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      一種中低溫煤焦油加氫精制工藝的制作方法

      文檔序號(hào):12456452閱讀:247來(lái)源:國(guó)知局

      本發(fā)明涉及一種中低溫煤焦油加氫脫硫精制工藝,具體涉及一種采用特定催化劑進(jìn)行的一種中低溫煤焦油加氫脫硫精制工藝。



      背景技術(shù):

      煤焦油是煉焦工業(yè)煤熱解生成的粗煤氣中的產(chǎn)物之一,其產(chǎn)量約占裝爐煤的3%~4%在常溫常壓下其產(chǎn)品呈黑色粘稠液狀。煤焦油是煤化學(xué)工業(yè)的主要原料,其成分達(dá)上萬(wàn)種,主要含有苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽等芳烴,以及芳香族含氧化合物(如苯酚等酚類化合物),含氮、含硫的雜環(huán)化合物等多種有機(jī)物,可采用分餾的方法把煤焦油分割成不同沸點(diǎn)范圍的餾分。根據(jù)煤熱加工過(guò)程的不同,所得到的煤焦油通常被分為高溫焦油(900℃~1000℃)、中溫焦油(650℃~900℃)和低溫焦油(450℃~650℃)。

      我國(guó)是產(chǎn)煤大國(guó),有著豐富的煤焦油資源,煤焦油作為生產(chǎn)蘭炭、焦炭和煤氣化的副產(chǎn)品,目前年產(chǎn)約1500萬(wàn)噸,除部分高溫煤焦油用于提取化工產(chǎn)品外,多數(shù)煤焦油沒(méi)有得到合理的利用,大部分中低溫煤焦油和少量高溫煤焦油被作為燃料進(jìn)行粗放燃燒。因煤焦油中含有大量的芳香族等環(huán)狀結(jié)構(gòu)化合物,較難充分燃燒,同時(shí)煤焦油含碳量高,含氫量低,燃燒時(shí)更容易生成炭黑,致使燃燒不完全并產(chǎn)生大量的煙塵。另外,由于煤焦油中硫和氮的含量較高,燃燒前又沒(méi)有進(jìn)行脫硫脫氮處理,所以在燃燒時(shí)排放出大量的SOx和NOx,造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,與當(dāng)前全球大力提倡的綠色環(huán)保能源的潮流背道而馳。如果將這部分煤焦油通過(guò)催化加氫制成高清潔的燃料油(汽油和柴油),不僅能夠提高煤焦油的利用價(jià)值,大大減少環(huán)境污染,還可以每年為國(guó)家新增國(guó)民生產(chǎn)總值300多億元。

      中低溫煤焦油的組成和性質(zhì)不同于高溫煤焦油,中低溫煤焦油中含有較多的含氧化合物及鏈狀烴,其中酚及其衍生物質(zhì)量含量可達(dá)10%~30%,烷狀烴大約20%,同時(shí)重油(焦油瀝青)的含量相對(duì)較少,比較適合采用加氫技術(shù)生產(chǎn)清潔燃料油。中低溫煤焦油(以下“煤焦油”即“中低溫煤焦油”)從外觀上看,是黑色黏稠液體,密度略小于1000kg/m3,黏度大,具有特殊的氣味,其主要組成是芳香族化合物,且大多數(shù)是兩環(huán)以上的稠環(huán)芳香族化合物。

      進(jìn)入21世紀(jì),我國(guó)焦化工業(yè)迅速發(fā)展,產(chǎn)生大量的高溫煤焦油和生產(chǎn)蘭炭所產(chǎn)生的大量中低溫煤焦油。一些研究單位開(kāi)始研究通過(guò)催化加氫把煤焦油做成清潔的燃料油(如汽油和柴油)。煤炭科學(xué)研究總院和中國(guó)石油化工股份有限公司齊魯分公司曾將煤氣化焦油及高溫煤焦油經(jīng)過(guò)脫除水分、機(jī)械雜質(zhì)和瀝青預(yù)處理,再進(jìn)行深度的加氫精制和重質(zhì)油餾分的加氫裂化小試實(shí)驗(yàn)。

      而對(duì)于中低溫煤焦油催化加氫制備清潔燃料油的研究報(bào)道較少,國(guó)外對(duì)煤焦油的催化加氫的研究多是以煤焦油中的某一個(gè)或一類化合物的加氫反應(yīng)為模型,研究其加氫過(guò)程中所包含的復(fù)雜化學(xué)反應(yīng),包括對(duì)萘、蒽油和菲等的加氫裂化反應(yīng)都有研究。

      然而現(xiàn)有的煤焦油加氫過(guò)程包括脫除焦油中含有的硫、氮、氧等雜原子,使不飽和化合物通過(guò)加氫反應(yīng)增強(qiáng)穩(wěn)定性以及重質(zhì)組分加氫裂化生成輕芳烴的過(guò)程。該工藝過(guò)程會(huì)使大量的高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的芳烴裂化,影響產(chǎn)品收益。

      因此如何提供中低溫煤焦油精制工藝,能有效將中低溫煤焦油中的硫含量控制在5ppm以下,并減少芳烴的裂化,是本領(lǐng)域面臨的一個(gè)難題。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本發(fā)明的目的在于提出一種中低溫煤焦油加氫脫硫精制工藝,該工藝可以將中低溫煤焦油中的總硫含量降低到5ppm以下,并減少芳烴的裂化,以滿足后續(xù)加工標(biāo)準(zhǔn)。

      為達(dá)此目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:

      一種中低溫煤焦油加氫精制工藝,所述工藝采用固定床反應(yīng)器,固定床反應(yīng)器中裝填有加氫催化劑,所述催化劑包括載體和活性組分。

      所述載體為合成骨架結(jié)構(gòu)中摻入雜原子Cu2+的KIT-1。所述活性組分為氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC的混合物。所述的催化劑還含有催化助劑,所述催化助劑為Cr2O3、ZrO2、CeO2、V2O5和NbOPO4的混合物。

      所述固定床反應(yīng)器的反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度為300-420℃,氫分壓為13-15MPa,氫油體積比800-1200,體積空速0.3-0.8h-1。

      KIT-1分子篩具有一維孔道彼此交叉形成三維無(wú)序結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)有利于催化、吸附過(guò)程中的物質(zhì)傳遞。純硅介孔分子篩KIT-1具有比MCM-241、HMS更好的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性。本發(fā)明經(jīng)過(guò)在眾多介孔材料中,比如KIT-1、KIT-6、MCM-22、MCM-36、MCM-48、MCM-49、MCM56等,進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)選擇,發(fā)現(xiàn)只有KIT-1能夠達(dá)到本發(fā)明的發(fā)明目的,其他介孔材料都有這樣那樣的缺陷,在應(yīng)用到本發(fā)明中時(shí)存在難以克服的技術(shù)困難,因此本發(fā)明選擇用KIT-1作為載體基礎(chǔ)。

      純硅KIT-1介孔分子篩水熱性能盡管已經(jīng)很出色,但發(fā)明人研究以后發(fā)現(xiàn),其加入雜原子或表面經(jīng)化學(xué)修飾后,其水熱穩(wěn)定性得到更大提高。因此,本發(fā)明對(duì)其進(jìn)行改性,以增加其催化活性。本發(fā)明對(duì)KIT-1介孔分子篩改性的途徑是:向成品的全硅KIT-1介孔分子篩孔道內(nèi)表面引入Cu2+,這種途徑可以通過(guò)離子交換將Cu2+負(fù)載在KIT-1的內(nèi)表面,從而在整體上改善了KIT-1介孔分子篩的催化活性、吸附以及熱力學(xué)穩(wěn)定性能等。

      盡管對(duì)KIT-1介孔分子篩進(jìn)行改性的方法或途徑很多,發(fā)明人發(fā)現(xiàn),本發(fā)明的催化劑只能采用摻雜Cu2+的KIT-1作為載體才能實(shí)現(xiàn)硫含量控制效果,發(fā)明人嘗試了在KIT-1中摻雜Al3+、Fe3+、Zn2+、Ga3+等產(chǎn)生陰離子表面中心的離子,發(fā)現(xiàn)都不能實(shí)現(xiàn)所述效果。盡管所述機(jī)理目前并不清楚,但這并不影響本發(fā)明的實(shí)施,發(fā)明人根據(jù)已知理論與實(shí)驗(yàn)證實(shí),其與本發(fā)明的活性成分之間存在協(xié)同效應(yīng)。

      所述Cu2+在KIT-1中的摻雜量必須控制在特定的含量范圍之內(nèi),其摻雜量以重量計(jì),為KIT-1重量的0.56%-0.75%,例如0.57%、0.58%、0.59%、0.6%、0.61%、0.62%、0.63%、0.64%、0.65%、0.66%、0.67%、0.68%、0.69%、0.7%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74等。

      發(fā)明人發(fā)現(xiàn),在該范圍之外,會(huì)導(dǎo)致中低溫煤焦油脫硫效果的急劇降低。更令人欣喜的是,當(dāng)Cu2+在KIT-1中的摻雜量控制在0.63%-0.72%范圍內(nèi)時(shí),其脫硫能力最強(qiáng),當(dāng)繪制以Cu2+摻雜量為橫軸,以目標(biāo)脫硫效果為縱軸的曲線圖時(shí),該含量范圍內(nèi)硫含量能控制在極低的范圍之內(nèi),其產(chǎn)生的脫硫效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)期,屬于預(yù)料不到的技術(shù)效果。

      所述活性組分的總含量為載體KIT-1重量的1%-15%,優(yōu)選3-12%,進(jìn)一步優(yōu)選5-10%。例如,所述含量可以為2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、10%、10.5%、11%、11.5%、12%、12.5%、13%、13.5%、14%、14.5%等。

      本發(fā)明中,特別限定活性組分為氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC的混合比例,發(fā)明人發(fā)現(xiàn),不同的混合比例達(dá)到的效果完全不同。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC的混合比例(摩爾比)為1:(0.4-0.6):(0.28-0.45):(0.8-1.2),只有控制氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC的摩爾比在該范圍內(nèi),才能夠?qū)崿F(xiàn)中低溫煤焦油中含硫量控制在10ppm以下且脫氮能力顯著。也就是說(shuō),本發(fā)明的四種活性組分只有在摩爾比為1:(0.4-0.6):(0.28-0.45):(0.8-1.2)時(shí),才具備協(xié)同效應(yīng)。除開(kāi)該摩爾比范圍之外,或者省略或者替換任意一種組分,都不能實(shí)現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)。

      優(yōu)選的,氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC的摩爾比為1:(0.45-0.5):(0.35-0.45):(0.8-1.0),進(jìn)一步優(yōu)選為1:(0.45-0.48):(0.4-0.45):(0.9-1.0),最優(yōu)選1:0.48:0.42:0.95。

      本發(fā)明的目的之一還在于提供所述催化劑的助催化劑。本發(fā)明所述的催化劑還含有催化助劑,所述催化助劑為Cr2O3、ZrO2、CeO2、V2O5和NbOPO4(磷酸鈮)的混合物。

      盡管在加氫精制特別是加氫脫硫領(lǐng)域,已經(jīng)有成熟的催化助劑,比如P、F和B等,其用于調(diào)節(jié)載體的性質(zhì),減弱金屬與載體間強(qiáng)的相互作用,改善催化劑的表面結(jié)構(gòu),提高金屬的可還原性,促使活性組分還原為低價(jià)態(tài),以提高催化劑的催化性能。但上述P、F和B催化助劑在應(yīng)用與本發(fā)明的載體與活性組分時(shí),針對(duì)高硫組分,其促進(jìn)催化脫硫/精制的作用了了。

      本發(fā)明經(jīng)過(guò)在眾多常用助催化劑組分,以及部分活性組分中進(jìn)行遴選、復(fù)配等,最終發(fā)現(xiàn)采用Cr2O3、ZrO2、CeO2、V2O5和NbOPO4(磷酸鈮)的混合物對(duì)本發(fā)明的催化劑促進(jìn)作用明顯,能顯著提高其水熱穩(wěn)定性,并提高其防結(jié)焦失活能力,從而提高其使用壽命。

      所述Cr2O3、ZrO2、CeO2、V2O5和NbOPO4之間沒(méi)有固定的比例,也就是說(shuō),Cr2O3、ZrO2、CeO2、V2O5和NbOPO4每一種各自的含量達(dá)到有效量即可。優(yōu)選的,本發(fā)明采用的Cr2O3、ZrO2、CeO2、V2O5和NbOPO4各自的含量均為(分別為)載體質(zhì)量的1-7%,優(yōu)選2-4%。

      盡管本發(fā)明所述的催化助劑之間沒(méi)有特定的比例要求,但每一種助劑必須能夠達(dá)到有效量的要求,即能夠起到催化助劑作用的含量,例如載體質(zhì)量的1-7%。本發(fā)明在遴選過(guò)程中發(fā)現(xiàn),省略或者替換所述助劑中的一種或幾種,均達(dá)不到本發(fā)明的技術(shù)效果(提高水熱穩(wěn)定性,減少結(jié)焦提高使用壽命),也就是說(shuō),本發(fā)明的催化助劑之間存在特定的配合關(guān)系。

      事實(shí)上,本發(fā)明曾經(jīng)嘗試將催化助劑中的磷酸鈮NbOPO4替換為五氧化二妮Nb2O5,發(fā)現(xiàn)盡管助劑中也引入了Nb,但其技術(shù)效果明顯低于磷酸鈮NbOPO4,其不僅水熱穩(wěn)定性稍差,其催化劑床層結(jié)焦相對(duì)快速,從而導(dǎo)致催化劑孔道堵塞,催化劑床層壓降上升相對(duì)較快。本發(fā)明也曾嘗試引入其他磷酸鹽,但這種嘗試盡管引入了磷酸根離子,但同樣存在水熱穩(wěn)定性相對(duì)稍差,其催化劑床層結(jié)焦相對(duì)快速,從而導(dǎo)致催化劑孔道堵塞,催化劑床層壓降上升相對(duì)較快。

      盡管本發(fā)明引入催化助劑有如此之多的優(yōu)勢(shì),但本發(fā)明必須說(shuō)明的是,引入催化助劑僅僅是優(yōu)選方案之一,即使不引入該催化助劑,也不影響本發(fā)明主要發(fā)明目的的實(shí)施。不引入本發(fā)明的催化助劑特別是磷酸鈮,其相較于引入催化助劑的方案,其缺陷僅僅是相對(duì)的。即該缺陷是相對(duì)于引入催化助劑之后的缺陷,其相對(duì)于本發(fā)明之外的其他現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明所提及的所有優(yōu)勢(shì)或者新特性仍然存在。該催化助劑不是解決本發(fā)明主要技術(shù)問(wèn)題所不可或缺的技術(shù)手段,其只是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化,解決新的技術(shù)問(wèn)題。

      所述催化劑的制備方法可以采取常規(guī)的浸漬法以及其他替代方法,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)其掌握的現(xiàn)有技術(shù)自由選擇,本發(fā)明不再贅述。本發(fā)明典型但非限制性的實(shí)例如下:

      將硅酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、乙二胺四乙酸鈉(EDTA)和蒸餾水按摩爾比1:0.25:1:60的比例混合,攪拌均勻后裝入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的壓力釜中,在373K下恒溫24h,重復(fù)調(diào)節(jié)混合物的pH為10.5,恒溫4次后,取出產(chǎn)品,用蒸餾水反復(fù)洗滌至濾液的pH=7,然后373K下恒溫過(guò)夜,得到帶有表面活性劑的KIT-1。將帶有表面活性劑的KIT-1在523K下焙燒1.5h,然后在813K下空氣氣氛中焙燒6h,得到KIT-1粉體。將該粉體用0.1mol/L的硝酸溶液進(jìn)行酸洗(控制固液比為1:10),室溫下攪拌0.5h,過(guò)濾,用蒸餾水洗滌至濾液的pH=7,373K下烘干得到基體KIT-1分子篩。

      優(yōu)選的,所述固定床反應(yīng)器的反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度為350-370℃,氫分壓為13.0-15.0MPa,氫油體積比800-1000,體積空速0.4-0.6h-1

      優(yōu)選的,所述工藝流程包括,裝置主要包括原料預(yù)分餾部分(脫水和切尾)、反應(yīng)部分和分餾部分。

      1、原料預(yù)分餾部分

      從罐區(qū)來(lái)的原料油經(jīng)原料油過(guò)濾器除去大于25μm的固體顆粒,與預(yù)分餾塔頂汽換熱升溫后,與預(yù)分餾塔中段回流液換熱升溫,然后與預(yù)分餾塔底重油換熱升溫,最后經(jīng)預(yù)分餾塔進(jìn)料加熱爐加熱至180℃進(jìn)入原料油預(yù)分餾塔(脫水),塔頂汽經(jīng)冷凝后進(jìn)入預(yù)分餾塔頂回流罐并分離為汽油和含油污水,一部分汽油作塔頂回流使用,一部分汽油作加氫單元原料使用;預(yù)分餾塔(脫水)的拔頭油由塔底排出,再經(jīng)過(guò)換熱和加熱爐加熱達(dá)到360℃后進(jìn)入預(yù)分餾塔(切尾),預(yù)分餾塔(切尾)底重油,作為瀝青出裝置,而其他餾出餾分混合后作加氫單元原料使用。

      2、反應(yīng)部分

      經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的煤焦油進(jìn)入加氫原料油緩沖罐,原料油緩沖罐用燃料氣氣封。自原料油緩沖罐來(lái)的原料油經(jīng)加氫進(jìn)料泵增壓后,在流量控制下與混合氫混合,經(jīng)反應(yīng)流出物/反應(yīng)進(jìn)料換熱器換熱后,然后經(jīng)反應(yīng)進(jìn)料加熱爐加熱至反應(yīng)所需溫度,進(jìn)入加氫改質(zhì)反應(yīng)器,反應(yīng)器間設(shè)有注急冷氫設(shè)施。

      自反應(yīng)器出來(lái)的反應(yīng)流出物經(jīng)反應(yīng)流出物/反應(yīng)進(jìn)料換熱器、反應(yīng)流出物/低分油換熱器、反應(yīng)流出物/反應(yīng)進(jìn)料換熱器依次與反應(yīng)進(jìn)料、低分油、反應(yīng)進(jìn)料換熱,然后經(jīng)反應(yīng)流出物空冷器及水冷器冷卻至45℃,進(jìn)入高壓分離器。為了防止反應(yīng)流出物中的銨鹽在低溫部位析出,通過(guò)注水泵將沖洗水注到反應(yīng)流出物空冷器上游側(cè)的管道中。

      冷卻后的反應(yīng)流出物在高壓分離器中進(jìn)行油、氣、水三相分離。高分氣(循環(huán)氫)經(jīng)循環(huán)氫壓縮機(jī)入口分液罐分液后,進(jìn)入循環(huán)氫壓縮機(jī)升壓,然后分兩路:一路作為急冷氫進(jìn)反應(yīng)器;一路與來(lái)自新氫壓縮機(jī)的新氫混合,混合氫與原料油混合作為反應(yīng)進(jìn)料。含硫、含氨污水自高壓分離器底部排出至酸性水汽提裝置處理。高分油相在液位控制下經(jīng)減壓調(diào)節(jié)閥進(jìn)入低壓分離器,其閃蒸氣體排至工廠燃料氣管網(wǎng)。

      低分油經(jīng)精制柴油/低分油換熱器和反應(yīng)流出物/低分油換熱器分別與精制柴油、反應(yīng)流出物換熱后進(jìn)入分餾塔。入塔溫度用反應(yīng)流出物/低分油換熱器旁路調(diào)節(jié)控制。

      新氫經(jīng)新氫壓縮機(jī)入口分液罐經(jīng)分液后進(jìn)入新氫壓縮機(jī),經(jīng)兩級(jí)升壓后與循環(huán)氫混合。

      3、分餾部分

      從反應(yīng)部分來(lái)的低分油經(jīng)精制柴油/低分油換熱器、反應(yīng)流出物/低分油換熱器換熱至275℃左右進(jìn)入分餾塔。塔底設(shè)重沸爐,塔頂油氣經(jīng)塔頂空冷器和水冷器冷凝冷卻至40℃,進(jìn)入分餾塔頂回流罐進(jìn)行氣、油、水三相分離。閃蒸出的氣體排至燃料氣管網(wǎng)。含硫含氨污水與高分污水一起送出裝置。油相經(jīng)分餾塔頂回流泵升壓后一部分作為塔頂回流,一部分作為粗汽油去穩(wěn)定塔。

      從分餾塔頂回流罐來(lái)的粗汽油經(jīng)穩(wěn)定汽油(精制石腦油)/粗汽油換熱后進(jìn)入汽油穩(wěn)定塔。穩(wěn)定塔底用精制柴油作穩(wěn)定重沸器熱源,穩(wěn)定塔塔頂油氣經(jīng)穩(wěn)定塔頂水冷器冷凝冷卻至40℃,進(jìn)入穩(wěn)定塔頂回流罐進(jìn)行氣、油、水三相分離。閃蒸出的氣體排至燃料氣管網(wǎng)。含硫含氨污水與高分污水一起送出裝置。油相經(jīng)穩(wěn)定塔頂回流泵升壓后大部分作為塔頂回流,小部分作為輕油排入不合格油中出裝置。塔底穩(wěn)定汽油作為石腦油去罐區(qū)。

      為了抑制硫化氫對(duì)塔頂管道和冷換設(shè)備的腐蝕,在分餾塔和穩(wěn)定塔塔頂管道采用注入緩蝕劑措施。緩蝕劑自緩蝕劑罐經(jīng)緩蝕劑泵注入塔頂管道。

      分餾塔塔底精制柴油經(jīng)精制柴油泵增壓后與低分油換熱至100℃左右,然后進(jìn)入柴油空冷器冷卻至50℃后出裝置作為優(yōu)質(zhì)燃料油去罐區(qū)。

      優(yōu)選的,所述固定床反應(yīng)器包括1-5個(gè)催化劑床層,進(jìn)一步優(yōu)選2-3個(gè)催化劑床層。

      本發(fā)明的加氫精制工藝通過(guò)選取特定的催化劑,所述催化劑通過(guò)摻入雜原子Cu2+的KIT-1作為載體,以及選取特定比例的氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC作為活性成分,所述的催化劑還含有催化助劑,所述催化助劑為Cr2O3、ZrO2、CeO2、V2O5和NbOPO4的混合物,使得該催化劑產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),對(duì)中低溫煤焦油的加氫脫硫能控制在總硫含量低于5ppm,同時(shí)對(duì)中低溫煤焦油中的芳烴不會(huì)產(chǎn)生裂解。

      具體實(shí)施方式

      本發(fā)明通過(guò)下述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的加氫精制工藝進(jìn)行說(shuō)明。

      實(shí)施例1

      通過(guò)浸漬法制備得到催化劑,載體為摻雜Cu2+的KIT-1,Cu2+在KIT-1中的摻雜量控制在載體質(zhì)量的0.65%。所述活性組分氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC的總含量為載體質(zhì)量的10%,其摩爾比為1:0.4:0.3:0.8。

      將所述催化劑裝填入固定床反應(yīng)器,所述反應(yīng)器的反應(yīng)管由內(nèi)徑50mm的不銹鋼制成,催化劑床層設(shè)置為3層,催化劑床層溫度用UGU808型溫控表測(cè)量,原材料中低溫煤焦油由北京衛(wèi)星制造廠制造的雙柱塞微量泵連續(xù)輸送,氫氣由高壓氣瓶供給并用北京七星華創(chuàng)D07-11A/ZM氣體質(zhì)量流量計(jì)控制流速,催化劑裝填量為2kg。反應(yīng)后的產(chǎn)物經(jīng)水浴室溫冷卻后進(jìn)行氣液分離。

      所用原料為哈薩克斯坦中低溫煤焦油,其含硫量高達(dá)2400ppm。

      控制反應(yīng)條件為:溫度360℃,氫分壓14.0MPa,氫油體積比900,體積空速0.5h-1。

      測(cè)試最終的產(chǎn)品,總硫含量降低到4ppm,芳烴損失率低于2%。

      實(shí)施例2

      通過(guò)浸漬法制備得到催化劑,載體為摻雜Cu2+的KIT-1,Cu2+在KIT-1中的摻雜量控制在載體質(zhì)量的0.7%。所述活性組分氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC的總含量為載體質(zhì)量的10%,其摩爾比為1:0.6:0.45):1.2。

      其余條件與實(shí)施例1相同。

      測(cè)試最終的產(chǎn)品,總硫含量降低到3ppm,芳烴損失率低于2%。

      對(duì)比例1

      將實(shí)施例1的載體替換為γ-Al2O3,其余條件不變。

      測(cè)試最終的產(chǎn)品,總硫含量降低到33ppm,芳烴損失率大于5%。

      對(duì)比例2

      將實(shí)施例1的載體替換為未摻雜的KIT-1,其余條件不變。

      測(cè)試最終的產(chǎn)品,總硫含量降低到36ppm,芳烴損失率大于5%。

      對(duì)比例3

      將實(shí)施例1的Cu2+替換為Zn2+,其余條件不變。

      測(cè)試最終的產(chǎn)品,總硫含量降低到34ppm,芳烴損失率大于5%。

      對(duì)比例4

      將實(shí)施例1中的Cu2+在KIT-1中的摻雜量控制在載體質(zhì)量的0.5%,其余條件不變。

      測(cè)試最終的產(chǎn)品,總硫含量降低到38ppm,芳烴損失率大于5%。

      對(duì)比例5

      將實(shí)施例1中的Cu2+在KIT-1中的摻雜量控制在載體質(zhì)量的0.8%,其余條件不變。

      測(cè)試最終的產(chǎn)品,總硫含量降低到35ppm,芳烴損失率大于5%。

      實(shí)施例1與對(duì)比例1-5表明,本申請(qǐng)采用的特定含量范圍和特定負(fù)載金屬離子的KIT-1載體,當(dāng)替換為本領(lǐng)域的其他已知載體時(shí),或者載體相同但Cu2+摻雜量不同時(shí),均達(dá)不到本發(fā)明的技術(shù)效果,因此本發(fā)明的特定含量范圍的Cu2+摻雜KIT-1載體與催化劑其他組分之間具備協(xié)同效應(yīng),所述加氫精制工藝產(chǎn)生了預(yù)料不到的技術(shù)效果。

      對(duì)比例6

      省略實(shí)施例1中的MO2N,其余條件不變。

      測(cè)試最終的產(chǎn)品,總硫含量降低到41ppm,芳烴損失率大于5%。

      對(duì)比例7

      省略實(shí)施例1中的WC,其余條件不變。

      測(cè)試最終的產(chǎn)品,總硫含量降低到39ppm,芳烴損失率大于5%。

      上述實(shí)施例及對(duì)比例6-7說(shuō)明,本發(fā)明的加氫精制工藝的催化劑幾種活性組分之間存在特定的聯(lián)系,省略或替換其中一種或幾種,都不能達(dá)到本申請(qǐng)的特定效果,證明其產(chǎn)生了協(xié)同效應(yīng)。

      實(shí)施例3

      催化劑中含有催化助劑Cr2O3、ZrO2、CeO2、V2O5和NbOPO4,其含量分別為1%、2%、1.5%、1%和3%,其余與實(shí)施例1相同。

      測(cè)試最終的產(chǎn)品,其使用3個(gè)月后,催化劑床層壓降無(wú)任何變化,相較于同樣使用時(shí)間實(shí)施例1的催化劑床層壓降減少14.2%。

      對(duì)比例8

      相較于實(shí)施例3,將其中的NbOPO4省略,其余條件相同。

      測(cè)試最終的產(chǎn)品,其使用3個(gè)月后,催化劑床層壓降升高,相較于同樣使用時(shí)間實(shí)施例1的催化劑床層壓降只減少2.8%。

      對(duì)比例9

      相較于實(shí)施例3,將其中的CeO2省略,其余條件相同。

      測(cè)試最終的產(chǎn)品,其使用3個(gè)月后,催化劑床層壓降升高,相較于同樣使用時(shí)間實(shí)施例1的催化劑床層壓降只減少3.1%。

      實(shí)施例3與對(duì)比例8-9表明,本發(fā)明的催化助劑之間存在協(xié)同關(guān)系,當(dāng)省略或替換其中一個(gè)或幾個(gè)組分時(shí),都不能達(dá)到本發(fā)明加入催化助劑時(shí)的減少結(jié)焦從而阻止催化劑床層壓降升高的技術(shù)效果。即,其驗(yàn)證了本發(fā)明的催化助劑能夠提高所述催化劑的使用壽命,而其他催化助劑效果不如該特定催化助劑。

      申請(qǐng)人聲明,本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的工藝,但本發(fā)明并不局限于上述工藝,即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)催化劑才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了,對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn),對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等,均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。

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