способ активации катализаторов для процессов гидропереработки нефтяного сырья

Формула изобретения

Способ активации катализаторов для процессов гидропереработки нефтяного сырья путем обработки алюмоникельмолибденового катализатора элементарной серой, загружаемой на верхний слой катализатора, который нагревают в среде водородсодержащего газа до 120-140^oС, отличающийся тем, что серу загружают послойно в количестве 1,0-2,5% от массы катализатора, который затем последовательно обрабатывают сероводородсодержащим газом при 150-175^oС и дизельным топливом при 250-330^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу активации катализаторов для процессов гидропереработки нефтяного сырья.

Известен способ активации катализаторов для гидроочистки нефтяных фракций, содержащих металлы VI и VIII групп, путем обработки их смесью водородсодержащего газа с 5-10% сероводорода при давлении 1-35 атм, температуре 150-370^oС (Ч. Томас. "Промышленные каталитические процессы и эффективные катализаторы". Изд. Мир, М., 1973, стр.254-256).

Способ позволяет перевести окисную форму металлов в сульфидную, однако в результате высокой концентрации сероводорода в газе в начальный период выделяется значительное количество тепла, что приводит к местным перегревам зерна катализатора и, как следствие, к снижению его активности.

Известен также способ активации алюмокобальтмолибденового или алюмоникельмолибдонового катализатора для гидроочистки нефтяных дистиллятов путем их сульфидирования.

Сульфидирование проводят путем обработки катализатора элементарной серой, загружаемой на верхний слой катализатора, который нагревают в среде водородсодержащего газа до 120-140^oС и выдерживают 2,0-2,5 ч при давлении 0,5-0,7 МПа. Температуру нагрева повышают до 150-160^oС и катализатор дополнительно обрабатывают прямогонной дистиллятной фракцией, выкипающей в пределах 160-320^oС, подаваемой со скоростью 1,0-3,0 ч^-1, выдерживают при циркуляции этой фракции 1-3 ч при давлении 2,0-4,5 МПа. Затем температуру нагрева повышают со скоростью 15-25^oС/ч до 200-250^oС и выдерживают при этой температуре до выравнивания концентрации сероводорода на входе и выходе из реактора с последующим переходом на режим гидроочистки (а.с. СССР 1595559, В 01 J 38/20, 29/16, 1990, Б.И. 36).

Недостатком известного способа является то, что загруженная сера практически сразу переходит в сероводород, что приводит за счет экзоэффекта к внезапному повышению температуры в слое катализатора, что ухудшает его механические и каталитические свойства.

Ближайшим известным решением аналогичной задачи по технической сущности является способ активации катализатора для гидроочистки нефтяных фракций сульфидированием катализатора свободной серой. Согласно известному способу в реактор поверх слоя катализатора загружают 3,0-8,0% серы от массы катализатора, повышают температуру за счет циркуляции водородсодержащего газа до 120-140^oС и выдерживают при этой температуре и давлении 0,5-0,7 МПа в течение 2,0-2,5 ч. Затем повышают температуру до 180-200^oС со скоростью 25-30^oС в час, а давление до 2,0-2,5 МПа и выдерживают в таких условиях 2-3 ч до выравнивания температуры в слое катализатора. После этого реактор выводят на режим гидроочистки и подают сырье и водородсодержащий газ.

Преимуществом данного способа является его простота, небольшая продолжительность и минимальное вредное воздействие на катализатор. К недостатку его следует отнести трудность осуществления в промышленном реакторе ввиду неравномерного взаимодействия образующегося из серы сероводорода по всему объему катализатора (Е.Д. Радченко, Б.К. Нефедов, P.P. Алиев "Промышленные катализаторы гидрогенизационных процессов нефтепереработки". М., Химия, 1987 г., стр.155-156, стр.153).

Настоящее изобретение направлено на разработку способа активации алюмоникель (кобальт) молибденовых катализаторов для процессов гидропереработки нефтяного сырья, позволяющего улучшить механические свойства катализатора и повысить его активность при переработке тяжелых видов нефтяного сырья.

Поставленная задача решается заявляемым способом активации катализаторов для процессов гидропереработки нефтяного сырья, включающем обработку алюмоникель (кобальт) молибденого катализатора элементарной серой, загружаемой послойно в количестве 1,0-2,5% от массы катализатора, который нагревают до 120-140^oС с последующей обработкой катализатора сероводородсодержащим газом при температуре 150-175^oС и дизельным топливом при температуре 250-330^oС.

Отличием заявляемого способа от известного является послойная загрузка элементарной серы в количестве 1,0-2,5% от массы катализатора (против 3,0-8,0% по прототипу) и дополнительная обработка катализатора сероводородсодержащим газом при температуре 150-175^oС и дизельным топливом при температуре 250-330^oС.

Сочетание же заявляемого количества загружаемой серы при послойной загрузке его и обработки катализатора сероводородсодержащим газом при температуре 150-175^oС и дизельным топливом при температуре 250-330^oС позволяет уменьшить растрескиваемость гранул при осернении и тем самым уменьшить перепад давления по реактору, а также увеличить гидрообессеривающую активность при гидроочистке тяжелых видов нефтяного сырья.

Ниже представлены конкретные примеры осуществления заявляемого способа.

Пример 1. Способ активации заключается в сульфидировании алюмоникельмолибденового катализатора гидроочистки состава, мас. %: NiO - 3,5; MoO₃ - 10,5; Р₂O₅ - 2,8; В₂O₅ - 0,8; Al₂O₃ - остальное.

При загрузке катализатора в реактор послойно загружают элементарную серу в количестве 1,0% от массы катализатора и нагревают в среде водорода до 120^oС и при давлении 1,0 МПа.

Затем температуру повышают до 150^oС и давление до 3,0 МПа и катализатор обрабатывают сероводородсодержащим газом (содержание Н₂S - 1,6%) в течение 10 час с последующим переходом на дизельное топливо при температуре 310^oС.

После 10 час работы на дизельном топливе температуру в реакторе повышают до 360^oС и осуществляют переход на вакуумный газойль.

Пример 2. Сульфидируют катализатор гидроочистки состава, маc. %:

NiO - 3,0; MoO₃ - 11,0; Р₂О₅ - 3,0; B₂O₃ - 0,8; Al₂O₃ - остальное.

В реактор при загрузке катализатора послойно загружают элементарную серу в количестве 1,5% от массы катализатора и нагревают в среде водорода до 130^oС и давлении 1,5 МПа.

Затем температуру повышают до 175^oС и давление до 2,5 МПа, и катализатор обрабатывают сероводородсодержащим газом (содержание Н₂S 1,2%) в течение 15 час с последующим переходом на дизельное топливо при температуре 300^oС. После 15 час работы на дизельном топливе температуру в реакторе повышают до 360^oС и осуществляют переход на вакуумный газойль.

Пример 3. Сульфидируют катализатор состава, маc.%:

СоО - 3,0; MoO₃ - 11,0; Р₂О₅ - 3,0; В₂O₅ - 1,0; Al₂O₃ - остальное.

При загрузке катализаторов в реактор послойно загружают элементарную серу в количестве 2,5% от массы катализатора и нагревают в среде водорода до 140^oС и давлении 1,3 МПа. Затем температуру повышают до 160^oС и давление до 2,8 МПа, и катализатор обрабатывают сероводородсодержащим газом (содержание Н₂S - 2,0%) в течение 12 час с последующим переходом на дизельное топливо при 330^oС. После 8 час работы на дизельном топливе температуру в реакторе повышают до 360^oС и осуществляют переход на вакуумный газойль.

Катализаторы, активированные по примерам 1-3, были испытаны в процессе гидроочистки вакуумного газойля (фракция 360-510^oС, содержание серы 1,4%) при давлении 3,5 МПа, объемной скорости подачи сырья 2,0 ч^-1, соотношении водород: сырье 300 нл/л и температуре 360^oС.

Сравнительные результаты представлены в таблице.

Из результатов, приведенных в таблице, видно, что осуществление способа активации по примерам 1-3 позволяет существенно повысить гидрообессеривающую активность катализаторов, а также уменьшить перепад давления по реактору, что позволит увеличить межрегенерационный период работы катализатора и тем самым получить значительный экономический эффект.