CN111676054A

CN111676054A - 一种具有低温低压预处理装置的渣油加氢系统及其渣油加氢工艺

Info

Publication number: CN111676054A
Application number: CN202010564859.0A
Authority: CN
Inventors: 张留明; 张俊; 张红勤; 宋现玺; 王红令
Original assignee: Zhongnai Engineering Technology Co ltd
Current assignee: Zhongnai Engineering Technology Co ltd
Priority date: 2020-06-19
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2020-09-18

Abstract

本发明公开了一种具有低温低压预处理装置的渣油加氢系统，所述低温低压预处理装置将渣油原料中不稳定烯烃转化为稳定烷烃，并进一步降解由氧气和渣油原料中硫、氮化合物和/或烯烃聚集而成的胶质成分，避免所述胶质成分和不稳定烯烃在进入所述渣油加氢系统前置反应器后催化剂床层的结焦，进一步减少沉积在反应器催化剂表面上由结焦转变的碳粉颗粒数量，从而延长了所述渣油加氢系统前置反应器中保护剂和/或脱金属催化剂床层的使用寿命。

Description

一种具有低温低压预处理装置的渣油加氢系统及其渣油加氢工艺

技术领域

本发明涉及渣油加氢技术领域，更具体地说，涉及一种具有低温低压预处理装置的渣油加氢系统及其渣油加氢工艺。

背景技术

渣油（常压渣油、减压渣油）是原油一次加工（常、减压蒸馏）后剩余的最重部分。与轻质馏分油相比，渣油组成复杂，平均相对分子质量大，黏度高，密度大，氢碳比低，残炭值高，含有大量的金属、硫、氮及胶质、沥青质等有害元素和非理想组分。

渣油加氢是重质油轻质化的主要技术途径之一。目前渣油加氢已经发展了固定床、移动床、沸腾床、悬浮床等加氢反应技术方法。其中固定床加氢技术以反应过程操作简单平稳为主要技术优势获得迅速发展，成为渣油加氢最成熟的主流技术，越来越多的炼油企业选择固定床渣油加氢与渣油催化裂化组合工艺实现了最大量生产优质汽油、煤油、柴油的目的，经济效益和社会效益显著。

但固定床加氢处理难度较大，在反应过程中易生焦。若要达到所需的反应目的，固定床加氢处理装置通常需要在高温、高压和较低体积空速的苛刻条件下操作。在加氢处理过程中，渣油会生成较多的积炭和金属硫化物等固体物，必须有效地控制这些固体物在催化剂床层上沉积的速率和沉积量，否则将导致反应器压力降快速增大或催化剂活性快速下降，直至达到设计极限，装置被迫停工，大大缩短装置操作运转周期，从而影响工艺的经济效益。因此，减少停工次数、延长操作运转周期是提高渣油固定床加氢处理装置经济效益的重要因素。

固定床渣油加氢处理催化剂应具备可脱除少量的固体颗粒物又可加氢脱金属（HDM）、加氢脱硫（HDS）、加氢脱氮（HDN）、加氢脱残炭（HDCCR）及部分加氢转化（HC）等多种功能。显然，难以开发集上述功能于一体的单一品种催化剂。目前各家的固定床渣油加氢催化剂的主要品种按功能一般可分为：加氢保护剂（HG）、加氢脱金属剂（HDM）、加氢脱硫剂（HDS）及加氢脱氮剂（HDN）四大类并单独放在不同反应器中。

固定床渣油加氢技术的重点就是在达到脱硫、转化等主要反应目的的前提下解决渣油中沥青质、金属等能够脱得下和容得下的问题。也就是通过床层空隙率和催化活性的合理调整，实现整个操作周期内固体沉积物在反应器各床层的均匀分布，催化剂的活性和稳定性达到最佳平衡。

固定床渣油加氢技术根据脱除机械杂质，加氢脱金属、脱硫、脱氮/脱残炭反应机理和顺序，一般采用主功能不同的各种催化剂组合装填在不同或相同加氢反应器里，通常按接触反应物料的先后顺序，催化剂活性较低、粒度和孔径较大的前置，活性较高、粒度和孔径较小的后置；按催化剂种类分，从前到后，依次按保护剂、脱金属剂、脱硫剂、脱氮/脱残炭剂的级配顺序装填。典型的如雪佛龙（CHEVRON）公司渣油加氢系列专利技术、中国石化FRIPP 及 RIPP渣油加氢系列专利技术，均具有上述的共同技术特点。

目前固定床渣油加氢技术的反应物流按流向分依次进行机械杂质脱除、加氢脱金属、脱硫、脱氮/脱残炭反应，渣油中的机械杂质和金属杂质脱除后以固态物形式沉积在催化剂床层，最先在前置床层沉积，随着渣油处理量增加，沉积物增多并饱和，逐渐向后置床层延伸；沉积物的饱和一方面使催化剂活性逐渐丧失，另一方面使催化剂床层压降逐渐增加，其结果是反应转化效果离预期指标越来越远，同时加氢装置的生产安全度越来越低，加氢杂质脱除率降低与催化剂床层压降增加，两者之一达到工艺和装置设计极限值，装置生产周期便结束。

现有固定床渣油加氢装置运转初期，机械杂质的脱除、加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮/脱残炭反应比较均衡，随着运转时间增加，脱机械杂质和金属的前置催化剂床层因沉积物饱和而逐渐失活，导致加氢脱硫、加氢脱氮/脱残炭催化剂逐步承担更多的脱金属反应负荷，导致其失活速率加大。为了补偿活性损失，现有固定床渣油加氢技术在装置运转的中后期，需要逐渐提高催化剂床层的反应温度。但渣油加氢过程是一个复杂的反应系统，对应一个特定的渣油种类和催化剂级配体系，有其最佳的反应温度。提高反应温度在提升催化剂活性的同时，催化剂表面结焦及其它副反应速率也增加，催化剂床层容易出现热点，其一是进一步加大失活速率，二是床层压降进一步增加。此外，催化剂和装置都各有一个极限操作温度，反应温度不允许超过此两个极限值之一。

在加工劣质渣油时，保护和脱金属反应器（即第一个反应器）往往由于床层堵塞或催化剂活性先于脱硫转化主催化剂失活，从而造成装置运行周期缩短或主催化剂利用效率低等问题。为了解决上述问题，有人在工艺流程上做了改进，一种解决方案是在固定床反应器的前面加上一段移动床反应器或上流式反应器（up flow reactor，UFR）。利用移动床反应器催化剂可在线更换的特性，既解决床层堵塞的问题，也解决与主催化剂活性匹配的问题。其代表工艺是Chevron的OCR 技术和Shell的HYCON技术，但由于该技术的投资较高、操作非常不稳定，未能得到广泛的工业应用。UFR 工艺是一种上流式固定床加氢技术，反应物流自下而上，使催化剂床层轻微膨胀，从而解决了常规固定床反应器初末期压力降变化大的问题，其2000年首次实现工业化。

另一种解决方案是在反应器系列的前面采用可以切除或切换的前置反应器，其代表工艺是IFP的Hyvahl技术。采用可切除反应器技术，其投资低、操作简便、安全性高，但对系统的长周期运行只能是略有改进。可切换反应器技术的装置投资增加不多、操作也较简单，是一种非常有效的固定床渣油加氢技术改进方案，它能够应用较劣质的渣油原料，特别是金属含量增加的场合。技术优点：灵活操作，延长周期，降低成本。操作方式：多系列共用，摊薄成本。因此，近年来工业应用的发展趋势较快。但是这种技术采用的仍然是固定床反应器，与固定床的固有性质相同，其适应性也有很大的限制，很难适应渣油原料性质较大幅度的变化，这一点是如今大部分炼厂所必须面对的客观现实，下一步的研究重点就是如何增强该技术对原料大幅波动的适应性。

UOP 公司的固定床加氢技术在保护反应器与主反应器之间增设旁路，旁路上的阀门可以控制保护反应器的流量，确保其温度高于脆化温度。UOP 公司对高杂质含量原料的固定床加氢处理技术使用两床层保护反应器；其内部气体旁路，可最大限度利用保护床层的催化剂、最大限度减小压力降的增加；与保护反应器催化剂替换系统相比更有效，且更具有经济性。

为了缓解因固态物沉积导致催化剂床层压降增加过快问题，各催化剂研究单位竞相开发各种异形催化剂，以提高催化剂床层空隙率，尽量均匀容纳固态沉积物。如CN97116251.4、CN99225199.0、CN99225198.2、CN99225197.4、 CN03213520.3、CN03284728.9。

同时，各催化剂研究单位还配套研究一些系列催化剂级配方法，以适应不同原料油的加工需要，尽量延缓催化剂床层压差积累，延长运转周期。如 CN201010519221.1、CN201010519224.5、CN00807042.3。

上述相关专利，不论是采用异形催化剂增加床层空隙率，还是采用上流式反应器，其反应物流沿反应器轴向流动，流通面积与物流行程之比值偏小，固体沉积物均先在前置催化剂床层聚结，逐渐向后置催化剂床层延伸，无法根本解决催化剂同步失活、催化剂床层压降较大等问题，后置催化剂活性资源浪费较大的问题始终存在。

CN110591758A 公开了一种渣油加氢原料的预处理方法，其包括以下步骤：将经缓和加氢处理的渣油进行空化处理；所述缓和加氢处理的方法包括：将渣油原料在温度为300-350℃、压力为2-5MPa的条件下进行处理；所述空化处理的温度为90-150℃、压力为2-20MPa。该方法通过对渣油原料进行缓和加氢处理和空化处理，改善了渣油组分的组成结构及分布状态，预处理后的渣油原料平均相对分子质量减小，残炭和粘度有明显降低，而且渣油原料经进一步加氢反应后轻质油收率提高、焦炭收率降低。

但CN110591758A公开的渣油加氢原料的预处理方法需要二次加压和/或减压系统，这样导致工艺能耗增加。还有，该方法需要两次预处理过程，一次是使渣油原料轻质化的缓和加氢预处理过程，另一次是使渣油原料中沥青质含量降低、胶质含量增加、进而改善其中沥青质分散状态和增大渣油原料中胶体稳定性的空化预处理过程，这样就使得预处理的过程繁琐而不经济。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供了一种具有低温低压预处理装置的渣油加氢系统。所述系统含有至少一个低温低压预处理装置，该装置位于所述渣油加氢系统的前置反应器之前，所述低温低压预处理装置是将渣油原料中的不稳定烯烃转化为稳定烷烃的加氢反应器。

所述低温低压预处理装置中含有将不稳定烯烃转化为稳定烷烃的加氢催化剂，所述催化剂含有15-25质量% Ni催化活性组分和75-85质量% AL₂O₃载体，例如，20质量% Ni催化活性组分和80质量% AL₂O₃载体。所述低温低压预处理装置的体积为所述渣油加氢系统前置反应器体积的1/4–1/2,优选为1/3。所述低温低压预处理装置的工艺操作条件为：反应温度：180～220℃、反应压力：14～18MPa、空速：3～7.5h^-1、氢油体积比：400～1000，例如，反应温度：200℃、反应压力：16MPa、空速：5.5h^-1、氢油体积比：700。

本发明渣油加氢工艺使用上述具有低温低压预处理装置的渣油加氢反应系统。

本发明中，除低温低压预处理装置之外，其它反应器的加氢反应条件为：反应温度为320～430℃、反应压力为10～25MPa、空速为0.1～1.0h^-1、氢油体积比为200～2000，优选反应温度为350～400℃、反应压力为14～18MPa、空速为0.2～0.5h^-1、氢油体积比为400～1000。

本发明中，所述原料油为原油一次加工或二次加工所得常压渣油、减压渣油，或所述常压渣油、减压渣油任意比例的混合，常压渣油或减压渣油与一次加工或二次加工所得蜡油任意比例的混合。其密度（20℃）为 0.895～ 1.150g/cm³之间，粘度（100℃）为25～5000mm²/s之间，残炭为5.0m%～ 20.0m% 之间，硫含量为0.5m%～5.0m%之间，氮含量为0.1m%～1.0m% 之间，金属（Ni+V）含量为30.0～250.0µg/g之间。

本发明中，渣油加氢催化剂是指具有重油和/或渣油加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮和加氢裂化功能的单一催化剂或多种类催化剂。这些催化剂一般都是以多孔难熔无机氧化物、例如氧化铝或结晶硅铝酸盐如沸石为载体，以第 VIB族和/或 VIII族金属的氧化物为活性组分。还可以选择性的加入其它助剂如 P、Si、F、B 等元素的催化剂。例如抚顺石油化工研究院生产的 CEN、FZC 系列催化剂。

本发明通过在所述渣油加氢系统中增加低温低压预处理装置，所述低温低压预处理装置将渣油原料中的不稳定烯烃转化为稳定烷烃，由此减少了所述渣油加氢系统前置反应器催化剂床层的结焦，并进一步减少了沉积在催化剂表面上由结焦转变的碳粉颗粒数量，同时，所述低温低压预处理装置还能进一步降解由氧气和渣油原料中硫、氮化合物和/或烯烃聚集而成的胶质成分，避免所述胶质成分在进入所述渣油加氢系统前置反应器后结焦、最终也形成碳粉颗粒沉积在所述反应器催化剂床层表面上，这样就显著延长了所述渣油加氢系统前置反应器中保护剂和/或脱金属催化剂床层的使用寿命。

附图说明

图 1：常规渣油加氢工艺流程图

图2：本发明渣油加氢工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案和效果。

本发明提供了一种具有低温低压预处理装置的渣油加氢系统，所述系统含有至少一个低温低压预处理装置，该装置位于所述渣油加氢系统的前置反应器之前，所述低温低压预处理装置是将渣油原料中的不稳定烯烃转化为稳定烷烃的加氢反应器。

所述低温低压预处理装置中含有将不稳定烯烃转化为稳定烷烃的加氢催化剂，所述催化剂含有15-25质量% Ni催化活性组分和75-85质量% AL₂O₃载体。所述低温低压预处理装置的体积为所述渣油加氢系统前置反应器体积的1/4–1/2、优选为1/3。所述低温低压预处理装置的工艺操作条件为：反应温度：180～220℃、反应压力：14～18MPa、空速：3～7.5h^-1、氢油体积比：400～1000。

所述低温低压预处理装置将渣油原料中的不稳定烯烃转化为稳定烷烃，减少了所述渣油加氢系统前置反应器催化剂床层的结焦，进一步减少了沉积在催化剂表面上由结焦转变的碳粉颗粒数量，从而延长了所述渣油加氢系统前置反应器中保护剂和/或脱金属催化剂床层的使用寿命。

所述低温低压预处理装置进一步降解由氧气和渣油原料中硫、氮化合物和/或烯烃聚集而成的胶质成分，避免所述胶质成分在进入所述渣油加氢系统前置反应器后结焦、形成碳粉颗粒沉积在所述反应器催化剂床层表面。

所述低温低压预处理装置可与任何类型的渣油加氢固定床反应器进行串联和/或并联，形成完整的渣油加氢反应系统。通常，渣油原料和氢气从所述低温低压预处理装置上部或顶部进料口进入所述低温低压预处理装置中，经过所述低温低压预处理装置中催化剂床层反应之后，反应生成油从所述低温低压预处理装置下部出料口流出。

除上述低温低压预处理装置外，本发明渣油加氢反应系统还可含有保护剂反应器、加氢脱金属反应器、加氢脱硫反应器、加氢脱氮反应器、脱残炭反应器和/或部分加氢转化反应器。

本发明还提供了一种渣油加氢工艺，该工艺使用前述渣油加氢反应系统和上述低温低压预处理装置。

本发明渣油加氢工艺流程为：渣油原料和氢气从所述低温低压预处理装置上部或顶部进料口进入所述低温低压预处理装置中，经过所述低温低压预处理装置中催化剂床层反应之后，渣油原料中的不稳定烯烃转化为稳定烷烃，同时，由氧气和渣油原料中硫、氮化合物和/或烯烃聚集而成的胶质成分也被降解，预处理后的渣油原料从所述低温低压预处理装置下部出料口流出；混有溶解氢的上述预处理后的渣油原料通过进料管从系统前置反应器上部进入反应器中，通过油气分布器上的小孔流入催化剂床层，优选通过氢气分布盘均匀分布的补充氢气向上通过催化剂床层，与渣油原料混合后在催化剂床层上反应。渣油原料与氢气沿反应器轴向由上而下依次经过本发明系统前置反应器中的催化剂床层中的保护剂层和/或加氢脱金属催化剂层，其中反应器中的催化剂床层可以是单层，也可以是多层，但优选多层。最终的反应生成油由前置反应器下部的汇集区经出口排出，并进一步流经后续具有加氢脱硫催化剂床层的固定床反应器、具有加氢脱氮和/或脱残炭催化剂床层的反应器和/或部分加氢转化催化剂床层的反应器。其中，在本发明前置反应器中，脱除的机械杂质和容易脱除的铁、钙杂质沉积在保护剂床层上，镍、钒等金属杂质主要沉积在加氢脱金属催化剂床层上，所得加氢生成油经生成油汇集区汇集后排出反应器。

本发明渣油加氢系统及其工艺具有以下优点：（1）所述低温低压预处理装置中的加氢反应温度较低；（2）所述低温低压预处理装置中的加氢反应压力为系统压力，不需要再次加压或减压，节约了能耗；（3）通过所述低温低压预处理装置中的加氢反应，渣油原料中的烯烃等不稳定物质转化为稳定的烷烃，胶质成分得到降解，避免了烯烃和胶质成分等不稳定物质在炉管、高换区等高温区域快速缩合结焦形成碳粉颗粒、进而增加第一（前置）反应器中催化剂床层堵塞程度。

下面通过具体实施方式进一步解释和说明本发明，但本发明保护范围不限于下述实施例所述范围。

实施例 1

采用与以下对比例1相同的原料、催化剂品种及其级配和装填方法，进行如图2所示的本发明具有低温低压预处理装置的渣油加氢固定床反应系统及其工艺和如图1所示的常规渣油加氢固定床反应器系统及其工艺的工艺操作对比。

如图2所示，本发明渣油加氢系统的低温低压预处理装置位于所述系统前置（第一个）反应器之前，其含有将不稳定烯烃转化为稳定烷烃的加氢催化剂，所述催化剂含有20wt% Ni催化活性组分和80wt% AL₂O₃载体。所述低温低压预处理装置的体积为所述渣油加氢系统前置（第一个）反应器体积的1/3。所述低温低压预处理装置的工艺操作条件为：反应温度：200℃、反应压力：16MPa、空速：5.5h^-1、氢油体积比：700。

本实施例1中采用自主研制生产的ZRH系列催化剂，所述保护剂为 ZRH-106SP，加氢脱金属催化剂为 ZRH-117AS直径为3mm的四叶草型，加氢脱金属/加氢脱硫过渡型催化剂ZRH-211AS直径为1.3mm的四叶草型，加氢脱硫催化剂为ZRH-305AS直径为1.3mm的四叶草型，加氢脱氮催化剂为 ZRH-416AS直径为1.3mm的四叶草型；所述各反应器中，各功能类催化剂的级配装填比例为 ZRH-106SP：ZRH-117AS：ZRH-211AS：ZRH-305AS：ZRH-416AS＝10：30：5：20：35。原料油为一种中东常压渣油，其杂质含量如下：S＝2.78wt%，N＝0.29wt%，CCR＝12.1wt%，Ni＋V＝110µg/g。反应条件为：反应压力15.7MPa，反应温度 370℃，氢油体积比700，进油量以现有固定床的空速 0.2h^-1为基准，各种杂质脱除率取自加氢反应500h时的数据。反应结果如表2所示。

对经本发明渣油加氢系统低温低压预处理装置预处理的渣油原料取样、并进行光谱分析，以未处理的渣油原料中不稳定烯烃和胶质成分的含量为基准（100%），比较未处理的渣油原料中和预处理过的渣油原料中不稳定烯烃和胶质成分含量的变化，所得结果列于表1中。

表1

表2

比较例 1

采用和实施例 1 中相同的原料、各功能催化剂、各催化剂级配和装填比例和反应条件，所采用的常规渣油加氢固定床反应器系统及其工艺如图1所示，反应结果如表 3 所示。

表3

从表1可以看出：经本发明渣油加氢系统低温低压预处理装置预处理的渣油原料中不稳定烯烃和胶质成分含量显著下降，分别下降了70%和65%，其结果是：避免了烯烃和胶质成分等不稳定物质在反应器炉管、高换区等高温区域快速缩合结焦形成碳粉颗粒、进而增加系统第一（前置）反应器中催化剂床层堵塞程度，这有利于明显降低渣油加氢系统前置反应器催化剂床层压降。

从表2和表3中的数据分析可见：采用常规渣油加氢固定床反应器工艺，渣油进油量由基准增加到（基准+30%）时，反应空速由0.20h^-1增加到0.26h^-1，各种杂质脱除率随空速增加而下降，各种杂质脱除率随着基准每增加10%，减少4%左右。采用本发明具有低温低压预处理装置的渣油加氢固定床反应器工艺，由于新鲜渣油原料经预处理后不稳定烯烃和胶质成分含量显著下降，使得前置反应器催化剂床层中碳粒固体沉积物变少，导致催化剂床层堵塞程度得到明显缓解，催化剂实际工作效率增加，随着反应空速的增加，各种杂质脱除率虽有降低，但降低速度明显缓慢，各种杂质脱除率随着基准每增加10%，减少2%左右。

实施例 2

采用和以下对比例 2 中相同的原料、各功能催化剂、各催化剂级配和装填比例和反应条件，进行如图2所示的本发明具有低温低压预处理装置的渣油加氢固定床反应器系统及其工艺和如图1所示的常规渣油加氢固定床反应器系统及其工艺的工艺操作对比。

如图2所示，本发明渣油加氢系统的低温低压预处理装置位于所述系统前置（第一个）反应器之前，其含有将不稳定烯烃转化为稳定烷烃的加氢催化剂，所述催化剂含有25wt% Ni催化活性组分和75wt% AL₂O₃载体。所述低温低压预处理装置的体积为所述渣油加氢系统前置（第一个）反应器体积的1/4。所述低温低压预处理装置的工艺操作条件为：反应温度：210℃、反应压力：18MPa、空速：6.5h^-1、氢油体积比：900。

本实施例2中采用自主研制生产的ZRH系列催化剂，所述保护剂为 ZRH-105SP，加氢脱金属催化剂为 ZRH-118AS直径为3mm的四叶草型，加氢脱金属/加氢脱硫过渡型催化剂ZRH-215AS直径为1.3mm的四叶草型，加氢脱硫催化剂为ZRH-311AS直径为1.3mm的四叶草型，加氢脱氮催化剂为 ZRH-417AS直径为1.3mm的四叶草型；所述各反应器中，各功能类催化剂的级配装填比例为 ZRH-105SP：ZRH-118AS：ZRH-215AS：ZRH-311AS：ZRH-417AS＝10：30：5：20：35。原料油为一种中东常压渣油，其杂质含量如下：S＝2.78wt%，N＝0.29wt%，CCR＝12.1wt%，Ni＋V＝110µg/g。反应条件为：反应压力15.7MPa，反应温度 370℃，氢油体积比700，进油量以现有固定床的空速 0.2h^-1为基准，反应结果如表5所示。

对经本发明渣油加氢系统低温低压预处理装置预处理的渣油原料取样、并进行光谱分析，以未处理的渣油原料中不稳定烯烃和胶质成分的含量为基准（100%），比较未处理的渣油原料中和预处理过的渣油原料中不稳定烯烃和胶质成分含量的变化，所得结果列于表4中。

表4

表 5

比较例 2

采用和实施例 2 中相同的原料、各功能催化剂、各催化剂级配和装填比例和反应条件，所采用的常规渣油加氢固定床反应器系统及其工艺如图1所示，其第一个反应器的体积与实施例2中第一个反应器的体积相等。反应结果如表 6所示。

表 6

从表4可以看出：经本发明渣油加氢系统低温低压预处理装置预处理的渣油原料中不稳定烯烃和胶质成分含量显著下降，分别下降75%和70%，其结果是：避免了烯烃和胶质成分等不稳定物质在反应器炉管、高换区等高温区域快速缩合结焦形成碳粉颗粒、进而增加系统第一（前置）反应器中催化剂床层堵塞程度，这有利于明显降低渣油加氢系统前置反应器催化剂床层压降。

从表 5、表 6 的数据分析可知：在相同运转时间下，本发明渣油加氢固定床反应器系统及其工艺比在常规固定床反应器系统及其工艺的各种杂质脱除率均要高。而随着运转时间延长，从500h到750h，常规固定床反应器工艺的各种杂质脱除率降低了3.5~4个百分比，从750h到1000h，各种杂质脱除率降低了3个百分比左右；采用本发明具有低温低压预处理装置的渣油加氢固定床反应器工艺，由于新鲜渣油原料经预处理后不稳定烯烃和胶质成分含量显著下降，使得前置反应器催化剂床层中碳粒固体沉积物变少，导致催化剂床层堵塞程度得到明显缓解，催化剂实际工作效率增加，随着反应时间的增加，各种杂质脱除率虽有降低，但降低速度相对缓慢，从500h到750h，本发明固定床反应器工艺的各种杂质脱除率降低了2个百分比左右，从750h到1000h，各种杂质脱除率降低了1.5个百分比左右。

实施例 3

采用与实施例1相同的催化剂品种及其装填方法，进行本发明具有低温低压预处理装置的渣油加氢固定床反应器系统及其工艺与现有渣油加氢固定床反应器系统及其工艺的运转时间与温度的关系对比。

实施例3采用如图2所示的本发明具有低温低压预处理装置的渣油加氢固定床反应器系统及其工艺（如实施例1），同时，使用与实施例1中相同的原料、各功能催化剂和各催化剂装填级配和比例。

所述低温低压预处理装置的工艺操作条件为：反应温度：200℃、反应压力：16MPa、空速：5.5h-1、氢油体积比：700；所述反应器的工艺操作条件为：反应压力15.7MPa，氢油体积比700，空速 0.2h^-1，反应温度 365℃、367℃、370℃。反应结果如表 7所示。

表 7

比较例 3

比较例 3采用如图1所示的常规渣油加氢固定床反应器系统及其工艺，同时，其使用与比较例1相同的原料、各功能催化剂和各催化剂装填级配和比例，反应压力 15.7MPa，氢油体积比 700，空速 0.2h^-1，反应温度分别 365℃、370℃、380℃。反应结果如表 6所示。

表 8

由表 7、表 8数据分析可见：常规固定床反应器系统运转时间由1050小时增加到 1950小时，需将反应温度从365℃提到370℃，其渣油加氢各杂质脱除率才能维持在原来指标附近；由 1050 小时增加到 4150 小时，更需将反应温度从365℃提到 380℃，各杂质脱除率才能维持在原来指标附近。而相比于本发明具有低温低压预处理装置的渣油加氢固定床反应器系统，常规固定床反应器系统各杂质脱除率均降低了6~7个百分比，说明前置的BH（保护）剂、HDM（脱金属）剂的活性损失较大，后置HDS（脱硫）剂、HDN（脱氮）剂即使较高温度下，也不能有效补偿前置催化剂的脱金属活性。本发明中，由于新鲜渣油原料经预处理后不稳定烯烃和胶质成分含量显著下降，使得前置反应器催化剂床层中碳粒固体沉积物变少，催化剂床层堵塞程度得到明显缓解，催化剂实际工作效率增加，导致本发明固定床反应器系统从1000小时运转到4000小时只需要提高5℃的温度，即可使各杂质脱除率维持相对稳定。

Claims

1.一种具有低温低压预处理装置的渣油加氢系统，其特征在于：所述系统含有至少一个低温低压预处理装置，该装置位于所述渣油加氢系统的前置反应器之前，所述低温低压预处理装置是将渣油原料中的不稳定烯烃转化为稳定烷烃的加氢反应器。

2.根据权利要求1所述的渣油加氢系统，其中，所述低温低压预处理装置中含有将不稳定烯烃转化为稳定烷烃的加氢催化剂，所述催化剂含有15-25质量% Ni催化活性组分和75-85质量% AL₂O₃载体。

3.根据权利要求1所述的渣油加氢系统，其中，所述低温低压预处理装置的体积为所述渣油加氢系统前置反应器体积的1/4–1/2,优选为1/3。

4.根据权利要求1所述的渣油加氢系统，其中，所述低温低压预处理装置的工艺操作条件为：反应温度：180～220℃、反应压力：14～18MPa、空速：3～7.5h^-1、氢油体积比:400～1000。

5.根据权利要求1所述的渣油加氢系统，其中，所述低温低压预处理装置将渣油原料中的不稳定烯烃转化为稳定烷烃，减少了所述渣油加氢系统前置反应器催化剂床层的结焦，进一步减少了沉积在催化剂表面上由结焦转变的碳粉颗粒数量，从而延长了所述渣油加氢系统前置反应器中保护剂和/或脱金属催化剂床层的使用寿命。

6.根据权利要求5所述的渣油加氢系统，其中，所述低温低压预处理装置进一步降解由氧气和渣油原料中硫、氮化合物和/或烯烃聚集而成的胶质成分，避免所述胶质成分在进入所述渣油加氢系统前置反应器后结焦、形成碳粉颗粒沉积在所述反应器催化剂床层表面。

7.根据权利要求1-6之一所述的渣油加氢系统，其中，所述低温低压预处理装置可与任何类型的渣油加氢固定床反应器进行串联和/或并联，形成完整的渣油加氢反应系统。

8.根据权利要求1-6之一所述的渣油加氢系统，其中，渣油原料和氢气从所述低温低压预处理装置上部或顶部进料口进入所述低温低压预处理装置中，经过所述低温低压预处理装置中催化剂床层反应之后，反应生成油从所述低温低压预处理装置下部出料口流出。

9.根据权利要求1-6之一所述的渣油加氢反应系统，其中，该系统还含有保护剂反应器、加氢脱金属反应器、加氢脱硫反应器、加氢脱氮反应器、脱残炭反应器和/或部分加氢转化反应器。

10.一种渣油加氢工艺，其特征在于：使用根据权利要求1-9任何之一所述的渣油加氢系统。

11.根据权利要求10所述的渣油加氢工艺，其中，反应器反应条件为：反应温度：320～430℃、反应压力：10～25MPa、空速：0.1～1.0h^-1、氢油体积比：200～2000，反应器反应条件进一步为：反应温度：350 ～ 400℃、反应压力：14～18MPa、空速：0.2～0.5h^-1、氢油体积比：400～1000。