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加氢裂化装置的开工方法实质审查 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及装置开工的技术领域,具体涉及一种加氢裂化装置的开工方法。

相关背景技术

[0002] 随着全球航空业的发展以及清洁燃料的需求不断增加,清洁航空煤油的需求量呈现不断增加的趋势。目前清洁航空煤油的来源一方面是直馏航空煤油加氢处理得到指标和性能符合喷气燃料标准要求的航空煤油,另一方面是重质油油品通过加氢裂化的方式,将大分子原料断链得到一定比例符合要求的航空煤油,由于直馏航空煤油受到原油加工量的影响,直馏航空煤油原料的加工量较难实现快速的增长,重质油加氢裂化生产航空煤油成为满足航空煤油市场增长需求的重要方法。
[0003] 加氢裂化催化剂活性金属组分只有转变为硫化态时,才会有较高的催化活性,因此将催化剂进行硫化处理对充分发挥催化剂的性能至关重要。目前加氢催化剂的硫化分为器内硫化、器外载硫器内活化和器外硫化三种形式。其中器内硫化是在反应器中进行催化剂的硫化过程,需要使用到大量的硫化剂和携带油,同时硫化过程产生的废气、废水会对环境造成污染;器外载硫器内活化是催化剂在器外完成含硫物质的负载,活性金属未能转化成硫化态,装入反应器后再利用氢气对其进行活化处理,期间会产生高浓度的硫化氢气体,同时遇到循环气排空的情况时,仍需要后补充硫化剂来维持一定的硫化氢浓度,操作过程相对复杂,存在硫化氢泄露的风险。器外硫化是催化剂在器外完成硫化处理,生成了高活性的金属硫化物,装进反应器后可以直接进油开工,这是目前比较提倡和推广的硫化方式,利用器外硫化的方式可以有效的节约开工的时间,同时保障开工过程的安全性,减少危化品的使用和高浓度硫化氢的泄露。
[0004] 含有分子筛的加氢裂化催化剂在硫化后,具有很高的加氢裂解活性,在升温过程中原料油会发生裂化反应以及加氢反应,放出巨大的反应热,存在催化剂床层“飞温”风险,因此需要对加氢裂化催化剂进行钝化处理,抑制其过高的初活性,确保催化剂、设备及人身的安全。目前,开工时注无水液氨等含氮化合物就是一种能有效抑制催化剂初活性的钝化方法,但是无水液氨是一种刺激性的有毒液体,具有易燃易爆的特性,工业上使用无水液氨具有一定的危险性,泄露的话对环境和人身会造成较大的伤害,不符合安全健康和环保的理念。因此,在器外完成加氢裂化催化剂的分子筛钝化工作,利用一定的碱性物质对高裂化活性的分子筛进行保护,可以有效的减少开工阶段的步骤,避免氨气泄漏的风险,降低开工阶段“飞温”的风险。专利申请CN101492613A公开了一种加氢裂化装置开工的方法。开工过程使用器外预硫化处理的载硫型加氢裂化催化剂以及使用无水液氨进行催化剂的钝化处理,开工过程中会产生大量的硫化氢气体和含酸污水,在活化过程中具有硫化物集中分解放热出现超温的风险,同时存在上述提及现有技术中注氨带来的弊端,具有一定的隐患和危害。
[0005] 专利申请CN109777472A公开了一种加氢开工的方法。在催化剂钝化阶段通过预先负载的氮化物作为钝化剂对裂化剂进行钝化,从而达到无需使用钝化剂的目的,但是在开工过程中需要不断的注入硫化剂对催化剂进行硫化,需要安装专用的硫化设备以及在硫化过程中存在硫化不完全、硫化氢泄露、开工时间长和费用高等问题。
[0006] 专利申请CN103059969A公开了一种开工过程中利用高氮原料与氢气反应生成氨气作为钝化剂对裂化剂进行钝化的方法,从而达到减少无水液氨使用的目的,虽然可以起到暂时性抑制裂化活性的作用,但是操作比较复杂,稳定性差,较难保证分子筛的钝化效果,同时高氮原料油的额外引入很可能会有新的杂质引入反应系统,影响催化剂的活性。
[0007] 专利申请CN103566963A公开了一种在低温阶段将碱性氮化物引入催化剂上,然后进行器内硫化以及活化过程的方法,虽然能够一定程度的控制裂化反应,但是通过水溶液的形式将氮化物引入硫化型催化剂,这将会很大程度上对催化剂的加氢活性造成影响,导致催化剂的活性中心遭到破坏。
[0008] 专利申请CN105419865A中公开了一种生产喷气燃料的方法。通过对原料中的组成进行严格的控制,双环芳烃饱和率为70‑90%,单环芳烃饱和率为75‑95%。该方法提出采用催化裂化柴油为原料,对原料的要求比较严格,限制了该方法的实用性。
[0009] 专利申请CN103013559A中公开了一种选择性增产航煤的加氢裂化方法。其中涉及到将重柴油馏分(320‑370℃)返回到原料油,与原料混合后在继续后续的加氢裂化反应,这就会导致装置的处理量下降,同时产品的平均能耗和物耗被进一步的增加。
[0010] 专利申请CN107460003A公开了一种加氢裂化增产航煤的方法。该方法将加氢裂化原料油、环状烃原料与可选择性加入的含氮化合物进行混合得到混合原料油,然后进行加氢裂化,虽然可以一定程度提高航煤的收率,但是原料的配置较为复杂,需要准确的控制原料的来源,原料适应性较差。
[0011] 加氢裂化过程中不同的产物分布对结果影响巨大,催化剂良好的选择性有助于提高目标产物的收率,实现目标产物收率和效益的最大化,通过开工过程中工艺的调整和优化,实现催化剂选择性的提高具有重要意义。

具体实施方式

[0024] 在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。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0025] 本发明提供一种加氢裂化装置的开工方法,其中,该方法包括:
[0026] (1)在加氢裂化装置的反应床层内装填加氢裂化催化剂;
[0027] (2)向装填有加氢裂化催化剂的反应床层通入氢气,将反应床层温度升温至100‑140℃,然后引入柴油馏分以及任选地植物油润湿反应床层,建立闭路循环;
[0028] (3)将步骤(2)所述反应床层温度继续升温至300‑350℃,然后进行分步换进原料油,继续升温至加氢裂化反应温度;
[0029] 所述加氢裂化催化剂为氨钝化型硫化态加氢裂化催化剂。
[0030] 本发明人在研究中发现,现有的加氢裂化装置开工经常出现硫化氢或氨气的泄露以及升温过程中发生过度裂化反应,造成反应器飞温的问题。通过使用氨钝化型硫化态加氢裂化催化剂开工,能够有效的避免器内硫化和器内氨钝化的过程,减少硫化剂和氨气的使用,保证了装置开工过程的安全环保,同时匹配低氮柴油馏分和合适比例的植物油作为开工油,利用低氮柴油中的氮化物对催化剂中的分子筛起到补充钝化的作用,保证开工升温过程的平稳,同时开工油中的不饱和烃具有较高的极性,形成的积碳前驱物存在于活性位周围,提高了催化剂的活性和稳定性,积碳前驱物还能够起到修饰催化剂活性相结构的作用,有助于加氢裂化催化剂选择性的提高。
[0031] 本发明中,对所述氨钝化型硫化态加氢催化剂的制备方法没有特别限定,例如可以选用本领域常规定义的方法,例如在加氢裂化装置内通过通入硫化剂对氧化态加氢裂化催化剂进行硫化处理,通入钝化剂钝化处理,具体方式不再进行赘述,还可以选择其他方式制备,具体如下文所述。
[0032] 在一种优选实施方式下,步骤(1)中,所述氨钝化型硫化态加氢裂化催化剂的制备方法包括:将氧化态加氢裂化催化剂在加氢裂化装置外先进行硫化处理后进行钝化处理。采用此种优选实施方式的优点为保证了催化剂的加氢活性同时保证了裂化的安全性,避免催化剂装入反应器后再进行硫化和氨钝化过程,可以有效的节约时间和保证开工的便捷和安全性。
[0033] 本发明中,对所述硫化处理的方法没有特别限定,本领域常规定义的方法均适用于本发明。优选地,步骤(1)中,所述硫化处理为湿法硫化或干法硫化。
[0034] 在一种优选实施方式下,所述硫化处理包括:在硫化剂和氢气存在条件下,将氧化态加氢裂化催化剂进行硫化,得到硫化态加氢裂化催化剂。
[0035] 本发明中,对氧化态加氢裂化催化剂的种类没有特别限定,例如可以为本领域常规定义的氧化态加氢裂化催化剂,还可以为包含分子筛的氧化态加氢裂化催化剂(例如加氢改性催化剂)。
[0036] 在一种优选实施方式下,所述氧化态加氢裂化催化剂包括裂化组分、加氢组分和载体。
[0037] 在一种优选实施方式下,所述裂化组分包括无定形酸性组分和/或分子筛。
[0038] 在一种优选实施方式下,所述无定形酸性组分包括无定形硅铝和/或无定形硅镁。
[0039] 在一种优选实施方式下,所述分子筛选自Y型分子筛、ZSM‑5分子筛、SAPO分子筛和MCM‑41介孔分子筛中的至少一种。
[0040] 在一种优选实施方式下,所述加氢组分包括第VIII族金属和第VIB族金属中的至少一种。
[0041] 在一种优选实施方式下,所述第VIII族金属为Co和/或Ni,所述第VIB族金属为Mo和/或W。
[0042] 在一种优选实施方式下,所述载体包括耐熔多孔物质,例如所述耐熔多孔物质选自氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化镁、氧化锆和活性炭中的至少一种。
[0043] 在一种优选实施方式下,以氧化态加氢裂化催化剂的重量为基准,所述裂化组分的含量为10‑60重量%,所述载体的含量为30‑70重量%,以氧化物计的第VIII族金属的含量为1‑15重量%,以氧化物计的第VIB族金属的含量为5‑30重量%;进一步优选地,以氧化态加氢裂化催化剂的重量为基准,所述裂化组分的含量为13‑50重量%,所述载体的含量为35‑65重量%,以氧化物计的第VIII族金属的含量为3‑12重量%,以氧化物计的第VIB族金属的含量为8‑28重量%。
[0044] 本发明中,对硫化方式没有具体限定,本领域常规定义的硫化方式均适用于本发明,例如湿法硫化和干法硫化。
[0045] 本发明中,对湿法硫化中硫化剂的种类选择范围较宽。优选地,所述湿法硫化中的硫化剂选自二硫化碳、二甲基二硫醚和多硫化物中的至少一种。
[0046] 本发明中,对干法硫化中硫化剂的种类选择范围较宽。优选地,所述干法硫化中的硫化剂选自含硫酸性气体中的至少一种,优选为硫化氢。
[0047] 本发明中,对干法硫化的处理条件没有特别限定。优选地,所述干法硫化处理的条件包括:升温速率为5‑100℃/h,最高硫化温度为240‑400℃,恒温时间为1‑15h,硫化压力为0.1‑10MPa,气剂体积比为50‑1000:1;进一步优选地,所述干法硫化处理的条件包括:升温速率为10‑80℃/h,最高硫化温度为260‑380℃,恒温时间为2‑12h,硫化压力为0.3‑8MPa,气剂体积比为100‑800:1。
[0048] 本发明中,对湿法硫化的处理条件没有特别限定。优选地,所述湿法硫化处理的条件包括:升温速率为5‑100℃/h,最高硫化温度为240‑400℃,恒温时间为1‑15h,硫化压力为‑10.1‑10MPa,体积空速为0.3‑8小时 ,氢油体积比为100‑1000:1;进一步优选地,所述湿法硫化处理的条件包括:升温速率为10‑80℃/h,最高硫化温度为260‑380℃,恒温时间为2‑12h,‑1
硫化压力为0.3‑8MPa,体积空速为0.5‑6h ,氢油体积比为150‑800:1。
[0049] 本发明中,优选情况下,选用干法硫化处理氧化态加氢裂化催化剂,具体条件如前文所述。
[0050] 本发明中,对钝化处理的方式没有特别限定。优选地,步骤(1)中,所述钝化处理包括:在有机溶剂存在条件下,采用浸渍法将有机含氮化合物和有机含硫化合物负载到硫化态加氢催化剂上,然后进行钝化处理,得到氨钝化型硫化态加氢裂化催化剂。
[0051] 本发明中,对有机溶剂的种类没有特别限定。优选地,所述有机溶剂选自烃油、烃油含氧衍生物和有机羧酸酯中的至少一种。
[0052] 在一种优选实施方式下,所述烃油和烃油含氧衍生物各自独立地选自醇类、醚类和轻馏分烃油中的至少一种,进一步优选为乙醇、丙醇、丁二醇、乙醚、环己烷、正庚烷、正癸烷、甲基环戊烷、石脑油、汽油、煤油、柴油、白油、灯油和润滑油基础油中的至少一种。
[0053] 在一种优选实施方式下,所述有机羧酸酯为脂肪酸甘油酯,进一步优选为玉米油、花生油、豆油、橄榄油和棉籽油中的至少一种。
[0054] 本发明中,对有机溶剂的碳原子数的选择范围较宽。优选地,所述有机溶剂的碳原子数为2‑35,优选为5‑30,进一步优选为10‑20。
[0055] 采用上述有机溶剂的优点为能够较好的溶解大部分含氮化合物和含硫化合物,同时组成只有碳、氢和氧元素组成,不含有其他杂质元素,可以在后续的开工中与开工油较好的互溶。
[0056] 本发明中,对有机含氮化合物的种类没有特别限定,本领域技术人员可根据实际需求选择。优选地,所述有机含氮化合物选自烷基胺类化合物、芳基胺类化合物、苯胺类化合物、甲基苯胺类化合物、酰胺类化合物、醇胺类化合物和多胺类化合物中的至少一种,进一步优选为烷基胺类化合物和/或醇胺类化合物,更进一步优选为烷基胺类化合物和醇胺类化合物,例如可以选自优选自乙二胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、三乙胺、叔丁胺、N,N‑二羟乙基苯胺、乙酰苯胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二异丙醇胺、N‑(2‑羟乙基)乙二胺、N‑甲基二乙醇胺、N,N‑二异丙基乙醇胺、1,2‑环己二胺、1,3‑丙二胺、三乙烯二胺、N,N‑二甲基二亚丙基三胺、三乙烯四胺和六亚甲基四胺中的至少一种。
[0057] 本发明中,对有机含氮化合物的碳原子数的选择范围较宽。优选地,所述有机含氮化合物的碳原子数为1‑20,优选为2‑15。
[0058] 采用上述有机含氮化合物的优点为含氮化合物表现出弱碱性的特点,可以较好的与分子筛上的酸性位形成良好的酸碱吸附,对酸性位点进行覆盖,同时合适的碳数保证能够较好的溶解在溶剂中。
[0059] 本发明中,对有机含硫化合物的种类没有特别限定。优选地,所述有机含硫化合物选自硫醇类化合物、硫酚类化合物、硫醚类化合物、硫脲类化合物、砜类化合物、亚砜类化合物、磺酸类化合物、亚磺酸类化合物和二硫化物中的至少一种,进一步优选为硫醚类化合物和/或二硫化物,更进一步优选为硫醚类化合物和二硫化物,例如可以选自二硫化碳、二甲基二硫醚、二丁基一硫醚、二丁基二硫醚、二丁基三硫醚和二丁基四硫醚及上述化合物衍生物中的至少一种。
[0060] 本发明中,对有机含硫化合物的碳原子数选择范围较宽。优选地,所述有机含硫化合物的碳原子数为1‑15,优选为1‑10。
[0061] 采用上述有机含硫化合物的优点为硫含量比较高,在开工过程中一定温度下与氢气反应可以分解产生形成硫化氢,对催化剂进行补充硫化,同时与溶剂能够较好的互溶性,形成含硫的有机溶剂浸渍到催化剂。
[0062] 在一种优选实施方式下,所述有机含氮化合物、有机含硫化合物以及有机溶剂的用量使得所述氨钝化型硫化态加氢裂化催化剂中,以元素计的氮的含量占钝化前的硫化态加氢裂化催化剂重量的0.1‑5%,以元素计的硫的含量占钝化前的硫化态加氢裂化催化剂重量的0.1‑3%;进一步优选地,以元素计的氮的含量占钝化前的硫化态加氢裂化催化剂重量0.5‑3%,以元素计的硫的含量占钝化前的硫化态加氢裂化催化剂重量的0.3‑2%。
[0063] 本发明中,可以选择常规定义的浸渍法,例如可以为饱和浸渍、不饱和浸渍或过饱和浸渍。优选地,所述负载可以在如下至少一种方式下进行,例如可以在有机溶剂存在条件下,将硫化态加氢催化剂浸渍到含有机含氮化合物和有机含硫化合物的溶液中;也可以在有机溶剂存在条件下,将含有机含氮化合物和有机含硫化合物的溶液喷淋到硫化态加氢催化剂上。
[0064] 本发明中,对所述浸渍法负载有机含氮化合物、有机含硫化合物的条件没有特别限定。优选地,所述负载温度为10‑100℃,优选为20‑90℃。
[0065] 本发明中,对所述钝化处理的条件选择范围较宽。优选地,所述钝化处理的条件包括:温度为10‑120℃,压力为0.01‑0.5MPa,时间为0.5‑10h;进一步优选地,所述钝化处理的条件包括:温度为10‑100℃,压力为0.03‑0.3MPa,时间为1‑8h;更进一步优选地,所述钝化处理的条件包括:温度为20‑80℃,压力为0.05‑0.15MPa,时间为2‑6h。
[0066] 本发明中,所述压力为绝对压力。
[0067] 在一种优选实施方式下,所述钝化处理于钝化气氛下进行。
[0068] 本发明中,对钝化气氛的选择范围较宽,可以为本领域常规定义的钝化气氛。优选地,所述钝化气氛选自惰性气体、有氧气氛和空气中的至少一种。
[0069] 在一种优选实施方式下,所述惰性气氛选自氮气、氦气和氩气中的至少一种。
[0070] 在一种优选实施方式下,所述钝化处理在固定式处理设备中进行。
[0071] 在一种优选实施方式下,所述钝化处理于不流动气氛、自然活动气氛或强制流动气氛中进行。
[0072] 本发明中,通过向反应床层内通入氢气作为升温介质使得反应床层升温。优选地,步骤(2)中,所述氢气的温度为150‑230℃,进一步优选为150‑200℃。
[0073] 本发明中,对反应床层升温速率没有特别限定,只要达到所需温度即可。优选地,步骤(2)中,通入氢气将反应床层温度升温的升温速率为5‑20℃/h,优选为5‑15℃/h。
[0074] 在一种优选实施方式下,步骤(2)中,通入氢气将反应床层温度的升温至110‑140℃。采用此种优选实施方式的优点为将催化剂、反应器和管道等部分中含有的部分液态水进行脱除,避免后续温度升高后形成水蒸气破坏催化剂结构。
[0075] 本发明中,向步骤(2)中通入柴油馏分作为开工油,进行开工处理,以满足开工要求。优选地,步骤(2)中,所述柴油馏分选自直馏柴油、催化裂化柴油、焦化柴油和加氢裂化柴油中的至少一种,优选为直馏柴油和/或加氢裂化柴油。
[0076] 在一种优选实施方式下,所述柴油馏分的馏程为180‑380℃,优选为180‑360℃。
[0077] 在一种优选实施方式下,所述柴油馏分中氮含量为0‑900ppm,优选为0‑500ppm,进一步优选为10‑300ppm。
[0078] 本发明中,通过选用上述种类和参数的柴油馏分作为开工油,具有溶解催化剂上的溶剂油和提供一定量氮化物,对催化剂上的分子筛酸性位补充钝化的优势。
[0079] 本发明中,对所述植物油的种类没有特别限制,可以为本领域常规定义的植物油。优选地,所述植物油选自玉米油、大豆油、花生油、菜籽油、椰子油、葵花籽油、橄榄油和棉籽油中的至少一种,优选为玉米油、大豆油、花生油、菜籽油、椰子油、葵花籽油和棉籽油中的至少一种。
[0080] 在一种优选实施方式下,所述植物油的馏程为200‑540℃,溴价为10‑25gBr/100mL;优选地,所述植物油的馏程为210‑530℃,溴价为12‑20gBr/100mL。采用此种优选实施方式的优点为能够有效保证后续在植物油的作用下催化剂活性和稳定性的提升,利用积碳前驱物的修饰作用,有助于加氢裂化催化剂选择性的提高。
[0081] 本发明中,对柴油馏分和植物油的用量没有特别限定。优选地,相较于100重量份的加氢裂化催化剂,所述柴油馏分的用量为100‑2000重量份,所述植物油的用量为0‑300重量份;进一步优选地,相较于100重量份的加氢裂化催化剂,所述柴油馏分的用量为200‑1500重量份,所述植物油的用量为10‑250重量份。
[0082] 本发明中,通过选用低氮柴油馏分和/或植物油作为开工油,具有补充钝化作用和提高催化剂活性与稳定性的优势,同时利用上述开工油可以有效的提高催化剂的选择性,提高目标产物的收率。而现有技术中通常选用直馏柴油作为开工油,具有不能补充钝化,容易造成飞温,无法对催化剂的活性相结构进行修饰的缺陷。
[0083] 本发明中,对闭路循环的条件没有特别限定。优选地,步骤(2)中,所述闭路循环条‑1件包括:压力为8‑17MPa,氢油体积比为300:1‑1000:1,体积空速为0.5‑3h ;进一步优选地,‑1
压力为8‑15MPa,氢油体积比为500:1‑1000:1,体积空速为0.5‑2h 。采用此种优选实施方式的优点为更好地将氨钝化型硫化态催化剂上负载的有机溶剂进行溶解或者分解,同时有利于开工油中的氮化物与分子筛上的酸性位进行结合,起到补充钝化的作用,并保证不饱和烃在活性位周围形成一定程度的缩合。
[0084] 在一种优选实施方式下,步骤(3)中,将步骤(2)所述反应床层温度继续升温至310‑350℃。采用此种优选实施方式的优点为减少开工油在高温阶段的过度裂化和不饱和烃的过度缩合影响活性。
[0085] 本发明中,对步骤(3)中所述升温速率没有特别限定。优选地,步骤(3)中,所述反应床层温度升温的升温速率为10‑35℃/h,优选为10‑30℃/h。
[0086] 本发明中,对原料油的种类没有特别限定。优选地,步骤(3)中,所述原料油选自直馏蜡油、直馏柴油和催化柴油中的至少一种。
[0087] 在一种优选实施方式下,所述原料油的密度为0.85‑1.0g.cm‑3,硫含量0.5‑2wt%,氮含量0.05‑0.6wt%,馏程为350‑500℃。
[0088] 在一种优选实施方式下,步骤(3)中,加氢裂化反应的条件包括:反应温度为300‑‑1380℃,压力为8‑17MPa,氢油体积比为300‑1000,体积空速为0.5‑3h 。
[0089] 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。
[0090] 其中以下实施例及对比例中采用的开工油及原料油性质见表1。
[0091] 表1
[0092]
[0093] 为说明本发明的特点,实施例和对比例均选取同批次工业生产的Ni的氧化物含量3重量%、W的氧化物含量27重量%、Y型分子筛含量35重量%和余量为氧化铝的商业氧化态加氢裂化催化剂,经选用干法硫化,采用硫化氢和氢气的组合气进行硫化,在加氢裂化装置外进行硫化处理,硫化处理的条件为:H2S体积分数为3%,H2体积分数为97%,升温速率为20℃/h,硫化温度为340℃,恒温时间为8h,硫化压力为4MPa,气剂体积比为400:1,得到硫化态加氢裂化催化剂。实施例和对比例均以蜡油作为原料,通过加氢裂化的方式得到航空煤油主产品及其他系列低碳产品。
[0094] 实施例1
[0095] 向加氢裂化装置填加氢裂化催化剂,装置气密合格后,启动循环氢压缩机,通过氢气将加氢裂化装置床层升温,升温速率为15℃/h,使得床层温度控制在140℃,开始向加氢裂化装置内引入开工柴油A润湿和冲洗床层,待床层充分润湿和冲洗干净后,切换开工柴油A和植物油C进行闭路循环,其中所用柴油A与催化剂的重量比为15,植物油C与催化剂的重量比为2.5,床层按照30℃/h的速率升温,温度达到350℃时,然后切换原料油,同时通过加热炉逐渐提高反应温度至产品合格,此时温度为362℃,开始正式进行反应,升温和反应过‑1程操作条件为压力13MPa,氢油体积比为800:1,体积空速为1h ,对产品进行模拟蒸馏,具体测试条件为:采用多维气相色谱法SH/T 0558‑2016石油馏分沸程分布的测定方法对样品进行分析,根据馏程的不同确定各个馏分段比例,反应完成后对催化剂进行卸剂表征,对催化剂的活性相结构进行HRTEM表征分析,活性相是指催化剂中具有催化活性的微观结构,具体的呈现形式为Ni‑W‑S形式,整体呈现层状的晶体结构,通过高分辨透射电镜可以观察到层状结构的投影为长短不一的条纹相,一般认为,条纹相越短,具备的催化活性越高,具体测试条件为:采用FEI公司生产的Tecnai G2 F20 S‑TWIN高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)表征样品,加速电压200kV,观察样品中WS2片晶的大小和堆叠情况,制备样品时,将已研磨的样品在环己烷溶液中超声分散处理,收集少量上部悬浮液滴于炭涂层的铜网之上。
[0096] 其中,所述加氢裂化催化剂为氨钝化型硫化态加氢裂化催化剂,钝化处理在加氢裂化反应装置外进行,将三正丁胺和二甲基二硫醚加入到柴油中,在90℃下搅拌均匀,得到含氮、硫溶液,按照饱和浸渍的方式,将含氮、硫溶液引入硫化态加氢裂化催化剂,负载3重量%的氮含量和2重量%的硫含量,所述氮元素来自三正丁胺,硫元素来自二甲基二硫醚;然后在100℃,0.3MPa,流动的氮气氛围下钝化处理8小时,制备得到氨钝化型硫化态加氢裂化催化剂。
[0097] 实施例2
[0098] 向加氢裂化装置填加氢裂化催化剂,装置气密合格后,启动循环氢压缩机,通过氢气将加氢裂化装置床层升温,升温速率为10℃/h,使得床层温度控制在125℃,开始向加氢裂化装置内引入开工柴油A润湿和冲洗床层,待床层充分润湿和冲洗干净后,切换开工柴油A和植物油C进行闭路循环,其中所用柴油A与催化剂的重量比为10,植物油C与催化剂的重量比为1,床层按照15℃/h的速率升温,温度达到335℃时,然后切换原料油,同时通过加热炉逐渐提高反应温度至产品合格,此时温度为361℃,开始正式进行反应,升温和反应过程‑1操作条件为压力13MPa,氢油体积比为800:1,体积空速为1h 。按照实施例1的方法对产品进行模拟蒸馏,确定各个馏分段比例,反应完成后对催化剂进行卸剂表征,对催化剂的活性相结构进行HRTEM表征分析。
[0099] 其中,所述加氢裂化催化剂为氨钝化型硫化态加氢裂化催化剂,钝化处理在加氢裂化反应装置外进行,将三正丁胺和二甲基二硫醚加入到柴油中,在50℃下搅拌均匀,得到含氮、硫溶液,按照饱和浸渍的方式,将含氮、硫溶液引入硫化态加氢裂化催化剂,负载2重量%的氮含量和1重量%的硫含量,所述氮元素来自三正丁胺,硫元素来自二甲基二硫醚;然后在40℃、0.1MPa、流动的氮气氛围下钝化处理4小时,制备得到氨钝化型硫化态加氢裂化催化剂。
[0100] 实施例3
[0101] 向加氢裂化装置填加氢裂化催化剂,装置气密合格后,启动循环氢压缩机,通过氢气将加氢裂化装置床层升温,升温速率为5℃/h,使得床层温度控制在110℃,开始向加氢裂化装置内引入开工柴油A润湿和冲洗床层,待床层充分润湿和冲洗干净后,切换开工柴油A和植物油C进行闭路循环,其中所用柴油A与催化剂的重量比为2,植物油C与催化剂的重量比为0.1,床层按照10℃/h的速率升温,温度达到310℃时,然后切换原料油,同时通过加热炉逐渐提高反应温度至产品合格,此时温度为362℃,开始正式进行反应,升温和反应过程‑1操作条件为压力13MPa,氢油体积比为800:1,体积空速为1h 。按照实施例1的方法对产品进行模拟蒸馏,确定各个馏分段比例,反应完成后对催化剂进行卸剂表征,对催化剂的活性相结构进行HRTEM表征分析。
[0102] 其中,所述加氢裂化催化剂为氨钝化型硫化态加氢裂化催化剂,钝化处理在加氢裂化反应装置外进行,将三正丁胺和二甲基二硫醚加入到柴油中,在20℃下搅拌均匀,得到含氮、硫溶液,按照饱和浸渍的方式,将含氮、硫溶液引入硫化态加氢裂化催化剂,负载0.5重量%的氮含量和0.3重量%的硫含量,所述氮元素来自三正丁胺,硫元素来自二甲基二硫醚;然后在10℃,0.03MPa,流动的氮气氛围下钝化处理1小时,制备得到氨钝化型硫化态加氢裂化催化剂。
[0103] 实施例4
[0104] 向加氢裂化装置填实施例2中的催化剂,装置气密合格后,启动循环氢压缩机,通过氢气将加氢裂化装置床层升温,升温速率为10℃/h,使得床层温度控制在125℃,开始向加氢裂化装置内引入开工柴油B润湿和冲洗床层,待床层充分润湿和冲洗干净后,切换开工柴油B和植物油C进行闭路循环,其中所用柴油B与催化剂的重量比为10,植物油C与催化剂的重量比为1,床层按照15℃/h的速率升温,温度达到335℃时,然后切换原料油,同时通过加热炉逐渐提高反应温度至产品合格,此时温度为365℃,开始正式进行反应,升温和反应‑1过程操作条件为压力13MPa,氢油体积比为800:1,体积空速为1h 。按照实施例1的方法对产品进行模拟蒸馏,确定各个馏分段比例,反应完成后对催化剂进行卸剂表征,对催化剂的活性相结构进行HRTEM表征分析。
[0105] 实施例5
[0106] 向加氢裂化装置填加实施例2中的催化剂,装置气密合格后,启动循环氢压缩机,通过氢气将加氢裂化装置床层升温,升温速率为10℃/h,使得床层温度控制在125℃,开始向加氢裂化装置内引入开工柴油A润湿和冲洗床层,待床层充分润湿和冲洗干净后,切换开工柴油A和植物油C进行闭路循环,其中所用柴油A与催化剂的重量比为1.5,植物油C与催化剂的重量比为0.08,床层按照15℃/h的速率升温,温度达到335℃时,然后切换原料油,同时通过加热炉逐渐提高反应温度至产品合格,此时温度为366℃,开始正式进行反应,升温和‑1反应过程操作条件为压力13MPa,氢油体积比为800:1,体积空速为1h 。按照实施例1的方法对产品进行模拟蒸馏,确定各个馏分段比例,反应完成后对催化剂进行卸剂表征,对催化剂的活性相结构进行HRTEM表征分析。
[0107] 实施例6
[0108] 向加氢裂化装置填加实施例2中的催化剂,装置气密合格后,启动循环氢压缩机,通过氢气将加氢裂化装置床层升温,升温速率为20℃/h,使得床层温度控制在105℃,开始向加氢裂化装置内引入开工柴油A润湿和冲洗床层,待床层充分润湿和冲洗干净后,切换开工柴油A和植物油C进行闭路循环,其中所用柴油A与催化剂的重量比为18,植物油C与催化剂的重量比为0.05,床层按照35℃/h的速率升温,温度达到300℃时,然后切换原料油,同时通过加热炉逐渐提高反应温度至产品合格,此时温度为365℃,开始正式进行反应,升温和‑1反应过程操作条件为压力13MPa,氢油体积比为800:1,体积空速为1h 。按照实施例1的方法对产品进行模拟蒸馏,确定各个馏分段比例,反应完成后对催化剂进行卸剂表征,对催化剂的活性相结构进行HRTEM表征分析。
[0109] 实施例7
[0110] 向加氢裂化装置填加实施例2中的催化剂,装置气密合格后,启动循环氢压缩机,通过氢气将加氢裂化装置床层升温,升温速率为12℃/h,使得床层温度控制在130℃,开始向加氢裂化装置内引入开工柴油A润湿和冲洗床层,待床层充分润湿和冲洗干净后,切换开工柴油A和植物油D进行闭路循环,其中所用柴油A与催化剂的重量比为10,植物油D与催化剂的重量比为1,床层按照20℃/h的速率升温,温度达到340℃时,然后切换原料油,同时通过加热炉逐渐提高反应温度至产品合格,此时温度为366℃,开始正式进行反应,升温和反‑1应过程操作条件为压力13MPa,氢油体积比为800:1,体积空速为1h 。按照实施例1的方法对产品进行模拟蒸馏,确定各个馏分段比例,反应完成后对催化剂进行卸剂表征,对催化剂的活性相结构进行HRTEM表征分析。
[0111] 实施例8
[0112] 向加氢裂化装置填加实施例2中的催化剂,装置气密合格后,启动循环氢压缩机,通过氢气将加氢裂化装置床层升温,升温速率为15℃/h,使得床层温度控制在125℃,开始向加氢裂化装置内引入柴油A润湿和冲洗床层,待床层充分润湿和冲洗干净后,进行闭路循环,床层按照20℃/h的速率升温,温度达到330℃时,切换原料油,同时通过加热炉逐渐提高反应温度至产品合格,此时温度为369℃,开始正式进行反应,升温和反应过程操作条件为‑1压力13MPa,氢油体积比为800:1,体积空速为1h 。按照实施例1的方法对产品进行模拟蒸馏,确定各个馏分段比例,反应完成后对催化剂进行卸剂表征,对催化剂的活性相结构进行HRTEM表征分析。
[0113] 对比例1
[0114] 向加氢裂化装置填加实施例2中的催化剂,装置气密合格后,启动循环氢压缩机,通过氢气将加氢裂化装置床层升温,升温速率为10℃/h,使得床层温度控制在130℃,开始向加氢裂化装置内引入原料油润湿和冲洗床层,待床层充分润湿和冲洗干净后,进行闭路循环,床层按照20℃/h的速率升温,温度达到320℃时,同时通过加热炉逐渐提高反应温度至产品合格,此时温度为375℃,开始正式进行反应,升温和反应过程操作条件为压力‑113MPa,氢油体积比为800:1,体积空速为1h 。按照实施例1的方法对产品进行模拟蒸馏,确定各个馏分段比例,反应完成后对催化剂进行卸剂表征,对催化剂的活性相结构进行HRTEM表征分析。
[0115] 对比例2
[0116] 向加氢裂化装置填加实施例2中的催化剂,装置气密合格后,启动循环氢压缩机,通过氢气将加氢裂化装置床层升温,升温速率为15℃/h,使得床层温度控制在140℃,开始向加氢裂化装置内引入植物油C润湿和冲洗床层,待床层充分润湿和冲洗干净后,进行闭路循环,床层按照15℃/h的速率升温,温度达到330℃时,切换原料油,同时通过加热炉逐渐提高反应温度至产品合格,此时温度为372℃,开始正式进行反应,升温和反应过程操作条件‑1为压力13MPa,氢油体积比为800:1,体积空速为1h 。按照实施例1的方法对产品进行模拟蒸馏,确定各个馏分段比例,反应完成后对催化剂进行卸剂表征,对催化剂的活性相结构进行HRTEM表征分析。
[0117] 对比例3
[0118] 向加氢裂化装置填加实施例2中的催化剂,装置气密合格后,启动循环氢压缩机,通过氢气将加氢裂化装置床层升温,升温速率为35℃/h,使得床层温度控制在150℃,开始向加氢裂化装置内引入开工柴油A润湿和冲洗床层,待床层充分润湿和冲洗干净后,切换开工柴油A和植物油C进行闭路循环,其中所用柴油A与催化剂的重量比为0.8,植物油C与催化剂的重量比为4,床层按照5℃/h的速率升温,温度达到280℃时,然后切换原料油,同时通过加热炉逐渐提高反应温度至产品合格,此时温度为370℃,开始正式进行反应,升温和反应‑1过程操作条件为压力13MPa,氢油体积比为800:1,体积空速为1h 。按照实施例1的方法对产品进行模拟蒸馏,确定各个馏分段比例,反应完成后对催化剂进行卸剂表征,对催化剂的活性相结构进行HRTEM表征分析。
[0119] 将上述实施例与比较例的效果列入表2‑4中进行对比,其中,通过分析产品中各馏分段达到相应产品指标(140‑240℃馏分段为航空煤油的,满足硫醇硫含量小于0.002%,烟点不小于25.0mm,冰点不高于‑47℃),产品指标合格的条件下,考察装置的反应温度,反应温度越低,认为催化剂的活性越高,具体见表2;航空煤油的收率越高,代表催化剂的选择性越好,具体见表3;催化剂活性相条长越短,代表催化剂活性潜力越高,具体见表4。
[0120] 其中,航空煤油的收率(%)=航空煤油的重量/产品的总重量*100%。
[0121] 其中,催化剂活性相条纹长度通过高分辨透射电镜测定,需要统计条纹长度的样品,拍摄20张照片,对照片上的条纹相进行条纹长度的统计,WS2片晶的平均长度 根据式计算得到。
[0122] 片晶平均长度 (单位:nm):
[0123]
[0124] 其中:li为第i个WS2片晶条纹相的长度;n为统计区域内的片晶总数。
[0125] 表2
[0126]
[0127] 表3
[0128]
[0129] 表4
[0130]
[0131] 以上的实施例和比较例可以看出,该开工方法的最大优点为,针对目前的开工方法中存在的一些弊端进行了优化和改良,避免了硫化剂带来的安全和环保风险,避免了器内活化出现的超温风险,减少氨气等有毒物质的使用和排放,减少钝化剂的浪费等优点,同时通过开工油和植物油合适比例的配合使用,由于开工油的特殊性质,对催化剂表面形成了一定的积碳前驱物,减缓了催化剂活性相尺寸的长大,有效的提高了催化剂反应的活性和目标产品的选择性,较低温度下实现产品合格,同时获得更高的航空煤油收率,提高了产品的附加值。
[0132] 以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。

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