本發(fā)明涉及一種懸浮床加氫水溶性催化劑的分散方法，屬于化工領域。

背景技術：

懸浮床加氫工藝比較簡單，大多采用空桶反應器或附帶簡單內構件，將分散得很細的添加物(包括催化劑或助劑等)與原料油及氫氣一起通過反應器進行轉化。目前應用的懸浮床加氫催化劑分為油溶性催化劑和水溶性催化劑兩大類。油溶性催化劑易分散且加氫活性較高，但價格昂貴，載焦性能較差。水溶性催化劑價格低廉，載焦性能好于油溶性催化劑，但由于與渣油不易混溶，分散難度大。催化劑在原料油中的分散是懸浮床加氫工藝的關鍵步驟之一，它對最終的反應結果有重要影響。如果催化劑能以細小顆粒均勻穩(wěn)定分布在原料油中，既可減少催化劑用量，節(jié)約成本，又能取得理想的反應結果。

專利cn200910012501.0公開了一種重油懸浮床加氫改質方法，將分散型的水溶性催化劑與乳化劑混合后加入到重油原料中。cn02109397公開了一種重油懸浮床加氫催化劑分散方法，在水溶性催化劑中加入一種或多種表面活性劑助其在重油原料中形成微乳液。專利cn200710013465.0公開了一種重油懸浮床加氫裂化的反相膠束納米催化劑及其制備方法，硫化態(tài)的過渡金屬納米顆粒穩(wěn)定地存在于水相中。上述懸浮床加氫催化劑及其在重油中的分散方法均存在如下問題：水溶液比表面積較小，在與其不互溶的渣油體系中易聚并形成更大液滴是分散效果不佳的根本因素；催化劑原料水溶液含水量較高，給后續(xù)的汽提破乳造成較大負擔。探求催化劑分散的新工藝仍是懸浮床加氫技術工業(yè)化的一個重要課題。

技術實現要素：

為了解決現有技術中懸浮床加氫工藝中水溶性分散劑存在的分散難度大、催化劑原料含水高等缺陷，本發(fā)明提供一種懸浮床加氫水溶性催化劑的分散方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案如下：

一種懸浮床加氫水溶性催化劑的分散方法，包括以下步驟：

(1)在水溶性催化劑溶液中加入發(fā)泡劑，在轉速為500～15000r/min的條件下，攪拌1～6000秒后，分為上下兩層，上層為穩(wěn)定泡沫態(tài)的催化劑分散體系，下層為清液或懸濁液；其中，發(fā)泡劑包括陽離子型、陰離子型或非離子型表面活性劑中的至少一種；發(fā)泡劑加入量為每升水溶性催化劑溶液0～500g。

(2)將步驟(1)所得的穩(wěn)定泡沫態(tài)的催化劑分散體系取出加入到重油原料中攪拌，所得混合物經過汽提后進入反應系統(tǒng)。

所述穩(wěn)定泡沫態(tài)的催化劑分散體系相對于重油原料的用量是0.01～20％(質量分數)。

上述泡沫層(穩(wěn)定泡沫態(tài)的催化劑分散體系)在與重油原料攪拌混合過程中會爆裂成小液滴均勻穩(wěn)定的分散在重油中。

申請人對上層泡沫層(穩(wěn)定泡沫態(tài)的催化劑分散體系)和下層清液層或懸濁液層中的催化劑活性組分濃度進行原子吸收光譜分析，發(fā)現泡沫層中金屬離子濃度遠大于清液層或懸濁液層，泡沫對金屬離子的富集作用明顯，通過高倍顯微鏡觀察催化劑在重油中分散狀況明顯的看出以泡沫形態(tài)加入到原料油中的催化劑顆粒更加均勻細微的分散在原料油中，分散效果顯著好于傳統(tǒng)形式，且分散體系含水量得到了顯著的降低，降低了后續(xù)汽提破乳負擔。

本申請適用于各種懸浮床加氫水溶性催化劑，優(yōu)選，步驟(1)中，水溶性催化劑溶液中的活性組分為含鋅、鐵、鈷、鎳、釩、鎢、鉻、鎘和鉬元素化合物中的至少一種。

步驟(1)中，水溶性催化劑溶液可以是不飽和、飽和和過飽和中的任何一種，優(yōu)選為過飽和溶液或含有過量未溶解催化劑的懸濁液。

為進一步提高催化劑的分散性、降低含水量，優(yōu)選，步驟(1)中，陽離子型表面活性劑為胺鹽、季銨鹽和雜環(huán)類化合物中的至少一種；陰離子型表面活性劑為羧酸鹽、硫酸酯鹽、磺酸鹽和磷酸酯鹽中的至少一種；非離子型表面活性劑為聚氧乙烯型或多元醇型中的至少一種。

進一優(yōu)選，陽離子型表面活性劑的親水基離子中含有氮原子。

為進一步提高催化劑的分散性，步驟(1)中，攪拌溫度為-5～50℃。

為進一步提高催化劑的分散性的同時保證催化劑濃度，步驟(1)中，穩(wěn)定泡沫態(tài)的催化劑分散體系的泡沫直徑為0.1～1000μm，泡沫半衰期為1～1000min。

上述穩(wěn)定泡沫態(tài)的催化劑分散體系靜置一段時間后可以變成清液，也可以是含有過量未溶解催化劑活性組分化合物及其組合的懸濁液。

上述步驟(1)中，上層中催化劑濃度不低于下層中催化劑濃度。

本申請懸浮床加氫水溶性催化劑的分散方法適于各種重油類型，優(yōu)選，重油原料為常壓渣油、減壓渣油和重質燃料油；汽提所用氣體為氮氣、空氣或水蒸氣。

本發(fā)明未提及的技術均參照現有技術。

本發(fā)明懸浮床加氫水溶性催化劑的分散方法發(fā)泡工藝簡單，僅需在催化劑水溶液或懸濁液中加入適量發(fā)泡劑攪拌即可；通過泡沫對催化活性組分的富集減少了分散體系的含水量從而降低了后續(xù)汽提脫水過程中的負荷；可以將催化劑顆粒更加均勻細微的分散在原料油中，分散效果好于傳統(tǒng)形式。

附圖說明

圖1為本發(fā)明懸浮床加氫水溶性催化劑的分散方法流程圖。

具體實施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結合實施例進一步闡明本發(fā)明的內容，但本發(fā)明的內容不僅僅局限于下面的實施例。

懸浮床加氫水溶性催化劑的分散方法，包括以下步驟：

(1)在水溶性催化劑溶液中加入發(fā)泡劑，發(fā)泡劑加入量為每升水溶性催化劑溶液0～500g，在轉速為500～15000r/min、攪拌溫度為-5～50℃的條件下，攪拌1～6000秒后，分為上下兩層，上層為穩(wěn)定泡沫態(tài)的催化劑分散體系，下層為清液或懸濁液；

(2)將步驟(1)所得的穩(wěn)定泡沫態(tài)的催化劑分散體系取出加入到重油原料中攪拌，所得混合物經過汽提后進入反應系統(tǒng)。

具體如圖1所示：發(fā)泡劑1與催化劑水溶液2在高速攪拌機3中攪拌發(fā)泡，上部泡沫層通過催化劑泵4輸送至混合器7與原料油5充分混合后進入汽提塔8，與從塔底輸入的汽提氣9接觸后將水分汽提干凈得到汽提油10送至反應系統(tǒng)，含水汽提氣以塔頂氣11的形式從塔頂排出。

實施例1

在以16250μg/gfeso4和6250μg/gniso4制得的復配催化劑水溶液中加入十二烷基苯磺酸鈉/吐溫80加入量均為5g/l的發(fā)泡劑組合，在轉速為5000r/min、攪拌溫度為25℃的條件下，攪拌60秒后，分為上下兩層，上層為穩(wěn)定泡沫態(tài)的催化劑分散體系，下層為清液；對微泡沫半衰期時泡沫層(上層)和清液層(下層)金屬離子濃度進行原子吸收光 譜分析，結果見表1，表2是催化劑以不同方式分散到遼河常渣和委內瑞拉常渣后進行懸浮床加氫反應的主要產物收率。

表1原子吸收光譜所測不同體系中金屬離子的濃度

由表1可見泡沫層金屬離子濃度遠大于清液層，微泡沫對金屬離子富集作用明顯。

表2水溶性催化劑幾種分散方式主要產物收率

表2中各催化劑形式相對于油樣的用量是2％(質量分數)。其中l(wèi)-1為催化劑通過微泡沫(前述所得上層物料)方式分散到遼河常渣中，l-2為催化劑通過加入與l-1等量發(fā)泡劑的水溶液(前述所得下層物料)方式分散到遼河常渣中，l-3為催化劑通過水溶液(沒加發(fā)泡劑之前的催化劑水溶液)方式分散到遼河常渣中。v-1為催化劑通過微泡沫(前述所得上層物料)方式分散到委內瑞拉常渣中，v-2為催化劑通過與v-1加入等量發(fā)泡劑的水溶液(前述所得下層物料)形態(tài)分散到委內瑞拉常渣中，v-3為催化劑通過水溶液(沒加發(fā)泡劑之前的催化劑水溶液)方式分散到委內瑞拉常渣中。由表2可見，經懸浮床加氫反應評定，采用微泡沫分散的遼河常渣油樣，焦炭含量由2.39％降低至1.67％，餾分油收率也有所增加。采用微泡沫分散新工藝的委內瑞拉常渣油樣，焦炭含量由2.78％降低至2.05％，餾分油收率也有所增加。