Композиция газойля

Композиция газойля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к композициям газойлей, в частности к композициям газойлей для летнего и зимнего сезонов, подходящих как для дизельного сгорания, так и для сгорания с воспламенением от сжатия однородного заряда.

Уровень техники

Дизельным сгоранием называют сгорание, при котором воспламенение происходит (сгорание предварительно смешанной топливовоздушной смеси), когда топливо, впрыскиваемое в камеру сгорания двигателя, испаряется, смешивается с воздухом и превращается в рабочую топливовоздушную смесь с соответствующим отношением топливо/моторное масло, и смесь оказывается в соответствующих температурных условиях. Очень часто случается, что, независимо от того, является ли воспламенение хорошим или слабым, оно оценивается параметрами испарения, определяемыми параметрами дистилляции и цетановым числом, указывающим на способность топлива к самовоспламенению. Если требуется более высокая мощность на выходе при сгорании в дизеле (условия высокой нагрузки), то необходимо продолжать впрыск топлива даже после наступления самовозгорания. В данном случае топливо должно воспламениться, пока впрыснутое топливо диффундирует в воздушную атмосферу при использовании сжиженного воздуха во внутренней части камеры внутреннего сгорания двигателя (диффузионное сгорание). Поэтому требованиями к свойствам топлива являются требования способствовать сгоранию предварительно смешанной топливовоздушной смеси и диффузионному сгоранию.

Существует режим сгорания, называемый сгорание с воспламенением от сжатия однородного заряда, относящегося к данным режимам дизельного сгорания, и недавно данный режим сгорания привлек внимание из-за низких показателей выбросов и отличных показателей КРД топлива. Данный режим сгорания отличается от вышеупомянутого дизельного сгорания тем, что весь процесс сгорания первого представляет собой сгорание предварительной топливовоздушной смеси и, таким образом, не вовлекается в диффузионное сгорание. Однако, как рассмотрено выше, воспламенение нежелательно происходит вследствие способности топлива к самовоспламенению, и, таким образом, воспламенение считается трудноконтролируемым процессом, особенно в условиях высокой нагрузки. Поэтому существует много двигателей, использующих режим сгорания, где сгорание с воспламенением от сжатия однородного заряда протекает только в условиях низкой и средней нагрузки, и переключается на режим нормального дизельного сгорания при высоких нагрузках. Поэтому можно сделать вывод о том, что от свойств топлива требуется, чтобы оно могло способствовать сгоранию при воспламенении от сжатия однородного заряда в условиях низкой нагрузки и способствовало дизельному сгоранию в условиях высокой нагрузки.

В общем, композицию газойля получают смешением одного или нескольких типов базовых масел, полученных гидроочисткой или гидродесульфурацией прямого газойля или прямого керосина, полученных при дистилляции сырой нефти под атмосферным давлением. В частности, часто случается, что составляющая доля вышеупомянутого керосинового базового масла и базового масла газойля регулируется таким образом, чтобы обеспечить способность к холодному течению в зимний сезон. При необходимости базовые масла смешивают с такими добавками, как повысители цетанового числа, детергенты и повысители хладотекучести (смотри, например, не патентный документ №1, указанный ниже).

Что касается топлива для вышерассмотренного сгорания при воспламенении от сжатия однородного заряда, то в патентом документе №1 предложена композиция дизельного газойля, отличающаяся тем, что она содержит относительно легкий газойль каталитического крекинга и имеет низкое цетановое число и высокую плотность и содержание ароматических соединений. В данном документе отмечено, что данная композиция может иметь как отличные низкотемпературные свойства, так и низкое содержание NO_x и низкие РМ свойства при сгорании с воспламенением от сжатия однородного заряда. Однако легко предположить, что содержание ароматических соединений в композиции будет избыточно высоким, приводящим к увеличению выброса несгоревшего топлива. Кроме того, как рассмотрено выше, в настоящее время часто случается, что сгорание при воспламенении от сжатия однородного заряда используется параллельно с традиционным дизельным сгоранием. Таким образом, очевидно, что топливо данного документа с низким цетановым числом, высокой плотностью и высоким содержанием ароматических соединений совсем не подходит для сгорания при воспламенении от сжатия однородного заряда. Кроме того, также легко предположить, что сажа или нагар будет прилипать к форсункам для впрыска топлива или клапанам контроля EGR (рециркуляции выхлопного газа) вследствие высокого содержания ароматических соединений. Поэтому композиция дизельного газойля данного документа заведомо не может быть безопасным топливом для окружающей среды. Аналогичным образом, патентные документы № 2, 3 и 4 раскрывают, что топливные композиции с параметрами дистилляции, определенными их назначением, являются эффективными для сгорания при воспламенении от сжатия однородного заряда. Однако, как рассмотрено выше, параметры дистилляции химически не включены в показатель регулирования способности топлива к самовоспламенению, и особенно при условии усовершенствования того типа сгорания при воспламенении от сжатия однородного заряда, при котором топливо впрыскивается на более ранней стадии, как предложено в настоящем изобретении, и параметры дистилляции также менее эффективны. Индекс, который определяется температурой каждого определенного объема дистиллята, такой как Т90, но не объемом фракции, может быть грубым стандартом для оценки типа топлива, но не имеет смысла, поскольку он не является абсолютным количественным показателем. Кроме того, данные топливные композиции не допускают повышения цетанового числа, но затем, вероятно, допускают снижение содержания насыщенных углеводородных соединений и, таким образом, могут рассматриваться как топлива, которые не могут регулировать воспламенение в любой момент времени. Поэтому очевидно, что характеристические определения, предложенные в данных документах, нельзя рассматривать как характеристики топлив, которые могут регулировать самовоспламенение, и, кроме того, вероятно, что до сих пор не существуют топлива, безопасного для окружающей среды.

Кроме того, безопасное для окружающей среды топливо должно быть обязательно оптимизировано по топливным характеристикам каждый сезон с учетом окружающей среды, в которой оно используется. Топливо с избыточно облегченными параметрами дистилляции часто может вызывать заклинивание насосов для впрыска топлива, кавитационные повреждения и проблемы легкости запуска двигателя при высокой температуре.

То есть, очень трудно создать высококачественное топливо, которое может обеспечить на высоком уровне как соответствие требованиям, предъявляемым для композиций газойля, обладающих и отличными эксплуатационными свойствами в условиях летнего или зимнего сезона, так и безопасными для окружающей среды свойствами, которые могут быть применены к сгоранию при воспламенении от сжатия однородного заряда, и не существует примера или факта обнаружения на основе проведенных исследований такого топлива, в достаточной степени удовлетворяющего различным требованиям к свойствам, предъявляемых к топливу, кроме вышеупомянутого, и практического способа получения топлива.

(1) Патентный документ №1: выложенная публикация патента Японии № 2006-28493

(2) Патентный документ №2: выложенная публикация патента Японии № 2005-343917

(3) Патентный документ №3: выложенная публикация патента Японии № 2005-343918

(4) Патентный документ №4: выложенная публикация патента Японии № 2005-343919

(5) Непатентный документ №1: Konishi Seiichi, “Nenryo Kogaku Gairon”, Shokabo Publishing Co., Ltd., March, 1991, pages 136-144.

Существо изобретения

Настоящее изобретение разработано с учетом рассмотренных выше положений и имеет своей целью разработку композиции газойля для использования в летний или зимний сезон, подходящей и для дизельного сгорания, и сгорания при воспламенении от сжатия однородного заряда. Настоящее изобретение явилось результатом обширных исследований и изучения, проведенных для решения вышеназванных проблем.

То есть, настоящее изобретение относится к композиции газойля для использования в дизельном двигателе со степенью геометрического сжатия 16 или меньше, снабженном нагнетателем и системой EGR, содержащей синтетическое базовое масло FT и имеющее содержание серы 5 млн.ч. по массе или меньше, содержание кислорода 100 млн.ч. или меньше, модуль объемной деформации 1250 МПа или больше и 1450 МПа или меньше, цвет по Сейболту +22 или больше, смазывающую способность 400 мкм или меньше, начальную точку кипения 140°С или выше и конечную точку кипения 380°С или ниже в параметрах дистилляции, и следующие свойства (1)-(3) фракции каждого интервала, где

(1) цетановое число фракции в интервале ниже чем 200°С составляет 40 или больше и меньше чем 60;

(2) цетановое число фракции в интервале 200°С или выше и ниже чем 280°С составляет 60 или больше и меньше чем 80% и

(3) цетановое число фракции в интервале 280°С или выше составляет 50 или больше.

Настоящее изобретение также относится к вышеназванной композиции газойля с показателями качества, соответствующими стандартам JIS на газойль сорта №1, кроме содержания серы, для использования в дизельном двигателе со степенью геометрического сжатия 16 или меньше, снабженном нагнетателем и системой EGR, содержащей синтетическое базовое масло FT и имеющей содержание серы 5 млн.ч. по массе или меньше, содержание кислорода 100 млн.ч. по массе или меньше и модуль объемной деформации 1250 МПа или больше и 1450 МПа или меньше, цвет по Сейболту +22 или больше, смазывающую способность 400 мкм или меньше, начальную точку кипения 140°С или выше и конечную точку кипения 380°С или ниже в числе параметров дистилляции, и следующие свойства (1)-(3) фракции в каждом интервале, где

(1) цетановое число фракции в интервале ниже чем 200°С составляет 40 или больше и меньше чем 60; и составляющая доля фракции во всем объеме фракций составляет от 1 процента по объему или больше до менее чем 10 процентов по объему;

(2) цетановое число фракции в интервале 200°С или выше и ниже чем 280°С составляет 60 или больше и меньше чем 80, и составляющая доля фракции во всем объеме фракций составляет 40 процентов по объему или больше и 98 процентов по объему или меньше; и

(3) цетановое число фракции в интервале 280°С или выше составляет 50 или больше, и составляющая доля фракции во всем объеме фракций составляет 1 процент по объему или больше и 59 процентов по объему или меньше.

Настоящее изобретение также относится к вышеназванной композиции газойля с показателями качества, отвечающими стандартам JIS к газойлю сорта №2, кроме содержания серы, для использования в дизельном двигателе со степенью геометрического сжатия 16 или меньше, снабженном нагнетателем и системой EGR, содержащей синтетическое базовое масло FT и имеющей содержание серы 5 млн.ч. по массе или меньше, содержание кислорода 100 млн.ч. по массе или меньше, модуль объемной деформации 1250 МПа или больше и 1450 МПа или меньше, цвет по Сейболту +22 или выше, смазывающую способность 400 мкм или меньше, начальную точку кипения 140°С или выше и конечную точку кипения 360°С или ниже в числе параметров дистилляции, и следующие свойства (1)-(3) фракции в каждом интервале, где

(1) цетановое число фракции в интервале ниже чем 200°С составляет 40 или больше и меньше чем 60, и составляющая доля фракции во всем объеме фракций составляет 10 процентов по объему или больше и меньше чем 20 процентов по объему;

(2) цетановое число фракции в интервале 200°С или выше и ниже чем 280°С составляет 60 или больше и меньше чем 80, и составляющая доля фракции во всем объеме фракций составляет 30 процентов по объему или больше и 89 процентов по объему или меньше; и

(3) цетановое число фракции в интервале 280°С или выше составляет 50 или больше, а составляющая доля фракции во всем объеме фракций составляет 1 процента по объему или больше и 60 процентов по объему или меньше.

Настоящее изобретение также относится к вышеназванной композиции газойля с показателями качества, отвечающими стандартам JIS к газойлю сорта №3, кроме содержания серы, для использования в дизельном двигателе со степенью геометрического сжатия 16 или меньше, снабженном нагнетателем и системой EGR, содержащей синтетическое базовое масло FT и имеющей содержание серы 5 млн.ч. по массе или меньше, содержание кислорода 100 млн.ч. по массе или меньше, модуль объемной деформации 1250 МПа или больше и 1450 МПа или меньше, цвет по Сейболту +22 или больше, смазывающую способность 400 мкм или меньше, начальную точку кипения 140°С или выше и конечную точку кипения 360°С или ниже в числе параметров дистилляции, и следующие свойства (1)-(3) фракции в каждом интервале, где

(1) цетановое число фракции в интервале ниже чем 200°С составляет 40 или больше и меньше чем 60, и составляющая доля фракции во всем объеме фракций составляет 20 процентов по объему или больше и меньше чем 40 процентов по объему;

(2) цетановое число фракции в интервале 200°С или выше и ниже чем 280°С составляет 60 или больше и меньше чем 80, и составляющая доля фракции во всем объеме фракций составляет 30 процентов по объему или больше и 78 процентов по объему или меньше; и

(3) цетановое число фракции в интервале от 280°С или выше составляет 50 или больше, а составляющая доля фракции во всем объеме фракций составляет 1 процента по объему или больше и 50 процентов по объему или меньше.

Настоящее изобретение также относится к вышеназванной композиции газойля с показателями качества, отвечающими стандартам JIS к газойлю сорта № 3, кроме содержания серы, для использования в дизельном двигателе со степенью геометрического сжатия 16 или меньше, снабженном нагнетателем и системой EGR, содержащей синтетическое базовое масло FT и имеющей содержание серы 5 млн.ч. по массе или меньше, содержание кислорода 100 млн.ч. по массе или меньше, модуль объемной деформации 1250 МПа или больше и 1450 МПа или меньше, цвет по Сейболту +22 или выше, смазывающую способность 400 мкм или меньше, начальную точку кипения 140°С или выше и конечную точку кипения 350°С или ниже в числе параметров дистилляции, и следующие свойства (1)-(3) фракции в каждом интервале, где

(1) цетановое число фракции в интервале ниже чем 200°С составляет 40 или больше и меньше чем 60, и составляющая доля фракции во всем объеме фракций составляет 40 процентов по объему или больше и 70 процентов по объему или меньше;

(2) цетановое число фракции в интервале 200°С или выше и ниже чем 280°С составляет 60 или больше и меньше чем 80, и составляющая доля фракции во всем объеме фракций составляет 20 процентов по объему или больше и 59 процентов по объему или меньше; и

(3) цетановое число фракции в интервале от 280°С или выше составляет 50 или больше, а составляющая доля фракции во всем объеме фракций составляет 1 процента по объему или больше и 30 процентов по объему или меньше.

Настоящее изобретение также относится к вышеназванной композиции газойля, где пероксидное число после проведения теста на ускоренное окисление предпочтительно составляет 50 млн.ч. по массе или меньше, содержание ароматических соединений предпочтительно составляет 15 процентов по объему или меньше и доля синтетического базового масла FT в смеси составляет предпочтительно 20 процентов по объему или больше.

Настоящее изобретение предназначено сбалансировать относительно легкую фракцию, испаряющуюся на относительно ранней стадии, и тяжелую фракцию, испаряющуюся на относительно поздней стадии, с учетом не только явления воспламенения, но также явления испарения и смешивания с воздухом, имеющим место перед явлением воспламенения. В соответствии с чем, настоящее изобретение может способствовать достижению оптимальных условий воспламенения при сгорании с воспламенением от сжатия однородного заряда и традиционном дизельном сгорании. Поскольку данные явления воспламенения в значительной степени зависят от степени сжатия или условий запуска двигателя, в котором используется топливо, настоящее изобретение также накладывает некоторые ограничения на условия работы двигателя, так чтобы топливо может проявлять наибольшую эффективность.

Положительные результаты изобретения

Согласно настоящему изобретению использование композиции газойля, полученной вышеописанным способом, с вышерассмотренными требованиями, касающимися фракций, делает возможным получать высококачественное топливо, которое может обеспечивать на высоком уровне как отличные эксплуатационные качества в условиях летнего или зимнего сезонов, так и безопасные для окружающей среды свойства, которые могут быть применены к сгоранию при воспламенении от сжатия однородного заряда, где и эксплуатационные качества, и свойства трудно было бы обеспечить при использовании традиционной топливной композиции.

Наилучший путь для осуществления изобретения

Ниже настоящее изобретение будет рассмотрено более подробно.

Композиция газойля настоящего изобретения в обязательном порядке содержит синтетическое базовое масло FT. Синтетическое базовое масло FT состоит из насыщенных углеводородных соединений, и композиция газойля настоящего изобретения может быть легко получена регулированием состава смеси углеводородных соединений. Не существует конкретного ограничения на свойства синтетического базового масла FT, если обеспечены свойства композиции газойля настоящего изобретения. Не существует конкретных ограничений на базовые масла, отличные от синтетического базового масла FT, поскольку выполнены требования к свойствам композиции газойля настоящего изобретения. Однако, чтобы обеспечить композицию, проявляющую достаточно безопасные для окружающей среды свойства, предпочтительно смешивать следующие нефтяные базовые масла, подвергнутые глубокому гидрированию, и переработанные масла животного или растительного происхождения.

Названное в настоящем документе синтетическое базовое масло FT обозначает различные синтетические масла, такие как жидкие фракции, соответствующие нафте, керосину и газойлю, полученные обработкой смешанного газа, содержащего главным образом водород и оксид углерода (далее по тексту часто называемый «синтетическим газом»), по реакции Фишера-Тропша (Fischer-Tropsch (FT)); углеводородные смеси, полученные гидроочисткой или гидрокрекингом данных жидких фракций, и углеводородные смеси, полученные гидроочисткой или гидрокрекингом жидких фракций и воска FT, полученных по реакции Фишера-Тропша.

Композиция газойля включает предпочтительно 20 процентов по объему или больше синтетического базового масла FT. Кроме того, композиция включает более предпочтительно 25 процентов по объему или больше, более предпочтительно 30 процентов по объему или больше, более предпочтительно 35 процентов по объему или больше, синтетического базового масла FT с целью уменьшения возможности увеличения нагрузки на окружающую среду, вызванную серосодержащими компонентами или ароматическими компонентами, и осуществления более эффективно корректировки воспламенения, необходимой для сгорания с воспламенением от сжатия однородного заряда.

Не существует конкретных ограничений на свойства синтетического базового масла FT, поскольку образующаяся композиция газойля будет иметь заранее заданные свойства. Однако предпочтительно смешивать синтетическое базовое масло FT с точкой кипения в интервале от 140 до 380°С, учитывая легкость получения композиции газойля настоящего изобретения.

Смешанный газ, который будет являться сырьем для синтетического масла FT, получают окислением вещества, содержащего углерод, при использовании кислорода и/или воды, и/или диоксида углерода в качестве окислителя, а затем, если необходимо, сдвигом реакции с использованием воды, чтобы скорректировать состав в сторону заранее заданных концентраций водорода и оксида углерода.

Вещества, содержащие углерод, которые могут быть использованы в настоящем документе, обычно представляют собой компоненты газа, состоящего из углеводородов, которые являются газообразными при нормальных температурах, такие как природный газ, сжиженный нефтяной газ и газообразный метан, нефтяной асфальт, биомасса, кокс, отходы, такие как строительные материалы, и макулатура, ил, тяжелые сырые нефти, которые трудно утилизировать обычными методами, и смешанный газ, полученные под воздействием высоких температур на нетрадиционные источники нефти. Однако в настоящем изобретении нет конкретных ограничений на сырье, поскольку может быть получен смешанный газ, содержащий главным образом водород и оксид углерода.

Реакция Фишера-Тропша требует металлического катализатора. Предпочтительно использовать металлы группы 8 периодической таблицы, такие как кобальт, рутений, родий, палладий, никель и железо, более предпочтительно металлы группы 8, 4 периода, в качестве активного каталитического компонента. В альтернативном варианте, может быть использована группа смешанных металлов, содержащая данные металлы в подходящих количествах. Данные активные металлы обычно используют в форме катализатора, полученного нанесением его на носитель, такой как оксид алюминия, оксид титана и оксид кремния-оксид алюминия. В альтернативном случае, использование вышеназванных активных металлов в комбинации со вторым металлом может улучшить эксплуатационные свойства образующегося катализатора. Примеры второго металла включают щелочные и щелочноземельные металлы, такие как натрий, литий и магний, цирконий, гафний и титан, которые будут использованы в зависимости от целей, таких как увеличение скорости конверсии оксида углерода или вероятности роста цепи (α), которая является показателем образующегося количества воска.

Реакция Фишера-Тропша представляет собой метод синтеза для получения жидких фракций и воска FT при использовании в качестве сырья смешанного газа. Обычно предпочтительно регулировать отношение водорода к оксиду углерода в смешанном газе, для того чтобы эффективно осуществить метод синтеза. В общем, молярное отношение водорода к оксиду углерода в смеси (водород/оксид углерода) предпочтительно составляет 1,2 или больше, более предпочтительно 1,5 или больше, более предпочтительно 1,8 или больше. Отношение также предпочтительно составляет 3 или меньше, более предпочтительно 2,6 или меньше, более предпочтительно 2,2 или меньше.

Температура реакции, при которой протекает реакция Фишера-Тропша в присутствии вышеназванного катализатора, предпочтительно составляет 180°С или выше и 320°С или ниже, более предпочтительно 200°С или выше и 300°С или ниже. При температурах реакции ниже 180°С оксид углерода трудно взаимодействует, что приводит к тенденции снижения выхода углеводорода. При температурах реакции выше 320°С образуется повышенное количество газа, такого как метан, что приводит к снижению эффективности образования жидких фракций и FT воска.

Нет конкретных ограничений на часовую объемную скорость газа относительно катализатора. Однако предпочтительно она составляет 500 ч^-1 или больше и 4000 ч^-1 или меньше, более предпочтительно 1000 ч^-1 или больше и 3000 ч^-1 или меньше. Часовая объемная скорость газа меньше чем 500 ч^-1 вероятно снизит образование жидкого топлива, тогда как при часовой объемной скорости газа более чем 400 ч^-1 возникает необходимость увеличить температуру реакции и повысить количество образующегося газа, что приводит к снижению выхода целевого продукта.

Нет конкретных ограничений на давление реакции (парциальное давление синтетического газа, состоящего из оксида углерода и водорода). Однако предпочтительно оно составляет 0,5 МПа или больше и 7 МПа или меньше, более предпочтительно 2 МПа или больше и 4 МПа или меньше. Если давление реакции меньше чем 0,5 МПа, выход жидкого топлива будет снижаться. Если давление реакции больше чем 7 МПа, то это экономически не целесообразно, потому что увеличатся капитальные вложения в производство.

При необходимости жидкие фракции и воск FT, образованные в вышерассмотренной реакции FT, могут быть подвергнуты гидроочистке или гидрокрекингу любым подходящим образом, так чтобы скорректировать параметры дистилляции или состав с достижением целей изобретения.

Гидроочистка или гидрокрекинг могут быть выбраны в зависимости от целей, и настоящее изобретение не ограничено в выборе либо одного, либо обоих их до такой степени, чтобы была получена композиция газойля настоящего изобретения.

Катализаторы, использованные для гидроочистки, обычно представляют собой те, которые включают активный металл для гидрирования, нанесенный на пористый носитель, но настоящее изобретение не ограничено им, поскольку достигаются те же эффекты.

Пористым носителем предпочтительно является неорганический оксид. Конкретные примеры включают оксид алюминия, оксид титана, оксид циркония, оксид бора, оксид кремния, цеолит и т.п.

Цеолит представляет собой кристаллический алюмосиликат, примеры которого включают цеолиты типа фожазита, пентазила и морденита. Предпочтительными типами цеолитов являются фожазит, цеолиты типа бета- и морденита, и особенно предпочтительными являются цеолиты Y-типа и бета-типа. Цеолиты Y-типа являются предпочтительно ультрастабильными.

Предпочтительными активными металлами является металлы следующих двух типов (активный металл А типа и активный металл В типа).

Активный металл А типа представляет собой, по меньшей мере, один тип металла, выбранного из группы, включающей металлы группы 8 периодической таблицы. Предпочтительно, по меньшей мере, один тип выбран из группы, включающей Ru, Rh, Ir и Pt, и более предпочтительно Pd и/или Pt. Активный металл может находиться в виде комбинации данных металлов, такой как Pt-Pd, Pt-Rh, Pt-Ru, Ir-Pd, Ir-Rh, Ir-Ru, Pt-Pd-Rh, Pt-Rh-Ru, Ir-Pd-Rh и Ir-Rh-Ru. Катализатор на основе благородного металла, образованный данными металлами, может быть использован после прохождения предварительной восстановительной обработки в токе водорода. В общем, катализатор нагревают при температуре 200°С или выше в соответствии с заранее заданной последовательностью проведения операций, обеспечивая циркуляцию газа, содержащего водород, так что активный металла на катализаторе восстанавливается и таким образом проявляет гидрирующую активность.

Активный металл В типа содержит предпочтительно, по меньшей мере, один тип металла, выбранного из группы, включающей металлы групп 6А и 8 периодической таблицы, желательно два или несколько типов металлов, выбранных из их числа. Примеры данных металлов включают Co-Mo, Ni-Mo, Ni-Co-Mo и Ni-W. Когда используют катализатор на основе сульфида металла, полученного из данных металлов, он должен пройти процесс предварительной десульфурации.

Источником металла может быть обычная неорганическая соль или комплексное соединение типа соли. Методом нанесения на носитель может быть любой метод нанесения на носитель, который традиционно используется для катализаторов гидрирования, такой как метод импрегнирования и ионного обмена. Когда на носитель наносят несколько металлов, они могут быть нанесены на носитель одновременно, при использовании их смешанного раствора или последовательно, при использовании отдельных растворов, содержащих каждый металл. Металлосодержащим раствором может быть водный раствор или раствор на основе органического растворителя.

Температура реакции, при которой осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа А, предпочтительно составляет 180°С или выше и 400°С или ниже, более предпочтительно 200°С или выше и 370°С или ниже, более предпочтительно 250°С или выше и 350°С или ниже, более предпочтительно 280°С или выше и 350°С или ниже. Температура реакции выше чем 370°С не является предпочтительной, поскольку выход средней фракции резко падает вследствие увеличения скорости побочной реакции, где жидкая фракции или воск FT расщепляется до фракции нафты. Температура реакции ниже чем 270°С также не является предпочтительной, потому что не могут удаляться спирты и остаются, таким образом, в реакционной системе.

Температура реакции, при которой осуществляют гидроочистку при использовании катализатора, состоящего из активного металла типа В, предпочтительно составляет 170°С или выше или 320°С или ниже, более предпочтительно 175°С или выше и 300°С или ниже, более предпочтительно 180°С или выше и 280°С или ниже. Температура реакции выше чем 320°С не является предпочтительной, потому что выход средней фракции снижается вследствие увеличения скорости побочной реакции, когда жидкая фракция или воск FT расщепляются до фракции нафты. Температура реакции ниже чем 170°С также не является предпочтительной, потому что спирты не могут быть удалены и остаются, таким образом, в реакционной системе.

Давление водорода, при котором осуществляют гидроочистку при использовании катализатора, состоящего из активного металла А типа, предпочтительно составляет 0,5 МПа или выше и 12 МПа или ниже, более предпочтительно 1,0 МПа или выше и 5,9 МПа или ниже. Хотя при более высоком давлении водорода ускоряется реакция гидрирования, обычно существует оптимальная точка, определяемая экономическими соображениями.

Давление водорода, при котором осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа В, предпочтительно составляет 2 МПа или выше и 10 МПа или ниже, более предпочтительно 2,5 МПа или выше и 8 МПа или ниже, более предпочтительно 3 МПа или выше и 7 МПа или ниже. Хотя при более высоком давлении водорода ускоряется реакция гидрирования, обычно существует оптимальная точка, определяемая экономическими соображениями.

Часовая объемная скорость жидкости (LHSV), при которой осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла А типа, предпочтительно составляет 0,1 ч^-1 или больше и 10,0 ч^-1 или меньше, более предпочтительно 0,3 ч^-1 или больше и 3,5 ч^-1 или меньше. Хотя более низкая LHSV предпочтительна для реакции, но слишком низкая LHSV не является экономически предпочтительной, потому что требует чрезвычайно большого объема реактора, что влечет излишние капитальные вложения в установку.

Часовая объемная скорость жидкости (LHSV), при которой осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла В типа, предпочтительно составляет 0,1 ч^-1 или больше и 2 ч^-1 или меньше, более предпочтительно 0,2 ч^-1 или больше и 1,5 ч^-1 или меньше, более предпочтительно 0,3 ч^-1 или больше и 1,2 ч^-1 или меньше. Хотя более низкая LHSV предпочтительна для реакции, но слишком низкая LHSV не является экономически предпочтительной, потому что требует чрезвычайно большого объема реактора, что влечет излишние капитальные вложения в установку.

Отношение водород/масло, при котором осуществляется гидроочистка с использованием катализатора, состоящего из активного металла А типа, предпочтительно составляет 50 нл/л или больше и 1000 нл/л или меньше, более предпочтительно 70 нл/л или больше и 800 нл/л или меньше. Хотя более высокое отношение водород/масло ускоряет реакцию, но обычно имеется оптимальная точка, определяемая экономическими соображениями.

Отношение водород/масло, при котором осуществляется гидроочистка с использованием катализатора, состоящего из активного металла В типа, предпочтительно составляет 100 нл/л или больше и 800 нл/л или меньше, более предпочтительно 120 нл/л или больше и 600 нл/л или меньше, более предпочтительно 150 нл/л или больше и 500 нл/л или меньше. Хотя более высокое отношение водород/масло ускоряет реакцию, но обычно имеется оптимальная точка, определяемая экономическими соображениями.

Катализаторы, использованные для гидрокрекинга, обычно представляют собой те, которые включают активный металл гидрирования, нанесенный на носитель с кислотными свойствами в твердом состоянии, но настоящее изобретение не ограничивается им, поскольку могут быть достигнуты те же положительные эффекты.

Что касается носителя с кислотными свойствами в твердом состоянии, то существуют аморфные и кристаллические типы цеолитов. Конкретные примеры включают диоксид кремния - оксид алюминия, диоксид кремния - оксид магния, диоксид кремния - оксид циркония и диоксид кремния - оксид титана, которые представляют собой аморфные типы носителей, и цеолиты фожазита, бета, MF1 и морденитового типа, предпочтительно Y типа и бета-типа. Цеолиты Y-типа предпочтительно представляют собой те, которые являются ультрастабильными.

Предпочтительными активными металлами являются металлы следующих двух типов (активный металл А типа и активный металл В типа).

Активный металл А типа представляет собой, по меньшей мере, один тип металла, в основном выбранного из группы, включающей металлы групп 6А и 8 периодической таблицы. Предпочтительно это, по меньшей мере, металл одного типа, выбранный из группы, включающей Ni, Co, Mo, Pt, Pd и W. Катализатор на основе благородного металла, образованный данными металлами, может быть использован после прохождения предварительной восстановительной обработки в токе водорода. В общем, катализатор нагревают при температуре 200°С или выше в соответствии с заранее выбранной последовательностью операций, обеспечивая циркуляцию газа, содержащего водород, так что активный металл на катализаторе восстанавливается и таким образом проявляет гидрирующую активность.

Активный металл В типа может представлять собой комбинацию данных металлов, такую как Pt-Pd, Co-Mo, Ni-Mo, Ni-W и Ni-Co-Mo. Когда используют катализатор на основе данных металлов, перед использованием он должен пройти процесс предварительной десульфурации.

Источником металла может быть обычная неорганическая соль или комплексное соединение типа соли. Методом нанесения на носитель может быть любой метод нанесения на носитель, который традиционно используется для катализаторов гидрирования, такой как метод импрегнирования и ионного обмена. Когда на носитель наносят несколько металлов, они могут быть нанесены на носитель одновременно при использовании их смешанного раствора или последовательно, при использовании отдельных растворов, содержащих каждый металл. Металлосодержащим раствором может быть водный раствор или раствор на основе органического растворителя.

Температура реакции, при которой осуществляют гидрокрекинг с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа А и активного металла типа В, предпочтительно составляет 200°С или выше и 450°С или ниже, более предпочтительно 250°С или выше и 430°С или ниже, более предпочтительно 300°С или выше и 400°С или ниже. Температура реакции выше чем 450°С не является предпочтительной, поскольку выход средней фракции резко падает вследствие увеличения скорости побочной реакции, где жидкая фракции или воск FT расщепляется до фракции нафты. Температура реакции ниже чем 200°С также не является предпочтительной, потому что активность катализатора резко снижается.

Давление водорода, при котором осуществляют гидрокрекинг при использовании катализатора, состоящего из активного металла А типа и активного металла типа В, предпочтительно составляет 1 МПа или выше и 20 МПа или ниже, более предпочтительно 4 МПа или выше и 16 МПа или ниже, более предпочтительно 6 МПа или выше и 13 МПа или ниже. Хотя при более высоком давлении водорода ускоряется реакция гидрирования, реакция расщепления будет скорее проходить медленно, и таким образом потребуется корректировка условий ее проведения за счет увеличения температуры реакции, что приведет к короткому сроку службы катализатора. Поэтому обычно существует оптимальная точка, определяемая экономическими соображениями.

Часовая объемная скорость жидкости (LHSV), при которой осуществляют гидрокрекинг с использованием катализатора, состоящего из активного металла А типа, предпочтительно составляет 0,1 ч^-1 или больше и 10,0 ч^-1 или меньше, более предпочтительно 0,3 ч^-1 или больше и 3,5 ч^-1