FRIPP延长固定床渣油加氢装置运行周期技术进展及应用实践

HDS
HDN
HG
HDM
低加氢活性和适中的沥青质转化能力。
开发平缓梯级过渡的保护剂脱金属剂级
配技术（S-Fitrap），各功能的保护剂和
几十纳米级的脱金属剂的性能有机结合起
来，各催化剂的物理性质和反应性能实现
了平缓梯级过渡。
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技术研究进展—保护剂/脱金属催化剂开发
为了充分发挥反应孔道的利用率，开发
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技术背景
技术难点
渣油加氢保护段的大颗粒催化剂的活性金属沿径向一般呈外多内少分布，大多反 应发生在催化剂颗粒外表面，致使催化剂表面过早被重金属和积碳覆盖，掩盖了催 化剂的活性中心，影响了催化剂的活性发挥，催化剂颗粒内部的活性中心和金属沉 积空间无法发生效用，致使催化剂的容金属能力下降，影响了运转寿命。 渣油加氢脱硫、脱残炭剂孔径小，小孔比例高，有相当比例的活性金属负载于小 孔径的表面上，造成了活性金属的浪费；其大孔比例小，对通过脱金属剂床层处理 过的渣油中含有的胶质沥青质等大分子转化能力弱，往往会吸附在催化剂表面，堵 塞了孔道，降低了催化剂的反应效率。 渣油加氢脱硫、脱残炭剂颗粒的活性金属一般呈外多内少分布，致使外表面反应 活性高，易于积碳，掩盖了活性中心和孔口，进一步降低催化剂的催化效率。
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技术研究进展—保护剂/脱金属催化剂开发
大颗粒保护剂形状设计
➢ 减少催化剂颗粒闭锁产生的几 率和程度，使颗粒不同位置外表 面向内扩散的距离变的更短。 ➢ 提高床层空隙率，保证足够的 催化剂强度，增大外表面积减小 催化剂颗粒的当量直径。
四叶轮型的催化剂外观形状
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技术研究进展—保护剂/脱金属催化剂开发
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技术背景
技术难点
固定床渣油加氢装置要实现长周期稳定运转的主要影响因素为床层压降上升和径 向温差加大，进而发展为热点。 催化剂体系容金属能力是装置运转寿命的决定因素。 渣油加氢装置保护反应器压降升高大多是由于铁钙及垢物集中沉积于其顶部较小 范围的催化剂床层，造成床层空隙率下降，物流分布不均，径向温差加大并逐渐衍 变为热点，加速了压降的上升，影响了运转寿命。 保护剂体系一般从毫米级孔道如果直接过渡到几十纳米级催化剂，铁钙在几十纳 米级催化剂的颗粒之间沉积，造成空隙率下降堵塞床层，径向温差产生并产生。 渣油加氢保护段催化剂在百纳米级扩散通道的孔容积分率如不足，反应物在颗粒 内的扩散传质受到抑制，反应效果受到影响，容金属量不足，催化剂的寿命短。
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技术研究进展—保护剂/脱金属催化剂开发
主要技术创新：
具备扩散通道和反应孔道。开发具备 丰富扩散通道和反应孔道的载体，催化 剂具有百纳米级扩散通道和几十纳米级 反应孔道，提高催化剂的脱容金属能力 和沥青质转化性能。 活性金属径向逆分布的负载技术。使 活性金属呈外少内多分布。
HDS
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主要内容
1 技术背景
2 技术研究进展
3
高性能渣油加氢处理催化剂工业应用
4 结论
6
技术研究进展
技术开发思路
通过提高催化剂体系的脱 容金属、沥青质等大分子转 化能力，来适应更为劣质的 原料，并延长运转周期。 包含了催化材料创新、载 体制备技术创新、活性金属 组分负载技术创新以及新的 催化剂级配技术。
500
Байду номын сангаас
活性金属
应，在颗粒内部渐次沉积金属和积炭等杂质，
450
提高了催化剂的容金属量。
400
有益效果
350
—— 有利于提高催化剂的容金属能力，从
300
而提高整体催化剂的利用率，提高催化剂的使
250
0
0.5
1
1.5 用寿命。解决初期活性过高，温升过高的问题。
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技术研究进展—保护剂/脱金属催化剂开发
a：放大1万倍
b：放大3万倍
催化剂孔道SEM
技术研究进展—保护剂/脱金属催化剂开发
针对大颗粒催化剂，开发了活性金属径向逆
分布的负载技术，活性金属呈外少内多分布。
颠覆了常规负载方法造成的外多内少的活性金
属分布状态。
—— 解决了颗粒外表面及孔口快速沉积金
属，堵塞孔口，内部孔道无法得到充分利用的
问题。使得反应物能够进入催化剂颗粒内部反
微米级孔道的脱铁/钙保护剂
为了提高脱/容铁钙能力，降低床层压降，开 发了由硅铝纤维制备的可几孔道为13微米左右的 脱铁/钙保护剂。并负载适量的活性金属，在保 证高脱/容铁钙能力的同时，赋予其一定的胶质 和沥青质转化能力。分担下游催化剂的胶质和沥 青质转化负荷，减轻结焦量。
加氢保护剂S-Fitrap体系
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技术研究进展—保护剂/脱金属催化剂开发
主要技术创新：
针对沥青质大分子和铁、钙等杂质，开
发一种新型专门脱铁/钙保护剂。该剂需具
有微米级孔道结构和高的空隙率，铁钙沉
积于催化剂颗粒内，提升容铁钙能力，催
化剂床层空隙率得以保存，大大减缓了径 向温差产生的可能，延缓压降上升。具有
技术研究进展—保护剂/脱金属催化剂开发
泡沫陶瓷过滤材料
➢泡沫陶瓷材料保护剂 功能：脱除FeS,碳粒和机械杂质等垢物拦截。 特点：具有80%以上的空隙率，特殊的内孔结 构产生的盘旋路径，容易捕获垢物，改善物流 分布。可提高反应器的利用率，有效地控制床 层压降。
加氢保护剂S-Fitrap体系
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FRIPP延长固定床渣油加氢装置运行周期技术 进展及应用实践
主要内容
1 技术背景
2 技术研究进展
3
高性能渣油加氢处理催化剂工业应用
4 结论
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技术背景
固定床渣油加氢+催化裂化已成为炼 厂的核心装置； 大型固定床渣油加氢仍是目前渣油 加氢技术发展的主要趋势； 到目前为止，国内（大陆）在产的 渣油加氢装置22套，加工规模5600万吨 /年。 为了应对原料劣质化和运转延长的要 求，对渣油加氢催化剂体系的脱容杂质 能力及级配体系提出了更高的要求。 通常运转周期为11~15个月。
编号
了百纳米级的扩散通道20%以上的梯级孔载体， 使得扩散通道与反应孔道有和很好的匹配， 孔径/nm
充分利用了反应孔道，容金属空间提高20%以 孔容/mL·g-1 上。
催化剂孔道更加通畅，有利于减小大分
子内扩散阻力。
新载体 21
1.05
原载体 18 0.85
扩散 通道
反应孔道
孔径，nm 催化剂压汞法孔分布