Off-Site Regeneration of Hydroprocessing Catalysts

Régénération hors-site de catalyseurs d'hydrotraitement

Eurecat

Abstract

This paper describes the basic phenomena occurring during oxidative regeneration of hydroprocessing catalysts, as well as laboratory experiments studying the removal of carbon and sulfur as a function of temperature. In addition, the evolution of Surface Area (SA) and Dynamic Oxygen Chemisorption (DOC) values versus regeneration temperature applied is discussed. DOC is used to evaluate the dispersion of the active metal-sulfide phase. DOC and SA measurements are complementary techniques for quality assurance of the regeneration process. A substantial loss of SA is found above 600°C while DOC values begin to decrease at lower temperatures. As regards combustion of C and S, it was found that carbon is readily eliminated in a single step between 300 and 450°C. The elimination of sulfur starts as low as 150°C and is terminated only at high temperatures (>600°C). The combustion of C and S, however, seems to be limited by an oxygen diffusion effect into the pores of the catalyst. The EURECAT regeneration process is described as well as an example of an industrial regeneration. Finally, the regulation aspects concerning handling and transport of spent hydroprocessing catalyst are discussed. The safety aspects for unregenerated catalysts are covered by ADR and IMDG codes, but new European legislation exists concerning waste transport including spent catalyst transport. This may result in stricter regulations concerning the transport of spent catalyst from refinery to regeneration facilities in the very near future.

Résumé

Les phénomènes principaux auxquels sont soumis les catalyseurs d'hydrotraitement pendant une régénération oxydante sont décrits, ainsi que des études laboratoires de l'enlèvement du carbone et du soufre en fonction de la température. La qualité du catalyseur est suivie par mesure de la surface spécifique et de la chimisorption d'oxygène (Dynamic Oxygen Chemisorption, DOC). Les mesures de DOC et de surface sont des techniques complémentaires pour le contrôle qualité de la procédure de régénération, la DOC mesurant plus spécifiquement la dispersion de la phase active sulfurée. Une perte importante de surface est observée pour des températures dépassant 600°C tandis que les valeurs de DOC commencent à diminuer à des températures plus basses. En ce qui concerne la combustion du carbone et du soufre, le carbone est éliminé à des températures comprises entre 300 et 450°C, alors que l'élimination du soufre commence dès 150°C et ne se termine qu'à des températures élevées (> 600°C). Néanmoins, la cinétique de combustion semble limitée par un effet de diffusion d'oxygène dans les pores du catalyseur. La procédure de régénération EURECAT est décrite, ainsi qu'un exemple d'une régénération industrielle. Enfin, les aspects réglementaires concernant la manutention et le transport des catalyseurs usés sont abordés. Les aspects concernant la sécurité des transports sont couverts par les codes ADR et IMDG. Une nouvelle législation européenne sur le transport des déchets pourra amener dans un proche avenir des règlements plus sévères en ce qui concerne le transport de catalyseurs usés de la raffinerie aux usines de régénération.