CN111495436B - 一种加氢催化剂的硫化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加氢催化剂的硫化方法，在该硫化方法中，硫化油至少经过汽提塔或分馏塔两者之一；当硫化油经过汽提塔时，汽提用汽由汽提塔的塔底进入，硫化油中的轻组分随汽提用汽由汽提塔的塔顶油气管排出；当硫化油经过分馏塔时，硫化油中的轻组分从分馏塔的塔顶油气管排出。利用本申请，可以将硫化油所携带的氢气和轻组分脱除出来，降低硫化油的压力，并同时降低硫化油的温度，由此可降低硫化油在作为不合格油进行排出时的温度和压力，提高排出不合格油时的安全性。

Description

一种加氢催化剂的硫化方法

技术领域

本发明涉及一种加氢催化剂的硫化方法，该硫化方法用于对重油加氢系统中的加氢催化剂进行硫化。

背景技术

以重油为原料进行加氢生产汽油、柴油以及液态烃等产品，可以有效地提高石油资源的利用率，重油的加氢操作是在催化剂存在的情况下进行，加氢催化剂是以氧化态的形式生产、运输和储存，但其只有在硫化态的状态下才具有良好的加氢活性和稳定性。

因此，在对重油进行加氢操作前，需要首先将加氢催化剂装填到相应的反应器内，然后再用硫化油对加氢催化剂进行硫化，以活化催化剂，对催化剂进行硫化是在重油加氢装置中进行。目前，在对催化剂进行硫化时，采用小循环形式，即在对催化剂进行硫化时，硫化油主要经过重油加氢反应系统内的包括储存有加氢催化剂的部分反应系统设备内进行循环，重油加氢反应系统内的分馏系统设备则采用另外的非硫化油进行循环。即在对加氢催化剂进行硫化时，在重油加氢反应系统内有两条循环路线，两条循环路线之间通过切换阀门进行隔离。

在完成对催化剂的硫化后，将切换阀门进行调整，使两条循环路线合并为一条循环路线，进入正常的重油加氢生产中。

硫化油采用烃类溶液配制，在硫化准备阶段，重油加氢反应系统在高压和氢气的环境下，首先用硫化油对加氢催化剂进行润湿，在对加氢催化剂的硫化过程中，加氢催化剂所携带的催化剂粉尘陆续进入到硫化油中，形成不合格油，因此需要不断地对不合格油进行外排，并对外排出的不合格油进行净化，以脱除不合格油中所含有的催化剂粉尘，以便将硫化油循环使用。

在将不合格油外排时，需要首先将不合格油排入到污油罐中，然后通过专门的管线送入到排污设备中，对不合格油中的催化剂粉尘进行脱除，脱除催化剂粉尘的不合格油形成合格的硫化油，这些合格的硫化油需要返回到系统内继续对加氢催化剂进行硫化。

在对加氢催化剂进行硫化时，是在高压状态和氢气气氛下进行，污油罐为常压罐，不合格油在进入到污油罐时，是直接由高压状态下转化为低压状态，不合格油在进入到污油罐中时，不合格油压力下降，氢气和小分子烃类等轻组分大量挥发，存在污油罐超压的风险，易于导致安全事故发生，不但造成环境污染，也使相关设备和操作人员处于危险之中。

另外，由于在对加氢催化剂进行硫化过程中，重油加氢反应系统内存在有两条循环路线，因此在完成对加氢催化剂的硫化后，需要对相关的切换阀门进行操作，以使重油加氢反应系统进入到正常的加氢生产状态。从对加氢催化剂进行硫化的状态进入到正常的加氢生产状态，需要进行大量的阀门切换，不但流程复杂，工作量大，控制点位增多，而且需要各操作人员密切配合，增加了系统发生失误操作的可能性。为了同时运行两条循环路线，需要在重油加氢反应系统中设置专门的切换管道和切换阀门，以便在完成对加氢催化剂的硫化后，顺利地两条循环路线切出，并将重油引入到反应系统中，这些专门的切换管道和切换阀门在重油的正常生产过程中并不使用，切换管道和切换阀门的设置，不但增加了泄漏点，还增加了系统的控制复杂性，对安全生产的进一步提高造成了制约。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种加氢催化剂的硫化方法，在该硫化方法中，硫化油至少经过汽提塔或分馏塔两者之一；当硫化油经过汽提塔时，汽提用汽由汽提塔的塔底进入，硫化油中的轻组分随汽提用汽由汽提塔的塔顶油气管排出；当硫化油经过分馏塔时，硫化油中的轻组分从分馏塔的塔顶油气管排出。

在本申请中，将汽提塔或分馏塔两者之中的至少一个纳入到硫化油的循环中，当汽提塔进入到硫化油的循环中时，硫化油在经过汽提塔时，汽提气体在经过汽提塔时，将硫化油中所携带的氢气和轻组分脱除出来，氢气和轻组分至少部分被脱除后，会降低由这些物质所产生的分压，也由此会降低硫化油在循环过程中的压力，同时在氢气和轻组分被脱除时，也会带着一定的热能，从而降低硫化油的温度，由此可降低硫化油在作为不合格油进行排出时的温度和压力，提高排出不合格油时的安全性。当分馏塔进入到硫化油的循环中时，硫化油在经过分馏塔时，硫化油中所携带的氢气和轻组分也同样会有部分脱除出来，从分馏塔的分馏液管道中排出，也会产生与汽提塔类似的效果。

而且，将氢气和轻组分从汽提塔或分馏塔中排出时，也便于进行集中处理，以减少这些成分的无组织排放量，提高环保水平。

进一步，为提高硫化油中的氢气和轻组分的排出速度和排出量，硫化油依次经过汽提塔和分馏塔。

进一步，硫化油在经过分馏塔后，再依次经过换热设备，然后进入到常渣空冷器内进行冷却，冷却后硫化油的温度≤100℃；在常渣空冷器的出口连接有不合格油排出管，从常渣空冷器排出的部分硫化油经不合格油排出管流出，形成为不合格油。换热设备包括重油加氢反应系统内的柴油汽提塔的塔底重沸器、常渣-原料油换热器、常渣蒸汽发生器、常渣低压蒸汽发生器和常渣热水换热器。根据重油加氢反应系统的不同设计，可以使硫化油上述换热设备中的全部或至少一个

该设计可以使硫化油的温度有效地降低，降低不合格油的排出温度，同时在较低温度下，也会降低硫化油中低沸点成分的挥发量，从而提高不合格油经不合格油排出管外排的安全性。

进一步，该硫化方法的流程为：

(1)、硫化油经反应进料泵打入到热高分气-反应进料换热器的壳程，由热高分气-反应进料换热器的壳程排出的硫化油流经反应进料-反应流出物换热器的管程；

(2)、从反应进料-反应流出物换热器的管程排出的硫化油进入到反应进料加热炉进行加热，完成加热后的硫化油经过加氢反应器，对加氢反应器内的加氢催化剂进行硫化；加氢反应器一般设置有多级，当设置有多级加氢反应器时，硫化油顺次经过各级加氢反应器，并从最后一级加氢反应器中排出后，进入到步骤(3)中；

(3)、从加氢反应器排出的硫化油流经反应进料-反应流出物换热器的壳程后，再依次流经热高压分离器和热低压分离器；

(4)从热低压分离器排出的硫化油再依次流经汽提塔、分馏进料加热炉和分馏塔，硫化油中溶解的氢气和轻组分从汽提塔的塔顶以及分馏塔的塔顶排出；

(5)分馏塔内的硫化油经分馏塔底泵后，依次流经柴油汽提塔的塔底重沸器的管程、常渣-原料油换热器的管程、常渣蒸汽发生器的管程、常渣低压蒸汽发生器的管程和常渣热水换热器的壳程后，进入到常渣空冷器内进行冷却；

(6)从常渣空冷器排出的硫化油经空冷管进入到原料油缓冲罐内，在空冷管上连接有不合格油排出管，在硫化油流经空冷管时，定期将部分硫化油经不合格油排出管排出形成为不合格油，并对排出的不合格油进行催化剂粉尘的脱除，完成催化剂粉尘脱除后的不合格油成为合格的硫化油，该合格的硫化油经反应进料泵返回到系统内，循环使用；

(7)原料油缓冲罐内的硫化油经原料油增压泵进入到常渣-原料油换热器的壳程，从常渣-原料油换热器的壳程排出的硫化油经过滤器过滤后进入到滤后原料罐，滤后原料罐内的硫化油经反应进料泵返回到系统内，循环使用。

在硫化方法中，硫化油经过了重油加氢装置的全部主要设备，在完成对加氢催化剂进行硫化的同时，还能够完成分馏循环路线的功能。在目前，分馏循环路线主要是用于对未进入到硫化循环路线中的设备进行预热以及油剂的浸润，以便于后续的重油顺利地进入到反应系统中，缩短开车时间。

采用本申请的硫化方法后，即可取消开工过程中的分馏单独循环过程，而直接采用硫化油来完成对分馏循环路线中设备的预热和油剂的浸润。同时可以利用分馏循环路线中的经汽提塔和分馏塔对硫化油中溶解的氢气和轻组分进行释放，以降低硫化油的中的氢气和轻组分的含量，这些氢气和轻组分由汽提塔和分馏塔排出后，可以进行集中处理，减少这些组分在排出系统时的无组织排放，减少环境污染，提高生产的清洁程度。

而且，硫化油在经过重沸器的管程、常渣-原料油换热器的管程、常渣蒸汽发生器的管程、常渣低压蒸汽发生器的管程、常渣热水换热器的壳程等换热设备以及常渣空冷器时，还可以进一步降低温度，降低不合格油在排出时的温度，不合格油温度一般不大于100℃。

进一步，为有效地对硫化油中所溶解的氢气和轻组分进行脱除，硫化油在流经汽提塔时，汽提用气进入到汽提塔内对硫化油进行汽提，汽提用气为压力为2.5-6.0Mpa的中压蒸汽，汽提温度为300-400℃。硫化油在流经分馏塔时，温度为150-300℃，压力为绝对压力0.08-0.12MPa。

为最大限度地提高不合格油在排出时的安全性，从常渣空冷器排出的硫化油的压力低于接受不合格油污油罐的压力。

采用本申请后，不再需要针对两条循环路线设置专门的切换管道和切换阀门，由此可减少重油加氢装置的泄漏点，降低控制复杂性，有利于安全生产的进一步提高。

附图说明

图1是本发明实施案例中的对加氢催化剂进行硫化的工艺流程图。

图2是现有技术中对加氢催化剂进行硫化的工艺流程图。

具体实施方式

以下首先对现有技术中，对加氢催化剂进行硫化的工艺流程进行说明。

请参阅图2，目前，在对加氢催化剂进行硫化的过程中，在重油加氢反应系统内存在这两条循环路线，其中一条循环路线为加强催化剂的硫化循环路线，另一条循环路线为分馏循环路线，为显示清楚，在图1中，硫化循环路线采用双点化线表示，分馏循环路线采用虚线表示。

分馏循环路线具体为：从汽提塔21排出的物料依次经分馏进料加热炉62和分馏塔22后，由分馏塔底泵42打入到塔底重沸器53的管程内，然后再依次流经常渣-原料油换热器54的管程、常渣蒸汽发生器55的管程、常渣低压蒸汽发生器56的管程和常渣热水换热器57的壳程后，再依次经第一切换管201和第二切换管202后返回到汽提塔21，进行循环。

常渣热水换热器57的壳程的出口与常渣空冷器23的进口之间设置有第一分隔管301，在第一分隔管301上安装有第一分隔阀311。在热低压分离器18的出口与汽提塔21的进口之间设置有第二分隔管302，在第二分隔管302上安装有第二分隔阀312。

硫化循环路线具体为：硫化油由进液管101进入到硫化循环路线内，通过进液阀111对硫化油的流量进行控制，进入到硫化循环路线内的硫化油由反应进料泵41打入到热高分气-反应进料换热器51的壳程，从热高分气-反应进料换热器51的壳程流出的硫化油流经反应进料-反应流出物换热器52的管程后进入到反应进料加热炉61内进行加热，加热后的硫化油分解产生硫化氢，依次经过各加氢反应器，具体在本实施例所对应的现有技术中，加氢反应器包括串联在一起的第一加氢反应器11、第二加氢反应器12、第三加氢反应器13和第四加氢反应器14，对第一加氢反应器11、第二加氢反应器12、第三加氢反应器13和第四加氢反应器14内的加氢催化剂进行硫化。其中第一加氢反应器为第一级加氢反应器，第四加氢反应器为最后一级加氢反应器。可以理解，在其它的现有技术中，加氢反应器的级数还可以只有一级，或仅有三级，当然也可以为更多级，例如六级或七级。

从第四加氢反应器14内排出的硫化油流经反应进料-反应流出物换热器52的壳程后，再依次经过热高压分离器17和热低压分离器18。从热低压分离器18排出的硫化油经第一跨接管106进入到常渣空冷器23内进行冷却，从常渣空冷器23排出的硫化油经第二跨接管104进入到滤后原料罐26内，然后再经反应原料泵打入到热高分气-反应进料换热器51的壳程内，循环使用。

常渣空冷器23经空冷管105连通原油缓冲罐24，第二跨接管104连接在空冷管105上，在空冷管105上连接有不合格油排出管102，在不合格油排出管102上安装有出液阀112，经出液阀112定期将部分硫化油经不合格油排出管102排出作为不合格油，然后对不合格油进行净化处理，使不合格油成为合格的硫化油，然后返回到硫化循环路线内继续对加氢催化剂进行硫化。

在第二跨接管104上还连接有污油管103，并在污油管103上安装有污油阀113，根据硫化油的运行情况，将部分硫化油从污油管103排出。在第二跨接管104上安装有第二切断阀114，在完成硫化后，将第二切断阀114关闭，将第二跨接管104切出反应系统。

第一跨接管106的两端分别连接在第一分隔管301和第二分隔管302上。

第一切换管201的一端连接在第一分隔管301上，第一切换管201的另一端连接在第二切换管202的一端，第二切换管202的另一端连接到第二分隔管302上，使第一切换管201和第二切换管202形成一条连通管209。

第一跨接管106与第一分隔管301的连接点位于第一分隔阀311与常渣空冷器23之间。

第一切换管201与第一分隔管301的连接点位于第一分隔阀311与常渣热水换热器57之间。

第一跨接管106与第二分隔管302的连接点位于第二分隔阀312与热低压分离器18之间。

第二切换管202与第二分隔管302的连接点位于第二分隔阀312与汽提塔21之间。

利用第一分隔阀311和第二分隔阀312将第一分隔管301和第二分隔管302断开，使硫化循环路线和分馏循环路线分别进行循环。

在第一跨接管106上安装有第一切断阀116，用于在完成硫化后，关闭第一切断阀116，将第一跨接管106切出系统。在第一切换管201上安装有第一切换阀211，在第二切换管202上安装有第二切换阀212，在完成硫化后，关闭第一切换阀211和第二切换阀212，并开启第一分隔阀311和第二分隔阀312，将第一切换管201与第二切换管202切出系统，使分馏循环路线上的设备与硫化循环路线上的设备连通，为正常生产做好准备。

为便于操作，在系统中还设置有第三切换管203，该第三切换管203的一端连通第一切换管201与第二切换管202，另一端连通原料油增压泵43的出口，并在第三切换管203上安装有第三切换阀213，在完成硫化后，关闭第三切换阀213，将第三切换管203切出系统。

不合格油排出管102排出的硫化油会首先进入到污油罐中，在对加氢催化剂进行硫化时，是在高压状态和氢气气氛下进行，污油罐为常压罐，不合格油在进入到污油罐时，是直接由高压状态下转化为低压状态，不合格油在进入到污油罐中时，不合格油具有发生喷发的危险，易于导致安全事故发生。在不合格油进入到污油罐的过程中，以及随后的脱除催化剂粉尘的过程中，溶解在不合格油中的氢气和低分子量烃类会在低压下释放出来，不但造成环境污染，也使相关设备和操作人员处于危险之下。

由于在对加氢催化剂进行硫化过程中，重油加氢反应系统内存在有两条循环路线，因此在完成对加氢催化剂的硫化后，需要对相关的切换阀门进行操作，以使重油加氢反应系统进入到正常的加氢生产状态。从对加氢催化剂进行硫化的状态进入到正常的加氢生产状态，需要进行大量的阀门切换，不大流程复杂，工作量大，控制点位增多，而且需要各操作人员密切配合，增加了系统发生操作失误的几率。

另外，在原油缓冲罐24与滤后原料罐26之间还串接有原料油增压泵43、常渣-原料油换热器54的管程和过滤器25，这些设备并不参与分馏循环路线和硫化循环路线，而是在完成对加氢催化剂的硫化后，参与到正常的加氢生产中。

以下对本发明的进行具体说明，请参阅图1，一种加氢催化剂的硫化方法，其流程为：

(1)、硫化油由液管101进入到加氢反应系统内，通过进液阀111对硫化油的流量进行控制，进入到加氢反应系统内的硫化油首先经反应进料泵41打入到热高分气-反应进料换热器51的壳程，由热高分气-反应进料换热51的壳程排出的硫化油流经反应进料-反应流出物换热器52的管程。

(2)、从反应进料-反应流出物换热器52的管程排出的硫化油进入到反应进料加热炉61进行加热，加热后的硫化油分解产生硫化氢，依次经过第一加氢反应器11、第二加氢反应器12、第三加氢反应器13和第四加氢反应器14，对第一加氢反应器11、第二加氢反应器12、第三加氢反应器13和第四加氢反应器14内的加氢催化剂进行硫化。

(3)、从第四加氢反应器14排出的硫化油流经反应进料-反应流出物换热器52的壳程后，再依次流经热高压分离器17和热低压分离器18。

(4)从热低压分离器18排出的硫化油再依次流经汽提塔21、分馏进料加热炉62和分馏塔22，硫化油中溶解的氢气和轻组分从汽提塔的塔顶以及分馏塔的塔顶排出。

(5)分馏塔22内的硫化油经分馏塔底泵42后，依次流经柴油汽提塔的塔底重沸器53的管程、常渣-原料油换热器54的管程、常渣蒸汽发生器55的管程、常渣低压蒸汽发生器56的管程和常渣热水换热器57的壳程后，进入到常渣空冷器23内进行冷却。

(6)从常渣空冷器23排出的硫化油经空冷管105进入到原料油缓冲罐24内，在空冷管105上连接有不合格油排出管102，在硫化油流经空冷管105时，定期开启出液阀112，将部分硫化油经不合格油排出管102排出形成为不合格油，并对排出的不合格油进行催化剂粉尘的脱除，完成催化剂粉尘脱除后的不合格油成为合格的硫化油，该合格的硫化油经反应进料泵返回到系统内，循环使用。

(7)原料油缓冲罐24内的硫化油经原料油增压泵43进入到常渣-原料油换热器54的壳程，从常渣-原料油换热器54的壳程排出的硫化油经过滤器25过滤后进入到滤后原料罐26，滤后原料罐26内的硫化油经反应进料泵41返回到系统内，循环使用。

具体在本实施中，硫化油在流经汽提塔时，汽提用气进入到汽提塔内对硫化油进行汽提，汽提用汽为3.5MPa蒸汽，汽提温度为350℃。

硫化油在流经分馏塔时，温度为220℃，压力为绝对压力0.10MPa。可以理解在其它实施例中，硫化油在流经分馏塔时，温度还可以为150℃、200℃、250℃或280℃；压力还可以为0.08MPa、0.09MPa或0.12MPa。

从常渣空冷器排出的硫化油的压力低于不合格油污油罐的设定压力。

经过上述对现有的硫化方法与采用本发明的硫化方法的说明，可以看出，与现有的硫化方法比较，采用本发明后，不再需要第一切换管201、第二切换管202和第三切换管203，也不再需要第一跨接管106和第二跨接管104，并且将原来不参与硫化油循环的汽提塔、分馏塔以及部分换热设备也纳入到硫化油的循环过程中，用硫化油替代分馏循环路线中的物料，完成对分馏循环路线上的设备的加热和浸润。

本申请中，所对应的具体的现有技术中，设置有四级加氢反应器，在进行硫化时，硫化油依次经过各级加氢反应器，可以理解，在其它实施例中，当所对应的具体的现有技术中，加氢反应器的级数为其它数量时，在进行硫化时，硫化油仍是依次经过各级加氢反应器。

Claims (5)

1.一种加氢催化剂的硫化方法，其特征在于，流程为：

(1)、硫化油经反应进料泵打入到热高分气-反应进料换热器的壳程，由热高分气-反应进料换热器的壳程排出的硫化油流经反应进料-反应流出物换热器的管程；

(2)、从反应进料-反应流出物换热器的管程排出的硫化油进入到反应进料加热炉进行加热，完成加热后的硫化油经过加氢反应器，对加氢反应器内的加氢催化剂进行硫化；

(3)、从加氢反应器排出的硫化油流经反应进料-反应流出物换热器的壳程后，再依次流经热高压分离器和热低压分离器；

(4)从热低压分离器排出的硫化油再依次流经汽提塔、分馏进料加热炉和分馏塔，硫化油中溶解的氢气和轻组分从汽提塔的塔顶以及分馏塔的塔顶排出；当硫化油经过汽提塔时，汽提用汽由汽提塔的塔底进入，硫化油中的轻组分随汽提用汽由汽提塔的塔顶油气管排出；当硫化油经过分馏塔时，硫化油中的轻组分从分馏塔的塔顶油气管排出；

(5)分馏塔内的硫化油经分馏塔底泵后，依次流经柴油汽提塔的塔底重沸器的管程、常渣-原料油换热器的管程、常渣蒸汽发生器的管程、常渣低压蒸汽发生器的管程和常渣热水换热器的壳程后，进入到常渣空冷器内进行冷却；

(6)从常渣空冷器排出的硫化油经空冷管进入到原料油缓冲罐内，在空冷管上连接有不合格油排出管，在硫化油流经空冷管时，定期将部分硫化油经不合格油排出管排出形成为不合格油，并对排出的不合格油进行催化剂粉尘的脱除，完成催化剂粉尘脱除后的不合格油成为合格的硫化油，该合格的硫化油经反应进料泵返回到系统内，循环使用；

(7)原料油缓冲罐内的硫化油经原料油增压泵进入到常渣-原料油换热器的壳程，从常渣-原料油换热器的壳程排出的硫化油经过滤器过滤后进入到滤后原料罐，滤后原料罐内的硫化油经反应进料泵返回到系统内，循环使用。

2.根据权利要求1所述的硫化方法，其特征在于，硫化油经常渣空冷器冷却后，硫化油的温度≤100℃。

3.根据权利要求1所述的硫化方法，其特征在于，

硫化油在流经汽提塔时，汽提用汽进入到汽提塔内对硫化油进行汽提，汽提用汽为压力为2.5-6.0MP a的中压蒸汽，汽提温度为300-400℃。

4.根据权利要求1所述的硫化方法，其特征在于，

硫化油在流经分馏塔时，温度为150-300℃，压力为绝对压力0.08-0.12MPa。

5.根据权利要求1所述的硫化方法，其特征在于，

从常渣空冷器排出的硫化油的压力低于不合格油污油罐的设定压力。

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