劣质渣油加氢脱金属催化剂RDM-36的开发

根据高金属含量劣质渣油加氢反应的特点,通过开发新型载体材料优化催化剂载体的孔结构、采用新的活性组分负载方法提高催化剂的容金属能力、对催化剂表面性质进行改性提高催化剂反应的稳定性等多方面设计,成功开发了新型脱金属催化剂RDM-36。RDM-36催化剂在劣质渣油加氢处理过程中表现出优良的脱金属及沥青转化性能。寿命试验结果表明,RDM-36催化剂可实现固定床工艺条件下对高金属含量劣质原料的长周期加工运转,提高固定床渣油加氢装置对劣质原料油的适应能力。     

沥青质稳定性在渣油加氢过程中的变化规律

为考察固定床渣油加氢-催化裂化双向组合（RICP）技术中多环芳烃改善杂质脱除效果和抑制催化剂积炭的原因,建立了基于Flory-Huggins活度系数模型考察380 ℃、14.0 MPa条件下沥青质稳定性的方法。基于上述方法,建立了衡量渣油加氢反应中活性氢使用效率的参数A/B：A越大,活性氢用于杂质脱除的效率越高;B越小,活性氢用于沥青质加氢的效率越高。研究结果表明,经过加氢后,渣油轻质化程度增加,渣油溶氢量增加,沥青质与渣油（含溶解氢）溶解度参数之差增加,沥青质稳定性变差;在380 ℃、14.0 MPa条件下,采用RDM-32,RDM-53,RCS-31催化剂以体积比40：10：50级配时,沙轻常压渣油加氢过程的A/B值最大;在此基础上,引入高芳香性馏分有利于进一步提高加氢过程的A/B值。多环芳烃改善杂质脱除效果并抑制催化剂积炭的原因在于：多环芳烃优化了活性氢用于杂质脱除和沥青质加氢的效率。     

渣油加氢脱金属催化剂RDM-2的研究

根据渣油中Ni和V化合物的加氢反应机理,对催化剂孔结构和形状等进行设计,并通过新的制备技术研制和开发了RDM-2渣油加氢脱金属催化剂。以伊朗常压渣油和沙中常压渣油为原料在中型固定床反应器上评价了工业试生产的RDM-2催化剂和国外同类参比剂的性能。结果表明,RDM-2催化剂的脱金属活性和脱硫活性明显好于国外参比剂,在达到相同脱金属率和脱硫率的情况下,反应温度低10℃以上。该剂已成功应用于工业渣油加氢装置。     

渣油加氢脱金属催化剂快速评价方法

渣油加氢脱金属催化剂快速评价方法渣油中沥青质、结焦母体及金属卟啉化合物往往使催化剂迅速失活，以致装置停工。为此，需要使用高性能的加氢脱硫催化剂和脱金属催化剂。脱金属催化剂可将渣油中有机金属（如镍、钒）化合物加以分解，并捕捉、容存这些金属，从而保护脱硫...     

沿江炼油厂渣油加氢装置长周期运行及优化对策

针对沿江炼油厂渣油加氢装置原料硫含量低、氮含量较高、金属Ni?V比高以及金属Fe和Ca含量高等特点,中国石化石油化工科学研究院提出了一系列解决方案:增设原油预脱钙措施,开发容垢能力更高的保护剂和残炭前身物加氢转化能力更强的催化剂,开发有针对性的催化剂级配技术,开发高效的反应物流分配技术,在部分炼油厂实施RICP工艺。工业应用结果表明,所开发的集成技术可充分发挥保护反应器的容垢能力和整体催化剂的活性,有利于沿江炼油厂渣油加氢装置的长周期运转。     

两类典型渣油原料加氢过程中脱金属催化剂运转初期失活研究

采用碳硫元素分析(CS)、催化剂氮含量分析(CAT-N)、热重 质谱联用分析(TG-MS)以及低温静态N₂物理吸附等技术手段,分别对在中型固定床渣油加氢实验装置上运转0(硫化后)、162、262、562 h后的卸出加氢脱金属催化剂进行表征,以研究高氮低硫类渣油加氢过程运转初期催化剂失活快的原因。结果表明：在相同催化剂级配体系和相同工艺条件下,与加工高硫低氮类沙特阿拉伯轻质原油的渣油原料(沙轻渣油)的脱金属催化剂相比,加工高氮低硫类仪长管输原油的渣油原料(仪长渣油)的脱金属催化剂上形成了更多的积炭,沉积的硫化物略少,而氮化物较多;加工仪长渣油的脱金属催化剂上形成了更多的高温型积炭,且相比加工沙轻渣油的脱金属催化剂上形成的高温型积炭更难氧化燃烧;积炭对加工仪长渣油的脱金属催化剂的孔结构性质影响更大,比表面积、孔体积均低于加工沙轻渣油的脱金属催化剂,大孔占比更低。     

渣油加氢处理(RHT)系列催化剂的工业生产和应用

中国石化股份有限公司石油化工科学研究院针对中东高硫原油及国内劣质原油研究开发的渣油加氢处理技术，其系列催化剂包括RG10A和RG-10B保护剂、RDM-2脱金属剂、RMS-1脱金属脱硫剂、RSN-1脱硫脱氮剂。这些催化剂进行了工业生产，并在1.5Mt／a UFR／VRDS渣油加氢装置的固定床反应器中进行了工业应用。应用结果表明，该系列催化剂加氢活性和稳定性能都明显优于原来使用的催化剂（参比剂），在相近反应条件下，脱硫率、脱金属率和脱残炭率比参比剂可分别提高10，16，21个百分点以上。     

RIPP新一代高效渣油加氢处理RHT系列催化剂的开发及工业应用

 基于石油资源的高效利用、用户需求和长期以来积累的知识,中国石化石油化工科学研究院(RIPP)开发了新一代高效渣油加氢处理（RHT）系列催化剂,并在多套工业装置上进行了工业应用。工业应用结果表明,新一代 RHT 催化剂的加氢脱硫(HDS)、加氢脱金属(HDM)和加氢脱残炭(HDCCR)反应活性和选择性明显提高,沥青质和胶质的转化率高,生成油氢含量高,运转周期长,活性及稳定性都优于国内外同类催化剂。同时催化剂的性价比进一步提高,市场竞争力得到加强。     

国外某炼油厂劣质渣油加氢原料油试验研究

为了满足某炼油厂渣油加氢装置加工劣质渣油的实际需求，确保装置长周期平稳运行，开展了不同催化剂级配体系渣油加氢稳定性试验和原料优化试验。稳定性试验结果表明：优化后的催化剂级配可以满足该炼油厂催化剂使用寿命达150 d的要求，各项杂质的脱除率均达到了技术指标要求。与常规渣油加氢催化剂级配相比，加工高金属、高残炭劣质渣油时提高保护剂及脱金属剂的比例，催化剂体系的整体活性没有明显降低，杂质脱除效果更优，且床层温升更易控制。原料优化试验结果表明：对该劣质渣油，脱沥青油掺炼比例越高，反应性能越好；当掺炼比例达到40%时，在满足催化剂使用寿命要求的同时，整个运行周期中产物的残炭可以满足装置的实际生产要求。     

NiV/Al_2O_3催化剂的渣油加氢活性研究

以孔饱和浸渍法制备不同Ni/(Ni+V)原子比的NiV/Al2O3催化剂,并对催化剂进行拉曼光谱和H2-程序升温还原(H2-TPR)表征。以科威特常压渣油为原料,考察不同Ni/(Ni+V)原子比的NiV/Al2O3催化剂的渣油加氢脱金属和脱硫活性。研究结果表明:Ni可促进V的聚集,减弱V与载体间的相互作用;Ni与V具有协同作用,Ni/(Ni+V)原子比为0.25时,催化剂的渣油加氢脱金属活性明显高于其它Ni/(Ni+V)原子比的催化剂,渣油加氢脱硫活性略高于其它Ni/(Ni+V)原子比的催化剂。     

渣油加氢处理过程中金属分布与脱除规律的研究

在渣油加氧处理中试装置上，考察了金属在不同催化剂上的脱除规律。结果表明，阿曼原料渣油经加氢处理后，镍、钒、铁、钠、钙脱除率分别为84．9％，93．8%,4，96．8％，34．0％，70．0％，镍、钒、铁比钠、钙更容易脱除。镍、钒、铁在脱金属催化剂上的脱除率分别为61．2％，80．8％，93．5％，大部分金属在脱金属催化剂上就已经脱除。渣油中的金属杂质主要分布在胶质和沥青质组分中，金属在胶质组分中分布比例较高，但较易脱除。加氢处理对组成分布的影响使得镍和钒在胶质和沥青质组分中的分布比例发生变化，未能脱除的金属主要残留在沥青质组分中。     

油砂沥青油的加氢处理研究

油砂沥青油为高密度、高黏度、高金属含量、高残炭的劣质原料,采用沸腾床加氢催化剂,利用反应釜进行加氢处理,考察了反应温度和反应时间对其反应性能的影响,以寻求最佳的沸腾床加氢处理反应条件。实验结果表明,随着反应温度升高、反应时间增加,油砂沥青油的加氢生成油中Fe,Na,Ni,V含量和残炭逐渐降低,最佳反应条件为反应温度430 ℃、反应时间80min,在该条件下,Fe,Na,Ni,V的脱除率分别为99.97%,99.99%,98.11%,99.61%,残炭降低率为72.61%。利用沸腾床进行油砂沥青油的加氢处理,可以有效改善油品性质,满足深加工要求。     

镍在渣油加氢处理过程中的行为研究

采用4反应段固定床连续加氢处理装置研究了镍在渣油加氢处理过程中的变化,分析了混合渣油原料油及各步加氢处理油中镍的含量,并将各油样分离成八组分,对各组分中的元素镍进行了分析,讨论了原料油、各加氢处理油及分离组分中镍的分布变化及原因。结果表明,原料油中的镍主要集中在胶质和沥青质组分中,在保护剂段沥青质组分被大量脱除,并促使重组分中部分镍的存在形式发生一定的转化,减轻了后续床层催化剂的负荷,镍主要在加氢保护剂段和加氢脱金属段被脱除,有利于延长下游催化剂的使用寿命;经连续加氢处理后,镍含量明显降低,由25.4μg/g儋降低到5.3μg/g,镍的累积脱除率达到79.1%。     

工业渣油加氢失活催化剂上沉积金属及积炭研究

采用碳-硫元素分析、X射线荧光光谱、X射线衍射光谱、扫描电镜以及热重分析等手段对处理后的工业固定床渣油加氢失活催化剂进行表征。结果表明：保护剂、保护-脱金属过渡剂、脱金属剂、脱金属-脱硫过渡剂主要拦截杂质金属,并以NiV₂S₄的形态存在于催化剂中,脱硫剂、降残炭剂积炭更多。沿物流方向,积炭从软炭向硬炭转变,积炭量增加;金属沉积量和分解温度均先增加后降低,在脱金属剂中沉积量最大,沉积物分子结构最复杂;脱金属-脱硫过渡剂和脱金属剂床层出现严重板结;V元素含量先增加后下降,Fe元素含量逐渐下降,Ni和Ca元素含量的分布则相对平均。沿催化剂颗粒横截面,Fe元素主要沉积在外表面;Ni元素分布较为均匀;V在催化剂边缘处存在较多,中心处沉积量较低,在脱金属剂和脱金属-脱硫过渡剂横截面处呈V形分布,在脱硫剂和降残炭剂横截面处呈U形分布,多数分布在催化剂颗粒表面。在分析基础上提出了催化剂改进建议。     

采用非对称轮换式保护反应器的固定床渣油加氢技术开发

开发了采用非对称轮换式保护反应器的固定床渣油加氢技术以及轮换保护反应区专用脱金属催化剂和催化剂器外硫化技术,并以不同金属含量的渣油为原料,在固定床中型装置上进行了轮换保护反应区和主反应区的催化剂活性稳定性以及工艺原料适应性等试验。结果表明：主反应区的催化剂级配具有良好的活性稳定性,主反应区的运转周期可达到3年;非对称轮换式保护反应器的固定床渣油加氢技术原料适应性好、杂质脱除率高、产品分布好,是延长固定床渣油加氢运转周期优选的技术。     

渣油的微波改质技术研究

以沙特中质渣油为原料,研究了微波辐射参数（温度、功率、时间）对油品降黏、脱硫、脱金属效果及族组成的影响,并研究了不同原料（沙特中质渣油、沙特轻质渣油、金陵渣油）性质对微波降黏效果的影响规律。结果表明:在实验考察范围内,油品黏度随辐射温度的升高先降低后升高,随功率的升高而降低,随时间的增长先降低后升高;硫含量随功率的增加逐渐降低;与渣油原料相比,经微波辐射后,渣油的饱和烃含量基本不变,芳烃含量略有增加,胶质、沥青质含量减少,金属（Ni、V）含量基本不变;原料中沥青质含量越高,降黏的效果越好。     

渣油加氢催化剂上金属沉积与分布研究

对运转后S-RHT渣油加氢催化剂进行了剖析。采集了S-RHT反应器不同位置运转后的催化剂样品，利用ICP，SEM等手段对金属沉积及分布进行了剖析。结果发现，渣油中几种主要的重金属，Fe主要沉积在保护剂上，Ni主要沉积在HDM催化剂上，V在HG和HDM催化剂上均有大量沉积；而这些金属在HDS和HDN催化剂上的沉积量较少；催化剂上的金属沉积量随着床层深度增加而减少；HDM催化剂上，重金属Ni和V在单一颗粒上径向分布均匀；而在HDN催化剂上，Ni在径向分布均匀，V则大量存在于外表面。