Способ получения полуфабриката с пониженным содержанием микроуглеродного остатка и катализатор для его осуществления

Способ получения полуфабриката с пониженным содержанием микроуглеродного остатка и катализатор для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область изобретения, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к системам, способам и катализаторам для переработки нефтяного сырья. Более конкретно некоторые воплощения изобретения, описанные в настоящем документе, относятся к системам, способам и катализаторам для конверсии нефтяного сырья в общий продукт, причем общий продукт содержит полуфабрикат, который является жидкой смесью при 25°С и 0,101 МПа и имеет одно или более свойств, которые применяются относительно соответствующих свойств нефтяного сырья.

Уровень техники

Сырые нефти, имеющие одно или более неподходящих свойств, которые не позволяют экономично транспортировать нефти или перерабатывать их с использованием традиционного оборудования, обычно называются низкокачественными нефтями.

Низкокачественные нефти могут включать кислотные компоненты, вносящие вклад в общее кислотное число ("TAN") нефтяного сырья. Низкокачественная нефть с относительно высоким TAN может способствовать коррозии металлических деталей во время транспортировки и/или переработки. Удаление кислотных компонентов из низкокачественной нефти может включать химическую нейтрализацию кислотных компонентов различными основаниями. С другой стороны, в оборудовании для транспортировки и/или переработки могут использоваться коррозионно-стойкие металлы. Применение коррозионно-стойкого металла часто влечет за собой значительные расходы, и, таким образом, применение коррозионно-стойкого металла в существующем оборудовании может быть нежелательным. Другой способ ингибирования коррозии может включать добавление ингибиторов коррозии к низкокачественной нефти перед ее транспортировкой и/или переработкой. Применение ингибиторов коррозии может отрицательно воздействовать на оборудование, используемое для переработки сырой нефти, и/или на качество продуктов, производимых из сырой нефти.

Низкокачественная нефть часто содержит относительно высокие уровни остатка. Низкокачественная сырая нефть, содержащая высокие уровни остатка, имеет тенденцию к трудоемкой и дорогостоящей транспортировке и/или переработке с применением традиционного оборудования.

Низкокачественная сырая нефть часто содержит гетероатомы в органических соединениях (например, серу, кислород и азот). Гетероатомы в органических соединениях могут, в некоторых случаях, оказывать неблагоприятное воздействие на катализаторы, используемые для переработки низкокачественной сырой нефти.

Низкокачественная сырая нефть может включать относительно высокие количества загрязняющих примесей металлов, например никеля, ванадия и/или железа. При обработке такой сырой нефти загрязняющие примеси металлов и/или соединения загрязняющих примесей металлов могут осаждаться на поверхности катализатора или в объеме пустот катализатора. Такое осаждение может вызвать снижение активности катализатора.

Низкокачественная сырая нефть может иметь в составе компоненты, которые способствуют образованию кокса и/или термической деградации низкокачественной сырой нефти. Кокс и/или продукты термической деградации могут с высокой скоростью образовываться и/или осаждаться на поверхности катализатора во время переработки низкокачественной сырой нефти. Регенерация каталитической активности катализатора, загрязненного коксом и/или продуктами термически деградировавшей сырой нефти, может быть дорогостоящей. Высокие температуры, применяемые в процессе регенерации катализатора, могут также уменьшить активность катализатора и/или вызвать разрушение катализатора.

Низкокачественная сырая нефть может включать металлы (например, кальций, калий и/или натрий) в виде солей органических кислот. Металлы в виде солей органических кислот, как правило, не отделяются от низкокачественной сырой нефти обычной обработкой, например деминерализацией и/или промыванием кислотой.

В присутствии солей металлов и органических кислот в процессе традиционной каталитической переработки сырой нефти часто возникают проблемы. В отличие от никеля и ванадия, которые обычно осаждаются вблизи внешней поверхности катализатора, металлы в виде органических солей металла могут осаждаться преимущественно в объемах пустот между частицами катализатора, особенно в верхней части слоя катализатора. Осаждение загрязняющих примесей, например металлов в виде органических солей металлов, в верхней части слоя катализатора, как правило, приводит к увеличению перепада давления в слое и может фактически закупорить слой. Кроме того, металлы в солях металлов органических кислот могут стать причиной быстрой дезактивации катализаторов.

Низкокачественная сырая нефть может включать кислородсодержащие органические соединения. Установки для переработки низкокачественной сырой нефти с содержанием кислорода по меньшей мере 0,002 граммов кислорода на грамм низкокачественной сырой нефти могут сталкиваться с проблемами в процессе переработки. Кислородсодержащие органические соединения при нагревании в процессе переработки могут образовать соединения дальнейшего окисления (например, кетоны и/или кислоты, образованные окислением спиртов, и/или кислоты, образованные окислением простых эфиров), которые трудно удаляются из перерабатываемого сырья и/или могут подвергать коррозии/загрязнять оборудование в процессе переработки и вызывать закупорку линий транспортировки.

Низкокачественная сырая нефть может содержать углеводороды с низким содержанием водорода. При переработке углеводородов с низким содержанием водорода, как правило, необходимо добавлять соответствующие количества водорода, особенно если ненасыщенные фрагменты образуются вследствие процессов крекинга. Во время обработки для ингибирования образования кокса ненасыщенными фрагментами может требоваться гидрирование, которое обычно включает применение активного катализатора гидрирования. Водород является дорогостоящим для производства и/или дорогостоящим для транспортировки до перерабатывающей установки.

Низкокачественная сырая нефть также имеет тенденцию проявлять нестабильность в процессе переработки на традиционном оборудовании. Нестабильность сырой нефти приводит к разделению фаз компонентов во время переработки и/или образованию нежелательных побочных продуктов (например, сероводорода, воды и диоксида углерода).

Традиционные способы переработки низкокачественной сырой нефти могут уменьшить количество компонентов, которые способствуют высокой вязкости, термической деградации низкокачественной сырой нефти и/или коксованию. Удаление этих компонентов, однако, может вызвать нестабильность сырой нефти, таким образом приводя к расслоению сырья во время транспортировки. В процессе традиционной переработки, как правило, удаляются компоненты, способствующие высокой вязкости и/или коксованию, если сырую нефть обрабатывают с катализатором, имеющим большой размер пор, высокую площадь поверхности и низкую активность гидрирования. Полученная сырая нефть затем может далее перерабатываться для удаления других нежелательных компонентов нефти.

Некоторые способы улучшения качества сырой нефти включают добавление разбавителя в низкокачественную сырую нефть для понижения массового процента компонентов, способствующих возникновению нежелательных свойств. Однако добавление разбавителя, как правило, увеличивает стоимость переработки низкокачественной сырой нефти из-за стоимости разбавителя и/или увеличенных затрат на обслуживание низкокачественной сырой нефти. Добавление разбавителя к низкокачественной сырой нефти может в некоторых случаях уменьшить стабильность такой нефти.

Патенты США №№6547957, Sudhakar и др.; 6277269, Myers и др.; 6203695, Harle и др.; 6063266, Grande и др.; 5928502, Bearden и др.; 5914030, Bearden и др.; 5897769, Trachte и др.; 5744025, Boon и др.; 4212729, Hensley, мл., и 4048060, Riley; и опубликованная заявка на патент США 2004/0106516, Schuiz и др. описывают различные способы, системы и катализаторы для переработки сырой нефти. Способы, системы и катализаторы, описанные в этих патентах, однако, имеют ограниченную применимость вследствие многочисленных технических проблем, указанных выше.

Суммируя вышесказанное, можно сказать, что низкокачественная сырая нефть в целом имеет нежелательные свойства (например, относительно высокое TAN, тенденцию к нестабильности во время переработки, и/или тенденцию поглощать относительно большое количество водорода во время переработки). Низкокачественная сырая нефть может также включать относительно высокое количество нежелательных компонентов (например, компонентов, которые способствуют термическому разложению, остаток, гетероатомы в органических соединениях, загрязняющие примеси металлов, металлы в виде солей металла и органических кислот и/или кислородсодержащие органические соединения). Такие свойства и компоненты имеют тенденцию вызывать проблемы при обычной транспортировке и/или на установках для переработки, включая увеличение коррозии, уменьшение срока службы катализатора, процесс закупоривания, и/или увеличенное потребление водорода во время переработки. Таким образом, существует значительная экономическая и техническая потребность в улучшенных системах, способах и/или катализаторах для конверсии низкокачественной сырой нефти в полупродукты с более подходящими свойствами. Существует также значительная экономическая и техническая потребность в системах, способах, и/или катализаторах, которые могут изменить выбранные свойства низкокачественной сырой нефти при минимальном изменении остальных свойств низкокачественной сырой нефти.

Сущность изобретения

В некоторых воплощениях изобретение обеспечивает способ получения полупродукта, включающий: контактирование нефтяного сырья с одним или более катализаторами с получением общего продукта, который включает полупродукт, где полупродукт является жидкой смесью при 25°С и 0,101 МПа; нефтяное сырье имеет содержание микроуглеродного остатка ("MCR") по меньшей мере 0,0001 граммов на грамм нефтяного сырья; и по меньшей мере один из катализаторов является катализатором на основе металла группы 6, который содержит: один или более металлов группы 6 Периодической таблицы и/или одно или более соединений одного или более металлов группы 6 Периодической таблицы; с медианным распределением пор по размеру больше 110 Å и с объемом пор, в котором поры, имеющие диаметр пор по меньшей мере 350 Å, составляют самое большее 10% объема пор, где объем пор и диаметр пор определяются методом ASTM D4282; и регулирование условий контактирования таким образом, что полупродукт имеет содержание MCR самое большее 90% от содержания MCR в нефтяном сырье, где содержание MCR определяют методом ASTM D4530.

В некоторых воплощениях изобретение также относится к катализатору, содержащему носитель и один или более металлов группы 6 Периодической таблицы и/или одно или более соединений одного или более металлов группы 6 Периодической таблицы; где катализатор имеет медианное распределение пор по размеру больше 110 Å и объем пор, в котором поры, имеющие диаметр пор по меньшей мере 350 Å, составляют самое большее 10% объема пор, где диаметр и объем пор определяют методом ASTM D4282.

В некоторых воплощениях изобретение также относится к способу получения катализатора, включающему: смешивание носителя с раствором металла, содержащим один или более металлов группы 6 Периодической таблицы и/или одно или более соединений одного или более металлов группы 6 Периодической таблицы, где носитель имеет среднее значение диаметра пор по меньшей мере 90 Å и объем пор, в котором поры, имеющие диаметр пор по меньшей мере 350 Å, составляют самое большее 15% объема пор, где диаметр и объем пор определяют методом ASTM D4282.

В некоторых воплощениях изобретение также относится к способу получения полупродукта, включающему контактирование нефтяного сырья с одним или более катализаторами для получения общего продукта, который включает полупродукт, где полупродукт является жидкой смесью при 25°С и 0,101 МПа, при этом нефтяное сырье имеет содержание MCR по меньшей мере 0,0001 грамма на грамм нефтяного сырья, и по меньшей мере один из катализаторов является катализатором групп 6-10, который содержит по меньшей мере 0,3 грамма одного или более металлов групп 6-10 Периодической таблицы и/или одного или более соединений одного или более металлов групп 6-10 Периодической таблицы на грамм катализатора и связующее вещество; и регулирование условиями контактирования таким образом, что полупродукт имеет содержание MCR самое большее 90% от содержания MCR в нефтяного сырья, где содержания MCR определяют методом D4530.

В некоторых воплощениях изобретение также относится к способу получения полупродукта, включающему контактирование нефтяного сырья с одним или более катализаторами для получения общего продукта, который включает полупродукт, где полупродукт является жидкой смесью при 25°С и 0,101 МПа, нефтяное сырье содержит одну или более солей щелочного металла одной или более органических кислот, соли щелочноземельного металла одной или более органических кислот, или их смесь, нефтяное сырье имеет общее содержание щелочного и щелочноземельного металла в солях органических кислот по меньшей мере 0,00001 грамма на грамм нефтяного сырья, и по меньшей мере один из катализаторов является катализатором на основе металла групп 5-10, который содержит: носитель, носитель, содержащий тета-оксид алюминия; и один или более металлов групп 5-10 Периодической таблицы и/или одно или более соединений одного или более металлов групп 5-10 Периодической таблицы; и регулирование условиями контактирования таким образом, что полупродукт имеет общее содержание щелочного металла и щелочноземельного металла в солях органических кислот самое большее 90% от содержания щелочного и щелочноземельного металла в солях органических кислот в нефтяном сырье, где содержание щелочного и щелочноземельного металла в солях органических кислот определяют методом ASTM D1318.

В некоторых воплощениях изобретение также относится к способу получения полупродукта, включающему контактирование нефтяного сырья с одним или более катализаторами для получения общего продукта, который включает полупродукт, где полупродукт является жидкой смесью при 25°С и 0,101 МПа; нефтяное сырье имеет содержание азота по меньшей мере 0,0001 грамма на грамм нефтяного сырья; и по меньшей мере один из катализаторов является катализатором на основе металла группы 6, который содержит один или более металлов группы 6 Периодической таблицы и/или одно или более соединений одного или более металлов группы 6 Периодической таблицы и имеет медианное распределение пор по размерам более 110 Å; и объем пор, в котором поры, имеющие диаметр пор по меньшей мере 350 Å, составляют самое большее 10% объема пор, где диаметр пор и объем пор определяют методом ASTM D4282; и регулирование условиями контактирования таким образом, что полупродукт имеет содержание азота самое большее 90% от содержания азота в сырой нефти, где содержание азота определяют методом ASTM D5762.

В некоторых воплощениях изобретение также относится к способу получения полупродукта, включающему контактирование нефтяного сырья с одним или более катализаторами для получения общего продукта, который включает полупродукт, где полупродукт является жидкой смесью при 25°С и 0,101 МПа; нефтяное сырье имеет содержание азота по меньшей мере 0,0001 грамма на грамм нефтяного сырья; где по меньшей мере один из катализаторов является катализатором на основе металла группы 6, который получается при нагревании предшественника катализатора на основе металла группы 6 в присутствии одного или более соединения, содержащего серу, при температуре ниже около 500°С, где предшественник катализатора на основе металла группы 6 содержит один или более металлов группы 6 Периодической таблицы и/или одно или более соединений одного или более металлов группы 6 Периодической таблицы; и носитель; и регулирование условиями контактирования таким образом, что полупродукт имеет содержание азота самое большее 90% от содержания азота в нефтяном сырье, где содержание азота определяется методом ASTM D5762.

В некоторых воплощениях изобретение также относится, в комбинации с одним или более из вышеупомянутых воплощений, к катализатору на основе металла группы 6: (а) в котором поры, имеющие диаметр по меньшей мере 350 Å, составляют самое большее 5%, самое большее 3%, самое большее 1% или самое большее 0,5% объема пор; (b) который имеет медианное распределение размера пор по размерам по меньшей мере 120 Å, по меньшей мере 130 Å, по меньшей мере 150 Å, по меньшей мере 180 Å, по меньшей мере 200 Å, по меньшей мере 250 Å, или самое большее 300 Å, где распределение пор по размерам пор определяют методом ASTM D4282; и/или (с) который имеет распределение пор по размерам такое, что по меньшей мере 60% общего числа пор в распределении пор по размерам находятся в пределах около 45 Å, около 35 Å, или около 25 Å от медианного диаметра пор распределения по размерам.

В некоторых воплощениях изобретение также относится, в комбинации с одним или более из вышеупомянутых воплощений, к тому, что катализатор на основе металла группы 6: (а) содержит от около 0,0001 грамма до около 0,3 грамма, от около 0,005 грамма до около к 0,2 грамма, или от около 0,01 грамма до около 0,1 грамма одного или более металлов группы 6 и/или одного или более соединений металла группы 6, рассчитанных как общая масса металла группы 6 на грамм катализатора; (b) содержит один или более металлов групп 7-10 Периодической таблицы и/или одно или более соединений одного или более металлов групп 7-10 Периодической таблицы; и содержит от около 0,001 грамма до около 0,1 грамма или от около 0,01 грамма до около 0,05 грамма одного или более металлов групп 7-10 и/или одного или более соединений металлов групп 7-10, рассчитанных как общая масса металлов групп 7-10 на грамм катализатора; (с) содержит один или более металлов группы 10 Периодической таблицы и/или одно или более соединений одного или более металлов группы 10 Периодической таблицы; (d) содержит молибден и/или вольфрам; (е) содержит никель и/или кобальт; (f) содержит никель и/или железо; (g) содержит один или более элементов группы 15 Периодической таблицы и/или одно или более соединений одного или более элементов группы 15 Периодической таблицы; и содержит от около 0,000001 грамма до около 0,1 грамма, от около 0,00001 грамма до около 0,06 грамма, от около 0,00005 грамма до около 0,03 грамма или от около 0,0001 грамма до около 0,001 грамма одного или более элементов группы 15 и/или одно или более соединений элементов группы 15, рассчитанных как общая масса элементов группы 15 на грамм катализатора; (h) содержит фосфор; и/или (i) содержит самое большее 0,001 грамма одного или более металлов группы 5 Периодической таблицы и/или одно или более соединений одного или более металлов группы 5 Периодической таблицы, рассчитанных как общая масса металлов группы 5 на грамм катализатора.

В некоторых воплощениях изобретение также относится, в комбинации с одним или более из вышеупомянутых воплощений, к тому, что катализаторы на основе металла группы 6 или растворы металлов группы 6 содержат на грамм катализатора или раствора металла 6 группы: (а) от около 0,01 грамма до около 0,15 грамма молибдена и/или одного или более соединений молибдена, рассчитанных как общая масса молибдена; и от около 0,001 грамма до около 0,05 грамма никеля и/или одного или более соединений никеля, рассчитанных как общая масса никеля; и (b) необязательно, от около 0,001 грамма до около 0,05 грамма железа и/или одного или более соединений железа, рассчитанных как общая масса железа; и (с), необязательно, от около 0,0001 грамма до около 0,05 грамма фосфора и/или одного или более соединений фосфора, рассчитанных как общая масса фосфора.

В некоторых воплощениях изобретение также относится, в комбинации с одним или более из вышеупомянутых воплощений, к тому, что катализатор на основе металлов групп 5-10: (а) содержит молибден; (b) содержит вольфрам; (с) содержит ванадий; (d) содержит на грамм катализатора от около 0,001 грамма до около 0,1 грамма или от около 0,01 грамма до около 0,05 грамма одного или более металлов групп 7-10 Периодической таблицы и/или одно или более соединений одного или более металлов групп 7-10 Периодической таблицы; (е) содержит один или более элементов из группы 15 Периодической таблицы и/или одно или более соединений одного или более элементов из группы 15 Периодической таблицы; (f) содержит фосфор; и/или (g) имеет медианное распределение пор по размерам по меньшей мере 180 Å, по меньшей мере 200 Å, по меньшей мере 230 Å, по меньшей мере 250 Å, или по меньшей мере 300 Å.

В некоторых воплощениях изобретение также относится, в комбинации с одним или более из вышеупомянутых воплощений, к тому, что катализатор на основе металла группы 6 является нанесенным катализатором, в котором носитель содержит, на грамм носителя: (а) по меньшей мере 0,8 грамма, по меньшей мере 0,9 грамма, или по меньшей мере 0,95 грамма гамма-оксида алюминия; (b) самое большее 0,1 грамма, самое большее 0,08 грамма, самое большее 0,06 грамма, самое большее 0,04 грамма, или самое большее 0,02 грамма диоксида кремния, или (с) по меньшей мере 0,3 грамма или по меньшей мере 0,5 грамма тета-оксида алюминия.

В некоторых воплощениях изобретение также относится, в комбинации с одним или более из вышеупомянутых воплощений, к контактированию сырой нефти с одним или более катализаторами, где по меньшей мере один или более катализаторов является катализатором на основе металла группы 6, который получается путем комбинации смеси с одним или более металлов группы 6 и/или одним или более соединений металла группы 6, и смесь содержит: один или более металлов групп 7-10 Периодической таблицы и/или одно или более соединений одного или более металлов групп 7-10 Периодической таблицы; и носитель. В некоторых воплощениях, в комбинации с одним или более из вышеупомянутых воплощений, по меньшей мере один из металлов группы 7-10 включает никель, кобальт, железо или их смеси.

В некоторых воплощениях изобретение также относится, в комбинации с одним или более из вышеупомянутых воплощений, к сырой нефти, которая содержит: (а) от около 0,0001 грамма до около 0,5 грамма, от около 0,005 грамма до около 0,1 грамма, или от около 0,01 грамма до около 0,05 грамма микроуглеродного остатка (MCR) на грамм сырой нефти; (b) от около 0,0001 грамма до около 0,1 грамма, от около 0,001 грамма до около 0,05 грамма, или от около 0,005 грамма до около 0,01 грамма азота на грамм сырой нефти; и/или (с) от около 0,00001 грамма до около 0,005 грамма, от около 0,00005 грамма до около 0,05 грамма, или от около 0,0001 грамма до около 0,01 грамма органических солей щелочного металла и щелочноземельного металла на грамм нефтяного сырья.

В некоторых осуществлениях изобретение также относится, в комбинации с одним или более из вышеупомянутых осуществлений, к полупродукту, который имеет: (а) содержание MCR самое большее 80%, самое большее 50%, самое большее 30%, или самое большее 10% от содержания MCR нефтяного сырья; (b) содержание азота самое большее 80%, самое большее 50%, самое большее 30%, или самое большее 10% от содержания азота в нефтяном сырье; (с) общее содержание щелочного металла и щелочноземельного металла в солях органических кислот в полупродукте самое большее 80%, самое большее 50%, самое большее 30%, или самое большее 10% от содержания щелочного металла и щелочноземельного металла в солях органических кислот в нефтяном сырье; (d) содержание MCR в интервале от около 0,1% до около 75%, от около 0,5% до около 45%, от около 1% до около 25%, или от около 2% до около 9% от содержания MCR в нефтяном сырье; (е) содержание азота в интервале от около 0,1% до около 75%, от около 0,5% до около 45%, от около 1% до около 25%, или от около 2% до около 9% от содержания азота в нефтяном сырье; (f) общее содержание щелочного металла и щелочноземельного металла в солях органических кислот в полупродукте в интервале от около 0,1% до около 75%, от около 0,5% до около 45%, от около 1% до около 25%, или от около 2% до около 9% от содержания щелочного металла и щелочноземельного металла в солях органических кислот в нефтяном сырье; (g) от около 0,00001 грамма до около 0,1 грамма, от около 0,0001 грамма до около 0,05 грамма, или от около 0,001 грамма до около 0,005 грамма MCR на грамм полупродукта; (h) от около 0,00001 грамма до около 0,05 грамма, от около 0,0001 грамма до около 0,01 грамма, или от около 0,0005 грамма до около 0,001 грамма азота на грамм полупродукта; (i) от около 1×10^-7 граммов до около 5×10^-5 грамма, от около 5×10^-7 грамма до около 1×10^-5 грамма, или от около 1×10^-6 грамма до около 5×10^-6 грамма щелочного металла и щелочноземельного металла в солях органических кислот на грамм полупродукта; (j) вязкость при 37,8°С (100°F) самое большее 90%, самое большее 80%, самое большее 70%, самое большее 50%, самое большее 30%, или самое большее 10% от вязкости при 37,8°С (100°F) нефтяного сырья, где вязкость определяется методом ASTM D445; (k) содержание асфальтенов С₅ самое большее 90%, самое большее 80%, самое большее 70%, самое большее 50%, самое большее 30%, или самое большее 10% от содержания асфальтенов C₅ в нефтяном сырье, где содержание асфальтенов C₅ определяется методом ASTM D2007; (1) содержание твердого остатка самое большее 90%, самое большее 80%, самое большее 70%, самое большее 50%, самое большее 30%, или самое большее 10% от содержания твердого остатка в нефтяном сырье, где содержание твердого остатка определяется методом ASTM D5307; и/или (m) содержание серы самое большее 90%, самое большее 80%, самое большее 70%, самое большее 50%, самое большее 30%, или самое большее 10% от содержания серы в нефтяном сырье, где содержание серы определяется методом ASTM D4294.

В некоторых осуществлениях изобретение также относится, в комбинации с одним или более из вышеупомянутых осуществлений, к контактированию нефтяного сырья с одним или более катализаторами и одним или более дополнительными катализаторами, при этом по меньшей мере один из катализаторов является катализатором на основе металла группы 6, и один или большее количество дополнительных катализаторов имеет медианный диаметр пор по меньшей мере 60 Å, по меньшей мере 90 Å, по меньшей мере 110 Å, по меньшей мере 180 Å, по меньшей мере 200 Å, или по меньшей мере 250 Å; и катализатор на основе металла группы 6 контактирует с нефтяным сырьем до и/или после контактирования нефтяного сырья с по меньшей мере одним из дополнительных катализаторов.

В некоторых воплощениях изобретение также относится, в комбинации с одним или более из вышеупомянутых воплощений, к по меньшей мере одному из катализаторов, являющемуся катализатором на основе металла группы 5-10; контактированию нефтяного сырья с дополнительным катализатором, имеющим медианный диаметр пор по меньшей мере 60 Å; причем дополнительный катализатор вступает в контакт с нефтяным сырьем после контакта нефтяного сырья с катализатором на основе металла группы 5-10.

В некоторых воплощениях изобретение также относится, в комбинации с одним или более из вышеупомянутых воплощений, к контактированию сырой нефти с одним или более катализатором с получением общего продукта, в котором при контактировании смесь нефтяное сырье/общий продукт имеет величину пептизации (Р-величину) по меньшей мере 1,5.

В некоторых воплощениях изобретение также относится, в комбинации с одним или больше из вышеупомянутых воплощений, к контактированию в присутствии источника водорода.

В некоторых воплощениях изобретение также относится, в комбинации с одним или более из вышеупомянутых воплощений, к условиям контактирования, которые включают: (а) температуру в интервале от около 50°С до около 500°С; (b) температуру самое большее 430°С, самое большее 420°С, или самое большее 410°С; (с) общее давление в интервале от около 0,1 МПа до около 20 МПа; (d) общее давление самое большее 18 МПа, самое большее 16 МПа, или самое большее 14 МПа; (е) часовую объемную скорость жидкости по меньшей мере 0,05 час^-1; и/или (f) отношение источника газообразного водорода к нефтяному сырью в интервале от около 0,1 Нм³/м³ до около 100000 Нм³/м³.

В некоторых воплощениях изобретение также относится, в комбинации с одним или более из вышеупомянутых воплощений, к способу, который включает контактирование нефтяного сырья с одним или более катализаторами с получением общего продукта, содержащего полупродукт, причем способ дополнительно включает объединение полупродукта с сырой нефтью, которая является той же самой или отличающейся от нефтяного сырья, с образованием смеси, пригодной для транспортировки.

В некоторых воплощениях изобретение относится, в комбинации с одним или более из вышеупомянутых воплощений, к способу получения катализатора, который включает объединение носителя с раствором металла группы 6: (а) имеющим значение рН до около 3; (b) имеющим значение рН в интервале от около 1 до около 3; (с) в котором количество металла группы 6 в растворе металла выбирают таким образом, что катализатор содержит от около 0,0001 грамма до около 0,3 грамма, от около 0,005 грамма до около 0,2 грамма, или от около 0,01 грамма до около 0,1 грамма одного или более металлов группы 6 и/или одно или более соединений металлов группы 6, рассчитанных как общая масса металла группы 6 на грамм катализатора; (d) содержащим один или более металлов групп 7-10 Периодической таблицы и/или одно или более соединений одного или более металлов групп 7-10 Периодической таблицы; и где количество металлов групп 7-10 выбирают таким образом, что катализатор содержит от около 0,001 грамма до около 0,1 грамма или от около 0,01 грамма до около 0,05 грамма одного или более металлов групп 7-10 и/или одно или более соединений металлов групп 7-10, рассчитанных как общая масса металлов групп 7-10 на грамм катализатора; (е) содержащим один или более металлов группы 10 Периодической таблицы и/или одно или более соединений одного или более металлов группы 10 Периодической таблицы; (f) содержащим молибден и/или вольфрам; (g) содержащим никель и/или кобальт; (h) содержащим никель и железо; (i) содержащим один или более элементов группы 15 Периодической таблицы и/или одно или более соединений одного или более элементов группы 15 Периодической таблицы; и где количество элементов группы 15 выбирают таким образом, что катализатор содержит от около 0,000001 грамма до около 0,1 грамма, от около 0,00001 грамма до около 0,06 грамма, от около 0,00005 грамма до около 0,03 грамма, или от около 0,0001 грамма до около 0,001 грамма одного или более элементов группы 15 и/или одно или более соединений элемента группы 15, рассчитанных как общая масса элементов группы 15 на грамм катализатора; (j) содержащим фосфор; (k), который содержит одну или более неорганических кислот; (l), содержащим одну или более органических кислот; (m) содержащим перекись водорода; и/или (n), содержащим амин.

В некоторых воплощениях изобретение относится, в комбинации с одним или более из вышеупомянутых воплощений, к способу получения катализатора, который включает термообработку нанесенного металла при температуре в интервале от около 40°С до около 400°С, от около 60°С до около 300°С, или от около 100°С до около 200°С; и, необязательно, дальнейшую термообработку нанесенного металла при температуре по меньшей мере 400°С.

В некоторых воплощениях изобретение относится, в комбинации с одним или более из вышеупомянутых воплощений, к катализатору на основе металла групп 6-10, (а) содержащему один или более металлов группы 6 Периодической таблицы и/или одно или более соединений одного или более металлов группы 6 Периодической таблицы; (b) содержащему один или более металлов группы 7-10 Периодической таблицы и/или одно или более соединений одного или более металлов групп 7-10 Периодической таблицы; (с) содержащему молибден и/или вольфрам; (d) который содержит никель и/или кобальт; (е) в котором связующее вещество включает диоксид кремния, оксид алюминия, диоксид кремния/оксид алюминия, оксид титана, оксид циркония или их смеси; и/или (е) который является аморфным.

В других воплощениях признаки отдельных воплощений могут объединяться с признаками других воплощений. Например, признаки одного воплощения могут объединяться с признаками любого другого воплощения.

В других воплощениях полупродукты получают по любому из способов и систем, описанных в настоящем изобретении.

В других воплощениях дополнительные признаки могут быть добавлены к отдельным воплощениям, описанным в настоящем изобретении.

В других воплощениях транспортные топлива, горючее для отопительных целей, смазочные материалы или химикаты получают из полупродукта или смеси, полученных по любому из способов и систем, описанных в настоящем изобретении.

Краткое описание чертежей

Преимущества настоящего изобретения станут очевидными для специалистов в данной области техники с помощью следующего детального описания со ссылкой на соответствующие чертежи, на которых:

фиг.1 является схемой системы контактирования;

фиг.2А и фиг.2В являются схемами систем контактирования, которые включают две зоны контактирования;

фиг.3А и фиг.3В являются схемами систем контактирования, которые включают три зоны контактирования;

фиг.4 является схемой зоны разделения, соединенной с системой контактирования;

фиг.5 является схемой зоны смешивания, соединенной с системой контактирования;

фиг.6 является схемой зоны разделения, системы контактирования и зоны смешивания.

Поскольку изобретение допускает различные изменения и альтернативные формы, характерные варианты его осуществления показаны в качестве примера на фигурах. Фигуры могут быть выполнены в масштабном соотношении. Следует понимать, что чертежи и их описание не предназначены для ограничения изобретения частной раскрытой формой осуществления, а напротив, смысл состоит в том, чтобы охватить все изменения, эквиваленты и альтернативы, соответствующие сущности и объему настоящего изобретения, как определено приложенной формулой.

Осуществление изобретения

Вышеупомянутые проблемы могут быть решены путем использования систем, способов и катализаторов, описанных в настоящем изобретении. Например, полупродукт, имеющий пониженное содержание MCR и/или пониженное содержание азота по сравнению с содержанием MCR и/или содержанием азота в нефтяном сырье, получают путем контактирования нефтяного сырья с катализатором, который имеет медианное распределение пор по размерам более 110 Å, и объем пор, в котором поры, имеющие диаметр по меньшей мере 350 Å, составляют самое большее 10% объема пор. Полупродукт, имеющий пониженное содержание азота по сравнению с содержанием азота в нефтяном сырье, получают путем контактирования нефтяного сырья с непрокаленным катализатором. Полупродукт, имеющий пониженное содержание металлов в солях органических кислот по сравнению с содержанием металлов в солях органических кислот в нефтяном сырье, получают путем контактирования нефтяного сырья с катализатором, который включает металл(ы) групп 5-10 и тета-оксид алюминия. Полупродукт, имеющий пониженное содержание MCR по сравнению с содержанием MCR в нефтяном сырье, получают путем контактирования нефтяного сырья с блочным металлическим катализатором.

В заявках США с серийными номерами 11/014,335; 11/013,553; 11/014,386; 11/013,554; 11/013,629; 11/014,318; 11/013,576; 11/013,835; 11/014,362; 11/014,011; 11/013,747; 11/013,918; 11/014,275; 11/014,060; 11/014,272; 11/014,380; 11/014,005; 11/013,998; 11/014,406; 11/014,365; 11/013,545; 11/014,132; 11/014,363; 11/014,251; 11/013,632; 11/014,009; 11/014,297; 11/014,004; 11/013,999; 11/014,281; 11/013,995; 11/013,904, 11/013,952; 11/014,299; 11/014,381; 11/014,346; 11/014,028; 11/013,826 и 11/013,622 также обсуждаются системы, способы и катализаторы, которые решают вышеупомянутые проблемы, хотя они относятся к нефтяному сырью, которое может отличаться в соответствии с настоящим изобретением.

Некоторые воплощения изобретения описываются в настоящем описании более подробно. Термины, использованные в настоящем документе, определяются следующим образом.

"ASTM" относится к Американскому обществу по испытанию материалов.

"Плотность API" относится к плотности API при 15,5°С (60°F). Плотность API определяют методом ASTM D6822.

Процент атомов водорода и процент атомов углерода в нефтяном сырье и в полупродукте определяют методом ASTM D5291.

Распределение интервала кипения нефтяного сырья, общего продукта и/или полупродукта определяют методом ASTM D5307, если не упомянуто иначе.

"Связующее вещество" относится к подложке, объединяющей более мелкие частицы, чтобы образовать более крупный материал (например, блоки или таблетки).

"Массивный металлический катал