度相对较低，在反应器中易破碎造成空隙率的降低。理论计算得知齿球

7、形催化剂颗粒床层空隙率为46%；工业生产的催化剂浸水法实际测量结果如下：表2齿球形催化剂紧堆空隙率直径/mm紧堆空隙率，%5.0403.0421.2.2催化剂的外形计算（1）单粒齿球型催化剂的体积和外表面积计算通过计算得知，在相同的外切园尺寸的情况下，三叶草外表面积是圆柱条型的1.25倍，而齿球型是圆柱条型的1.3倍。如果计算催化剂的单位体积外表面积，那么三叶草是圆柱条型的1.7倍，而齿球型是圆柱条型的2.1倍，由此看来齿球形催化剂有更大的单位体积外表面积，即当量长度小。这在一定程度上可使内扩散的限制作用减少

8、，提高催化反应速度。（2）催化剂当量直经计算对于研究固定床反应器的气液固三相反应动力学，传质阻力的重要影响参数为当量直径，当量直径越小，越有利于消除传质阻力。当量直径定义为与颗粒体积相等的球体直径，对于相同的外切园尺寸球直径为D的各种催化剂当量直径如下:条型Ds=1.5D三叶草Ds=0.91D齿球Ds=0.65D齿球形状具有最小的当量直径，有利于传质。根据以上的考察，确定了保护剂的形状为齿球形。齿球