專利名稱：生產(chǎn)原油產(chǎn)品的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及處理原油原料的系統(tǒng)和方法，和涉及例如使用該系統(tǒng)和方法所生產(chǎn)的組合物。更具體地說，在這里描述的實施方案涉及將具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量的原油原料轉化成原油產(chǎn)品的系統(tǒng)和方法，該原油產(chǎn)品(a)在25℃和0.101MPa下是液體混合物，和(b)具有與原油原料的相同性能相比已改進的一種或多種性能。
相關現(xiàn)有技術的描述具有一種或多種使得原油無法經(jīng)濟地運輸或無法使用常規(guī)設備加工的不適合性能的原油通常稱為“劣等原油”。
劣等原油常常含有較高水平的殘渣。這類原油在運輸和/或使用常規(guī)設備的加工方面往往是困難和昂貴的。高殘渣原油可以在高溫下處理以將原油轉化成焦炭?；蛘撸邭堅偷湫偷卦诟邷叵掠盟幚硪陨a(chǎn)較低粘性的原油和/或原油混合物。在加工過程中，使用常規(guī)方法從較低粘性的原油和/或原油混合物中除去水分是困難的。
劣等原油可以包括貧氫烴。當加工貧氫烴時，一般需要添加調和量的氫，特別地如果產(chǎn)生了從裂解方法形成的不飽和片段。在加工過程中，需要典型地包括使用活性氫化催化劑的氫化操作來抑制不飽和片段形成焦炭。氫氣需要花費成本去生產(chǎn)和/或需要花費成本運輸至處理設備。
在劣等原油的加工過程中，在催化劑表面上快速地形成和/或沉積了焦炭。需要花費成本使已被焦炭污染的催化劑的催化活性再生。在再生過程中使用的高溫也會削弱催化劑的活性和/或引起催化劑劣化。
劣等原油會包括對于原油原料的總酸值(“TAN”)作出貢獻的酸性組分。具有較高TAN的劣等原油會在劣等原油的運輸和/或加工過程中導致金屬組件的腐蝕。酸性組分從劣等原油中的除去可以包括用各種堿對酸性組分進行化學中和。或者，耐腐蝕金屬可以用于運輸設備和/或加工設備。耐腐蝕金屬的使用常常包括較大的花費，并且因此，在現(xiàn)有設備中使用耐腐蝕金屬是不希望的。抑制腐蝕的另一種方法包括在劣等原油的運輸和/或加工之前將緩蝕劑添加到劣等原油中。緩蝕劑的使用會負面地影響用于加工原油的設備和/或影響從原油生產(chǎn)的產(chǎn)品的質量。
劣等原油可以含有較高量的金屬污染物，例如鎳、釩和/或鐵。在這類原油的加工過程中，金屬污染物和/或金屬污染物的化合物會沉積在催化劑的表面上或催化劑的空隙體積中。這樣的沉積物會引起催化劑活性的衰減。
劣等原油常常包括有機鍵接的雜原子(例如，硫、氧和氮)。在一些情形下，有機鍵接的雜原子會對于催化劑有著不利影響。堿金屬鹽和/或堿土金屬鹽已經(jīng)用于殘渣脫硫方法中。這些方法往往導致差的脫硫效率、不溶于油的淤渣的產(chǎn)生、差的脫金屬效率、基本上不可分離的鹽-油混合物的形成、大量氫氣的使用、和/或較高的氫氣壓力。
改進原油質量的一些方法包括將稀釋劑添加到劣等原油中以降低會引起劣等性能的組分的重量百分比。然而，添加稀釋劑一般會提高處理劣等原油的成本，這歸因于稀釋劑的成本和/或處置劣等原油的增大成本。稀釋劑在劣等原油中的添加在一些情形下會降低此類原油的穩(wěn)定性。
以下美國專利Gibson等人的3,136,714；Gleim等人的3,558,747；Pasternak等人的3,847,797；King等人的3,948,759；Fukui等人的3,957,620；McCollum等人的3,960,706；McCollum等人的3,960,708；Baird，Jr.等人的4,119,528；Baird，Jr.等人的4,127,470；Fujimori等人的4,224,140；Heredy等人的4,437,980；Krasuk等人的4,591,426；Mazurek的4,665,261；Kretschmar等人的5,064,523；Kretschmar等人的5,166,118；Gatsis的5,288,681；Sudhakar等人的6,547,957；和以下美國專利申請公開Reynolds的20030000867和Rendina的20030149317，描述了用于處理原油的各種方法和系統(tǒng)。然而，在這些專利中描述的方法、系統(tǒng)和催化劑具有有限的應用性，因為存在許多如以上所述的技術問題。
總而言之，劣等原油一般具有不希望有的性能(例如，較高殘渣、腐蝕設備的傾向、和/或在處理過程中傾向消耗較大量的氫氣)。其它不希望有的性能包括較高量的不希望有的組分(例如，較高TAN、有機鍵接的雜原子、和/或金屬污染物)。所述性能往往在常規(guī)的運輸和/或處理設備中引起問題，其中包括增加的腐蝕、縮短的催化劑壽命、工藝堵塞、和/或在處理過程中氫氣的增大使用。因此，對于將劣等原油轉化成具有更希望的性能的原油產(chǎn)品所用的改進的系統(tǒng)、方法和/或催化劑仍然有著很大的經(jīng)濟和技術需求。
發(fā)明概述在這里描述的各項發(fā)明一般地涉及使原油原料與一種或多種催化劑接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品和在一些實施方案中還包括不可凝氣體的總產(chǎn)品的系統(tǒng)和方法。在這里描述的發(fā)明也一般地涉及具有本文的各種組分的新型組合的組合物。該組合物能夠通過使用這里所述的系統(tǒng)和方法來獲得。
本發(fā)明提供一種制備原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在一種或多種催化劑存在下進行接觸以生產(chǎn)原油產(chǎn)品，其中催化劑的一種或多種包括含有K3Fe10S14的催化劑。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在一種或多種催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，催化劑的至少一種包括一種或多種過渡金屬硫化物，和原油原料具有由ASTM方法D5307測定的至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量；和控制接觸條件，使得原油產(chǎn)品具有至多0.05克焦炭/克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有至少0.001克石腦油/克原油產(chǎn)品，和石腦油具有至少70的辛烷值。
本發(fā)明還提供一種制備原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在一種或多種催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，催化劑的至少一種包括一種或多種過渡金屬硫化物，和原油原料具有由ASTM方法D5307測定的至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量；和控制接觸條件，使得原油產(chǎn)品包括煤油，該煤油具有由ASTM方法D5186測定的至少0.2克芳族烴/克煤油，該煤油具有由ASTM方法D2386測定的在至多-30℃的溫度下的凝固點，和該原油產(chǎn)品具有至多0.05克焦炭/克原油產(chǎn)品。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在一種或多種催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，催化劑的至少一種包括一種或多種過渡金屬硫化物，和原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量；和控制接觸條件，使得該原油產(chǎn)品具有至多0.05克焦炭/克原油產(chǎn)品，其中由ASTM方法D6730測定，在該原油產(chǎn)品中原子氫與原子碳的重量比(H/C)為至多1.75。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在一種或多種催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，催化劑的至少一種包括一種或多種過渡金屬硫化物，和原油原料具有由ASTM方法D5307測定的至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，和在原油原料中原子氫與原子碳的重量比(H/C)是至少1.5；和控制接觸條件，使得該原油產(chǎn)品具有原油原料的原子H/C比率的80-120％的原子H/C比率，該原油產(chǎn)品具有由ASTM方法D5307測定的原油原料殘渣含量的至多30％的殘渣含量，該原油產(chǎn)品具有至少0.001克石腦油/克原油產(chǎn)品，和該石腦油具有至少70的辛烷值。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在一種或多種催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，催化劑的至少一種包括一種或多種過渡金屬硫化物，和原油原料具有由ASTM方法D5307測定的至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量；和控制接觸條件，使得對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有至少0.001克的石腦油，該石腦油具有至少70的辛烷值；至少0.001克的煤油，該煤油包括芳族烴，該煤油具有至少0.2克芳族烴/克煤油，由ASTM方法D5186測定，和該煤油具有由ASTM方法D2386測定的在至多-30℃的溫度下的凝固點；至少0.001克的真空瓦斯油(VGO)，該VGO具有至少0.3克芳族烴/克VGO，由IP方法368/90測定；和至多0.05克的殘渣，由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在包括過渡金屬硫化物催化劑的一種或多種催化劑存在下進行接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，該過渡金屬硫化物催化劑具有總共至少0.4克的一種或多種過渡金屬硫化物/克總過渡金屬硫化物催化劑，該原油原料具有由ASTM方法D5307測定的至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量；和控制接觸條件，使得該原油產(chǎn)品具有至多0.05克焦炭/克原油產(chǎn)品，和該原油產(chǎn)品具有原油原料殘渣含量的至多30％的殘渣含量，由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在包括過渡金屬硫化物催化劑的一種或多種催化劑存在下進行接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，該過渡金屬硫化物催化劑具有總共至少0.4克的一種或多種過渡金屬硫化物/克過渡金屬硫化物催化劑，該原油原料具有至少0.001克氮/克原油原料的氮含量，和該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量；和控制接觸條件，使得該原油產(chǎn)品具有原油原料氮含量的至多90％的氮含量，和該原油產(chǎn)品具有原油原料殘渣含量的至多30％的殘渣含量，其中氮含量由ASTM方法D5762測定和殘渣含量由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在包括過渡金屬硫化物催化劑的一種或多種催化劑存在下進行接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，該過渡金屬硫化物催化劑具有總共至少0.4克的一種或多種過渡金屬硫化物/克總過渡金屬硫化物催化劑，該原油原料具有至少0.0001克(Ni/V/Fe)/克原油原料的總Ni/V/Fe含量，和該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量；和控制接觸條件，使得該原油產(chǎn)品具有至多0.05克焦炭/克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有原油原料Ni/V/Fe含量的至多90％的總Ni/V/Fe含量，該原油產(chǎn)品具有原油原料殘渣含量的至多30％的殘渣含量，和其中Ni/V/Fe含量由ASTM方法D5863測定和殘渣含量由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在包括過渡金屬硫化物催化劑的一種或多種催化劑存在下進行接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，該過渡金屬硫化物催化劑具有總共至少0.4克的一種或多種過渡金屬硫化物/克總過渡金屬硫化物催化劑，該原油原料具有至少0.001克硫/克原油原料的硫含量，和該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量；和控制接觸條件，使得該原油產(chǎn)品具有原油原料硫含量的至多70％的硫含量，和該原油產(chǎn)品具有原油原料殘渣含量的至多30％的殘渣含量，其中硫含量由ASTM方法D4294測定和殘渣含量由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)過渡金屬硫化物催化劑組合物的方法，包括使過渡金屬氧化物和金屬鹽混合以形成過渡金屬氧化物/金屬鹽混合物；使該過渡金屬氧化物/金屬鹽混合物和氫反應以形成中間體；和使該中間體與硫在一種或多種烴存在下反應以生產(chǎn)過渡金屬硫化物催化劑。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在包括過渡金屬硫化物催化劑的一種或多種催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，該過渡金屬硫化物催化劑包括過渡金屬硫化物，該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，由ASTM方法D5307測定；控制接觸條件，使得該原油產(chǎn)品具有原油原料殘渣含量的至多30％的殘渣含量；和其中該過渡金屬硫化物催化劑可通過以下方法獲得使過渡金屬氧化物和金屬鹽混合以形成過渡金屬氧化物/金屬鹽混合物；使該過渡金屬氧化物/金屬鹽混合物和氫反應以形成中間體；和使該中間體與硫在一種或多種烴存在下反應以生產(chǎn)過渡金屬硫化物催化劑。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在一種或多種催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，和該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料，由ASTM方法D5307測定；生產(chǎn)該總產(chǎn)品的至少一部分為蒸氣；在25℃和0.101MPa下將該蒸氣的至少一部分冷凝；和形成該原油產(chǎn)品，其中對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有至少0.001克的石腦油，該石腦油具有至少70的辛烷值；至少O.001克的VGO，該VGO具有至少0.3克芳族烴/克VGO，由IP方法368/90測定；和至多0.05克的殘渣，由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，由ASTM方法D5307測定，該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，和對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有至少0.001克的石腦油，該石腦油具有至少0.001克單環(huán)芳族化合物/克石腦油，由ASTM方法D6730測定；至少0.001克的餾出物；和至多0.05克的殘渣，由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，由ASTM方法D5307測定，該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，和對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有至少0.001克的柴油，和該柴油具有至少0.3克芳族烴/克柴油，由IP方法368/90測定；至少0.001克的VGO，和該VGO具有至少0.3克芳族烴/克VGO，由IP方法368/90測定；和至多0.05克的殘渣，由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，由ASTM方法D5307測定，和該原油原料具有至多0.1克單環(huán)芳族烴/克原油原料的單環(huán)芳族烴含量；和控制接觸條件，使得在接觸過程中，根據(jù)質量平衡測定，對于每克原油原料形成了至多0.2克的在25℃和0.101MPa下不可凝的烴，和使得原油產(chǎn)品具有比原油原料的單環(huán)芳族烴含量高至少5％的單環(huán)芳族烴含量，其中單環(huán)芳族烴含量由ASTM方法D6730測定。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，由ASTM方法D5307測定，和該原油原料具有烯烴含量，以克烯烴/克原油原料表示；和控制接觸條件，使得該原油產(chǎn)品具有比原油原料的烯烴含量高至少5％的烯烴含量，其中烯烴含量由ASTM方法D6730測定。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，和該無機鹽催化劑在50℃和500℃之間的溫度范圍中顯示出逸出氣體的逸出氣體拐點(emitted gasinflection)，由產(chǎn)物瞬時分析法(TAP)測定；和控制接觸條件，使得該原油產(chǎn)品所具有的殘渣含量(以克殘渣/克原油產(chǎn)品表達)相當于原油原料的殘渣含量的至多30％，其中殘渣含量由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，該無機鹽催化劑包括至少兩種無機金屬鹽，和該無機鹽催化劑在一定的溫度范圍中顯示出逸出氣體的逸出氣體拐點，由產(chǎn)物瞬時分析法(TAP)測定，其中該逸出氣體拐點溫度范圍在(a)兩種無機金屬鹽中的至少一種的DSC溫度和(b)該無機鹽催化劑的DSC溫度之間；和控制接觸條件，使得該原油產(chǎn)品所具有的殘渣含量(以克殘渣/克原油產(chǎn)品表達)相當于原油原料的殘渣含量的至多30％，其中殘渣含量由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，由ASTM方法D5307測定，并且該無機鹽催化劑在50℃和500℃之間的溫度范圍中顯示出逸出氣體的逸出氣體拐點，由產(chǎn)物瞬時分析法(TAP)測定；和生產(chǎn)該原油產(chǎn)品，使得所生產(chǎn)的原油產(chǎn)品的體積比原油原料的體積高至少5％，其中所述體積在25℃和0.101MPa下測量。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，和該無機鹽催化劑在50℃和500℃之間的溫度范圍中顯示出逸出氣體的逸出氣體拐點，由產(chǎn)物瞬時分析法(TAP)測定；和控制接觸條件，使得在接觸過程中由質量平衡測定，對于每克原油原料形成了至多0.2克的在25℃和0.101MPa下不可凝的烴。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，和該無機鹽催化劑具有在200℃和500℃之間的溫度范圍中的熱轉變，在10℃/分鐘的速率下由差示掃描量熱法(DSC)測定；和控制接觸條件，使得該原油產(chǎn)品所具有的殘渣含量(以克殘渣/克原油產(chǎn)品表達)相當于原油原料的殘渣含量的至多30％，其中殘渣含量由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，和該無機鹽催化劑在300℃至500℃范圍內的溫度下所具有的離子電導率至少是該無機鹽催化劑的至少一種無機鹽的離子電導率；和控制接觸條件，使得該原油產(chǎn)品所具有的殘渣含量(以克殘渣/克原油產(chǎn)品表達)相當于原油原料的殘渣含量的至多30％，其中殘渣含量由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，該無機鹽催化劑包括堿金屬鹽，其中至少一種堿金屬鹽是堿金屬碳酸鹽，和該堿金屬具有至少11的原子序數(shù)，和具有至少11的原子序數(shù)的堿金屬與具有大于11的原子序數(shù)的堿金屬的至少一個原子比是在0.1-10范圍內；和控制接觸條件，使得該原油產(chǎn)品具有原油原料殘渣含量的至多30％的殘渣含量，其中殘渣含量由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下接觸以生產(chǎn)總產(chǎn)品，其中該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，該無機鹽催化劑包括堿金屬鹽，其中至少一種堿金屬鹽是堿金屬氫氧化物，和該堿金屬具有至少11的原子序數(shù)，和具有至少11的原子序數(shù)的堿金屬與具有大于11的原子序數(shù)的堿金屬的至少一個原子比是在0.1-10范圍內；生產(chǎn)該總產(chǎn)品的至少一部分為蒸氣；在25℃和0.101MPa下將該蒸氣的至少一部分冷凝；和形成原油產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品具有原油原料殘渣含量的至多30％的殘渣含量。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下接觸以生產(chǎn)總產(chǎn)品，其中該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，該無機鹽催化劑包括堿金屬鹽，其中至少一種堿金屬鹽是堿金屬氫化物，和該堿金屬具有至少11的原子序數(shù)，和具有至少11的原子序數(shù)的堿金屬與具有大于11的原子序數(shù)的堿金屬的至少一個原子比是在0.1-10范圍內；生產(chǎn)該總產(chǎn)品的至少一部分為蒸氣；在25℃和0.101MPa下將該蒸氣的至少一部分冷凝；和形成原油產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品具有原油原料殘渣含量的至多30％的殘渣含量。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，該無機鹽催化劑包括一種或多種堿金屬鹽、一種或多種堿土金屬鹽、或它們的混合物，其中該堿金屬鹽中的一種是堿金屬碳酸鹽，其中該堿金屬具有至少11的原子序數(shù)；和控制接觸條件，使得該原油產(chǎn)品具有原油原料殘渣含量的至多30％的殘渣含量，其中殘渣含量由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，該無機鹽催化劑包括一種或多種堿金屬氫氧化物、一種或多種堿土金屬鹽、或它們的混合物，其中該堿金屬具有至少11的原子序數(shù)；和控制接觸條件，使得該原油產(chǎn)品具有原油原料殘渣含量的至多30％的殘渣含量，其中殘渣含量由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，該無機鹽催化劑包括一種或多種堿金屬氫化物、一種或多種堿土金屬鹽、或它們的混合物，其中該堿金屬具有至少11的原子序數(shù)；和控制接觸條件，使得該原油產(chǎn)品所具有的殘渣含量(以克殘渣/克原油產(chǎn)品表達)相當于原油原料的殘渣含量的至多30％，其中殘渣含量由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)氫氣的方法，包括使原油原料與一種或多種烴在無機鹽催化劑和水存在下接觸，該烴具有1-6范圍內的碳數(shù)，該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，和該無機鹽催化劑在50℃和500℃之間的溫度范圍中顯示出逸出氣體的逸出氣體拐點，由產(chǎn)物瞬時分析法(TAP)測定；和產(chǎn)生氫氣。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括使第一原油原料與無機鹽催化劑在蒸汽存在下接觸以產(chǎn)生氣體物流，該氣體物流包括氫氣，其中該第一原油原料具有至少0.2克殘渣/克第一原油原料的殘渣含量，由ASTM方法D5307測定，和該無機鹽催化劑在50℃和500℃之間的溫度范圍中顯示出逸出氣體的逸出氣體拐點，由產(chǎn)物瞬時分析法(TAP)測定；使第二原油原料與第二催化劑在所產(chǎn)生的氣體物流的至少一部分存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物；和控制接觸條件，使得該原油產(chǎn)品的一種或多種性能相對于該第二原油原料的相應一種或多種性能改變了至少10％。
本發(fā)明還提供一種產(chǎn)生氣體物流的方法，包括使原油原料與無機鹽催化劑在蒸汽存在下接觸，其中該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量，由ASTM方法D5307測定；和產(chǎn)生氣體物流，該氣體物流包括氫氣、一氧化碳和二氧化碳，和其中一氧化碳與二氧化碳的摩爾比是至少0.3。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，包括調理無機鹽催化劑；使原油原料與氫源在調理的無機鹽催化劑存在下接觸以生產(chǎn)包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，其中該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物，該原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量；和控制接觸條件，使得該原油產(chǎn)品所具有的殘渣含量(以克殘渣/克原油產(chǎn)品表達)相當于原油原料的殘渣含量的至多30％，其中殘渣含量由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種原油組合物，它包括在0.101MPa下具有在30℃和538℃(1,000)之間的沸程分布的烴，該烴包括異鏈烷烴和正鏈烷烴且異鏈烷烴與正鏈烷烴的重量比為至多1.4，由ASTM方法D6730測定。
本發(fā)明還提供一種原油組合物，對于每克組合物，它具有至少0.001克的在0.101MPa下具有至多204℃(400)的沸程分布的烴，至少0.001克的在0.101MPa下具有在204℃和300℃之間的沸程分布的烴，至少0.001克的在0.101MPa下具有在300℃和400℃之間的沸程分布的烴，和至少0.001克的在0.101MPa下具有在400℃和538℃(1,000)之間的沸程分布的烴，和其中具有至多204℃的沸程分布的烴包括異鏈烷烴和正鏈烷烴且異鏈烷烴與正鏈烷烴的重量比為至多1.4，由ASTM方法D6730測定。
本發(fā)明還提供一種原油組合物，對于每克組合物，它具有至少0.001克的石腦油，該石腦油具有至少70的辛烷值，和該石腦油具有至多0.15克烯烴/克石腦油，由ASTM方法D6730測定；至少0.001克的煤油，該煤油具有至少0.2克芳族烴/克煤油，由ASTMD5186測定，和該煤油具有在至多-30℃的溫度下的凝固點，由ASTM方法D2386測定；和至多0.05克的殘渣，由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種原油組合物，對于每克組合物，它具有至多0.15克的在25℃和0.101MPa下不可凝的烴氣，該不可凝的烴氣具有至多0.3克的碳數(shù)為1到3(C1到C3)的烴/克不可凝烴氣；至少0.001克的石腦油，該石腦油具有至少70的辛烷值；至少0.001克的煤油，該煤油具有在至多-30℃的溫度下的凝固點，由ASTM方法D2386測定，和該煤油具有至少0.2克芳族烴/克煤油，由ASTM方法D5186測定；和至多0.05克的殘渣，由ASTM方法D5307測定。
本發(fā)明還提供一種原油組合物，對于每克組合物，它具有至多0.05克的殘渣，由ASTM方法D5307測定；至少0.001克的在0.101MPa下具有至多204℃(400)的沸程分布的烴；至少0.001克的在0.101MPa下具有在204℃和300℃之間的沸程分布的烴；至少0.001克的在0.101MPa下具有在300℃和400℃之間的沸程分布的烴；至少0.001克的在0.101MPa下具有在400℃和538℃(1,000)之間的沸程分布的烴；和其中具有在20℃和204℃之間的沸程分布的烴包括具有末端雙鍵的烯烴和具有內雙鍵的烯烴且具有末端雙鍵的烯烴與具有內雙鍵的烯烴的摩爾比為至少0.4，由ASTM方法D6730測定。
本發(fā)明還提供一種原油組合物，對于每克組合物，它具有至多0.05克的殘渣，由ASTM方法D5307測定；和至少0.001克的具有在20℃和538℃(1,000)之間的沸程分布的烴的混合物，由ASTM方法D5307測定，和對于每克烴混合物，該烴混合物具有至少0.001克的鏈烷烴，由ASTM方法D6730測定；至少0.001克的烯烴，由ASTM方法D6730測定，和該烯烴具有至少0.001克末端烯烴/克烯烴，由ASTM方法D6730測定；至少0.001克的石腦油；至少0.001克的煤油，該煤油具有至少0.2克芳族烴/克煤油，由ASTM方法D5186測定；至少0.001克的柴油，該柴油具有至少0.3克芳族烴/克柴油，由IP方法368/90測定；和至少0.001克的真空瓦斯油(VGO)，該VGO具有至少0.3克芳族烴/克VGO，由IP方法368/90測定。
本發(fā)明還提供一種原油組合物，對于每克組合物，它具有至多0.05克的殘渣，由ASTM方法D5307測定；至少0.001克的在0.101MPa下具有至多204℃(400)的沸程分布的烴；至少0.001克的在0.101MPa下具有在204℃和300℃之間的沸程分布的烴；至少0.001克的在0.101MPa下具有在300℃和400℃之間的沸程分布的烴；和至少0.001克的在0.101MPa下具有在400℃和538℃(1,000)之間的沸程分布的烴，由ASTM方法D2887測定；和其中對于每克具有至多204℃的沸程分布的烴，該具有至多204℃的沸程分布的烴具有至少0.001克的烯烴，由ASTM方法D6730測定；和至少0.001克的鏈烷烴，該鏈烷烴包括異鏈烷烴和正鏈烷烴且異鏈烷烴與正鏈烷烴的重量比為至多1.4，由ASTM方法D6730測定。
本發(fā)明還提供一種原油組合物，對于每克組合物，它具有至多0.05克的殘渣，由ASTM方法D5307測定；和至少0.001克的在0.101MPa下具有至多204℃(400)的沸程分布的烴；至少0.001克的在0.101MPa下具有在204℃和300℃之間的沸程分布的烴；至少0.001克的在0.101MPa下具有在300℃和400℃之間的沸程分布的烴；和至少0.001克的在0.101MPa下具有在400℃和538℃(1,000)之間的沸程分布的烴，由ASTM方法D2887測定；和其中具有在-10℃和204℃之間的沸程分布的烴包括碳數(shù)為4(C4)的化合物，該C4化合物具有至少0.001克丁二烯/克C4化合物。
本發(fā)明還提供一種原油組合物，對于每克組合物，它具有至多0.05克的殘渣；至少0.001克的在0.101MPa下具有至多204℃(400)的沸程分布的烴，至少0.001克的在0.101MPa下具有在204℃和300℃之間的沸程分布的烴，至少0.001克的在0.101MPa下具有在300℃和400℃之間的沸程分布的烴，和至少0.001克的在0.101MPa下具有在400℃和538℃之間的沸程分布的烴；和大于0克，但低于0.01克的一種或多種催化劑，其中該催化劑具有至少一種或多種堿金屬。
在一些實施方案中，與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合，本發(fā)明還提供一種如下的原油原料(a)沒有在煉油廠中處理、蒸鎦、和/或分餾；(b)包括具有4以上的碳數(shù)的組分，和該原油原料具有至少0.5克此類組分/克原油原料；(c)包括烴，所述烴的一部分具有在0.101MPa下低于100℃的沸程分布，在0.101MPa下在100℃-200℃之間的沸程分布，在0.101MPa下在200℃-300℃之間的沸程分布，在0.101MPa下在300℃-400℃之間的沸程分布，和在0.101MPa下在400℃-700℃之間的沸程分布；(d)對于每克原油原料，具有至少0.001克的在0.101MPa下具有低于100℃的沸程分布的烴，至少0.001克的在0.101MPa下具有在100℃和200℃之間的沸程分布的烴，至少0.001克的在0.101MPa下具有在200℃和300℃之間的沸程分布的烴，至少0.001克的在0.101MPa下具有在300℃和400℃之間的沸程分布的烴，和至少0.001克的在0.101MPa下具有在400℃和700℃之間的沸程分布的烴；(e)具有TAN；(f)具有0.2-0.99克，0.3-0.8克，或0.4-0.7克殘渣/克原油原料；(g)包括鎳、釩、鐵、或它們的混合物；(h)包括硫；和/或(i)含氮的烴。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供一種與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的如下的氫源(a)是氣態(tài)的；(b)包括分子氫；(c)包括輕質烴；(d)包括甲烷、乙烷、丙烷、或它們的混合物；(e)包括水；和/或(f)它們的混合物。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供了與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的一種方法，該方法包括調理無機鹽催化劑，其中調理該無機催化劑包括(a)加熱該無機鹽催化劑到至少300℃的溫度；和/或(b)加熱該無機鹽催化劑到至少300℃的溫度和將該無機鹽催化劑冷卻到至多500℃的溫度。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供了與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的一種方法，該方法包括使原油原料與一種或多種催化劑接觸和控制接觸條件(a)使得在接觸過程中由質量平衡法測定，對于每克原油原料形成了至多0.2克，至多0.15克，至多0.1克，或至多0.05克的在25℃和0.101MPa下不可凝的烴；(b)使得接觸溫度是在250-750℃或在260-550℃范圍內；(c)壓力是在0.1-20MPa范圍內；(d)使得氣態(tài)氫源與原油原料的比率是在1-16100或5-320標準立方米的氫源/立方米的原油原料范圍內；(e)抑制焦炭形成；(f)抑制在接觸過程中在總產(chǎn)品或在原油原料中焦炭的形成；(g)使得原油產(chǎn)品也具有至多0.05克，至多0.03克，至多0.01克，或至多0.003克焦炭/克原油產(chǎn)品；(h)使得無機鹽催化劑的至少一部分在該接觸條件下是半液體或液體；(i)使得原油產(chǎn)品具有原油原料TAN的至多90％的TAN；(j)使得原油產(chǎn)品具有原油原料Ni/V/Fe含量的至多90％，至多50％，或至多10％的總Ni/V/Fe含量；(k)使得原油產(chǎn)品具有原油原料硫含量的至多90％，至多60％，或至多30％的硫含量；(l)使得原油產(chǎn)品具有原油原料氮含量的至多90％，至多70％，至多50％，或至多10％的氮含量；(m)使得原油產(chǎn)品具有原油原料殘渣含量的至多30％，至多10％，或至多5％的殘渣含量；(n)使得氨與原油產(chǎn)品共同生產(chǎn)出；(o)使得原油產(chǎn)品包括甲醇，和該方法進一步包括從原油產(chǎn)品中回收甲醇；將回收的甲醇與附加的原油原料混合以形成附加的原油原料/甲醇混合物；和加熱該附加的原油原料/甲醇混合物以使該附加原油原料的TAN降低至低于1；(p)使得原油產(chǎn)品的一種或多種性能相對于原油原料的相應一種或多種性能改變了至多90％；(q)使得在接觸區(qū)中催化劑的量是1-60克的總催化劑/100克的原油原料；和/或(r)使得在接觸之前或接觸過程中將氫源加入到原油原料中。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供了與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的接觸條件，它們包括(a)將無機鹽催化劑與原油原料在低于500℃的溫度下混合，其中無機鹽催化劑基本上不溶于原油原料；(b)將無機催化劑攪拌在原油原料中；和/或(c)使原油原料與無機鹽催化劑在水和/或蒸汽存在下接觸以生產(chǎn)出包括在STP下為液體混合物的原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供了與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的一種方法，該方法包括使原油原料與無機鹽催化劑接觸和其進一步包括(a)在接觸之前或接觸過程中為接觸區(qū)提供蒸汽；(b)在使原油原料與無機鹽催化劑和氫源接觸之前形成原油原料與水的乳液；(c)將原油原料噴射到接觸區(qū)中；和/或(d)使蒸汽與無機鹽催化劑接觸以從無機鹽催化劑的表面上至少部分地除去焦炭。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供了與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的一種方法，該方法包括使原油原料與無機鹽催化劑接觸以生產(chǎn)總產(chǎn)品，其中總產(chǎn)品的至少一部分是作為蒸氣生產(chǎn)的，和該方法進一步包括將蒸氣的至少一部分在25℃和0.101MPa下冷凝以形成原油產(chǎn)品，控制該接觸條件，使得(a)該原油產(chǎn)品進一步包括具有所選擇的沸程分布的組分；和/或(b)該原油產(chǎn)品包括具有所選擇的API比重的組分。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供了與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的一種方法，該方法包括使原油原料與一種或多種催化劑接觸和該一種或多種催化劑是非酸性的。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供一種與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的K3Fe10S14催化劑或過渡金屬硫化物催化劑，所述催化劑(a)具有總共至少0.4克，至少0.6克，或至少0.8克的至少一種過渡金屬硫化物/克K3Fe10S14催化劑或過渡金屬硫化物催化劑；(b)具有在0.2-20范圍內的K3Fe10S14催化劑或過渡金屬硫化物催化劑中的過渡金屬與硫的原子比；(c)進一步包括一種或多種堿金屬、一種或多種堿金屬的一種或多種化合物、或它們的混合物；(d)進一步包括一種或多種堿土金屬、一種或多種堿土金屬的一種或多種化合物、或它們的混合物；(e)進一步包括一種或多種堿金屬、一種或多種堿金屬的一種或多種化合物、或它們的混合物，其中在K3Fe10S14催化劑或過渡金屬硫化物催化劑中過渡金屬與硫的原子比在0.5-2.5范圍內以及堿金屬與過渡金屬的原子比在從大于0到1的范圍內；(f)進一步包括一種或多種堿土金屬、一種或多種堿土金屬的一種或多種化合物、或它們的混合物，在K3Fe10S14催化劑或過渡金屬硫化物催化劑中過渡金屬與硫的原子比在0.5-2.5范圍內；和堿土金屬與過渡金屬的原子比在從大于0到1的范圍內；(g)進一步包括鋅；(h)進一步包括KFe2S3；(i)進一步包括KFeS2；和/或(j)是非酸性的。
在一些實施方案中，與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合，本發(fā)明還提供了就地形成K3Fe10S14催化劑的方法。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供了與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的一種或多種過渡金屬硫化物，所述過渡金屬硫化物或其中(a)包括元素周期表的6-10列的一種或多種過渡金屬、6-10列的一種或多種過渡金屬的一種或多種化合物、或它們的混合物；(b)包括一種或多種鐵硫化物；(c)包括FeS；(d)包括FeS2；(e)包括鐵硫化物的混合物，其中鐵硫化物由通式Fe(1-b)S表示，其中b在從大于0到0.17的范圍內；(f)在與原油原料接觸之后進一步包括K3Fe10S14；(g)該一種或多種過渡金屬硫化物的至少一種過渡金屬是鐵；和/或(h)沉積在載體上，并且該過渡金屬硫化物催化劑具有至多0.25克的總載體/100克的催化劑。
在一些實施方案中，與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合，本發(fā)明還提供一種形成過渡金屬硫化物催化劑組合物的方法，該方法包括使過渡金屬氧化物和金屬鹽混合以形成過渡金屬氧化物/金屬鹽混合物；使該過渡金屬氧化物/金屬鹽混合物與氫反應以形成中間體；和使該中間體與硫在一種或多種烴存在下反應以生產(chǎn)過渡金屬硫化物催化劑(a)該金屬鹽包括堿金屬碳酸鹽；(b)當中間體與硫反應時，該方法進一步包括將中間體分散在一種或多種液體烴中；(c)其中該烴的一種或多種具有至少100℃的沸點；(d)其中該烴的一種或多種是VGO、二甲苯、或它們的混合物；(e)其中混合過渡金屬氧化物和金屬鹽的過程包括在去離子水存在下混合該過渡金屬氧化物和金屬鹽以形成濕糊料；在150-250℃范圍內的溫度下干燥該濕糊料；和在300-600℃范圍內的溫度下煅燒該干燥的糊料；(f)其中中間體與硫的反應包括在該烴的至少一種存在下加熱該中間體到240-350℃范圍內的溫度；和/或(g)該方法進一步包括使該催化劑組合物與包含硫和氫源的原油原料接觸。
在一些實施方案中，與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合，本發(fā)明還提供一種無機鹽催化劑，它包括(a)一種或多種堿金屬碳酸鹽、一種或多種堿土金屬碳酸鹽、或它們的混合物；(b)一種或多種堿金屬氫氧化物、一種或多種堿土金屬氫氧化物、或它們的混合物；(c)一種或多種堿金屬氫化物、一種或多種堿土金屬氫化物、或它們的混合物；(d)一種或多種堿金屬的一種或多種硫化物、一種或多種堿土金屬的一種或多種硫化物、或它們的混合物；(e)一種或多種堿金屬的一種或多種氨化物(amide)、一種或多種堿土金屬的一種或多種氨化物、或它們的混合物；(f)元素周期表的6-10列的一種或多種金屬，元素周期表的6-10列的一種或多種金屬的一種或多種化合物、或它們的混合物；(g)一種或多種無機金屬鹽，和其中該無機金屬鹽的至少一種在催化劑的使用過程中產(chǎn)生氫化物；(h)鈉、鉀、銣、銫、或它們的混合物；(i)鈣和/或鎂；(j)鈉鹽和鉀鹽的混合物，且該鉀鹽包括碳酸鉀、氫氧化鉀、氫化鉀、或它們的混合物，和該鈉鹽包括碳酸鈉、氫氧化鈉、氫化鈉、或它們的混合物；和/或(k)它們的混合物。
在一些實施方案中，與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合，本發(fā)明還提供一種包括堿金屬的無機鹽催化劑，其中(a)具有至少11的原子序數(shù)的堿金屬與具有大于11的原子序數(shù)的堿金屬的原子比在0.1-4范圍內；(b)堿金屬的至少兩種是鈉和鉀且鈉與鉀的原子比是在0.1-4范圍內；(c)堿金屬的至少三種是鈉、鉀和銣，而且鈉與鉀、鈉與銣、和鉀與銣的原子比的每一個在0.1-5范圍內；(d)堿金屬的至少三種是鈉、鉀和銫，且鈉與鉀、鈉與銫、和鉀與銫的原子比的每一個在0.1-5范圍內；(e)堿金屬的至少三種是鉀、銫、銣，且鉀與銫、鉀與銣、和銫與銣的原子比的每一個在0.1-5范圍內。
在一些實施方案中，與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合，本發(fā)明還提供一種包括載體材料的無機鹽催化劑，和(a)該載體材料包括氧化鋯，氧化鈣，氧化鎂，二氧化鈦，水滑石，氧化鋁，氧化鍺，氧化鐵，氧化鎳，氧化鋅，一氧化鎘，氧化銻，或它們的混合物；和/或(b)在載體材料中引入的是元素周期表的6-10列的一種或多種金屬，元素周期表的6-10列的一種或多種金屬的一種或多種化合物；一種或多種堿金屬碳酸鹽，一種或多種堿金屬氫氧化物，一種或多種堿金屬氫化物，一種或多種堿土金屬碳酸鹽，一種或多種堿土金屬氫氧化物，一種或多種堿土金屬氫化物，和/或它們的混合物。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供了與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的一種方法，該方法包括使原油原料與無機鹽催化劑接觸，其中(a)無機鹽催化劑的催化活性在硫存在下基本上沒有改變；和/或(b)將無機鹽催化劑連續(xù)地加入到原油原料中。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供一種與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的無機鹽催化劑，它顯示出(a)在TAP溫度范圍內的逸出氣體拐點，和該逸出氣體包括水蒸汽和/或二氧化碳；(b)熱轉變在200-500℃，250-450℃，或300-400℃之間的溫度范圍中，在10℃/分鐘的加熱速率下由差示掃描量熱法所測定；(c)DSC溫度在200-500℃，或250-450℃范圍內；(d)在至少100℃的溫度下，X射線衍射圖比無機鹽催化劑在低于100℃下的X射線衍射圖更寬；和/或(e)在調理后，在300℃下的離子電導率低于無機鹽催化劑在調理之前的離子電導率。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供一種與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的無機鹽催化劑，它顯示出在一定溫度范圍內的逸出拐點，由TAP測定，和控制該接觸條件，使得接觸溫度是(a)高于T1，其中T1比無機鹽催化劑的TAP溫度低30℃、20℃、或10℃；(b)等于或高于TAP溫度；和/或(c)至少達到無機鹽催化劑的TAP溫度。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供一種與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的無機鹽催化劑，所述無機鹽催化劑或其中(a)至少在無機鹽催化劑的TAP溫度下是液體或半液體，和至少在TAP溫度下無機鹽催化劑基本上不溶于原油原料，其中該TAP溫度是無機鹽催化劑顯示出逸出氣體拐點的最低溫度；(b)在50℃-500℃范圍內的溫度下是液相和固相的混合物；和/或(c)兩種無機鹽中的至少一種具有高于500℃的DSC溫度。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供一種與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的無機鹽催化劑，當以顆粒形式試驗時其能夠通過1000微型過濾器，當加熱至至少300℃的溫度時在重力作用下和/或在至少0.007MPa的壓力下自變形，使得無機鹽催化劑從第一種形式轉化成第二種形式，和一旦將無機鹽催化劑冷卻到20℃第二種形式不能回復到第一種形式。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供一種與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的無機鹽催化劑，對于每克無機鹽催化劑，其具有(a)至多0.01克的鋰，或鋰的化合物，按鋰的重量計算；(b)至多0.001克的鹵化物，按鹵素的重量計算；和/或(c)至多0.001克的玻璃狀(glassy)氧化物化合物。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供了與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的總產(chǎn)品，該總產(chǎn)品具有至少0.8克原油產(chǎn)品/克總產(chǎn)品。
在一些實施方案中，與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合，本發(fā)明還提供一種如下的原油產(chǎn)品(a)具有至多0.003克，至多0.02克，至多0.01克，至多0.05克，至多0.001克，0.000001-0.1克，0.00001-0.05克，或0.0001-0.03克殘渣/克原油產(chǎn)品；(b)具有0-0.05克，0.00001-0.03克，或0.0001-0.01克焦炭/克原油產(chǎn)品；(c)具有比原油原料的烯烴含量至少多10％的烯烴含量；(d)具有大于0克，但低于0.01克的總無機鹽催化劑/克原油產(chǎn)品，由質量平衡測定；(e)具有至少0.1克，0.00001-0.99克，0.04-0.9克，0.6-0.8克VGO/克原油產(chǎn)品；(f)包括VGO和該VGO具有至少0.3克芳族化合物/克VGO；(g)具有0.001克或0.1-0.5克的餾出物；(h)至多1.4的原子H/C比率；(i)具有原油原料的H/C比率的90-110％的原子H/C比率；(j)具有比原油原料的單環(huán)芳族烴含量至少多10％的單環(huán)芳烴含量；(k)具有單環(huán)芳族烴，其包括二甲苯、乙基苯或乙基苯的化合物；(l)對于每克原油產(chǎn)品，具有至多0.1克的苯，0.05-0.15克的甲苯，0.3-0.9克的間二甲苯，0.5-0.15克的鄰二甲苯，和0.2-0.6克的對二甲苯；(m)具有至少0.0001克或0.01-0.5克的柴油；(n)包括柴油，和該柴油具有至少0.3克芳族烴/克柴油；(o)具有至少0.001克，從大于0到0.7克，或0.001-0.5克的煤油；(p)包括煤油，和該煤油具有至少0.2克或至少0.5克芳族烴/克煤油，和/或具有在至多-30℃，至多-40℃，或至多-50℃的溫度下的凝固點；(q)具有至少0.001克或至少0.5克的石腦油；(r)包括石腦油，和該石腦油具有至多0.01克、至多0.05克、或至多0.002克苯/克石腦油，至少70、至少80或至少90的辛烷值，和/或異鏈烷烴和正鏈烷烴，且在石腦油中異鏈烷烴與正鏈烷烴的重量比為至多1.4；和/或(s)具有比原油原料的體積至少高10％的體積。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供了與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的一種方法，該方法包括使原油原料與催化劑接觸以形成包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品，進一步包括(a)將原油產(chǎn)品和與原油原料相同或不同的原油混合以形成適合于運輸?shù)墓不煳铮?b)將原油產(chǎn)品和與原油原料相同或不同的原油混合以形成適合于處理設備用的共混物；(c)分餾該原油產(chǎn)品；(d)將原油產(chǎn)品分餾成一種或多種餾出物級分，和從該餾出物級分的至少一種生產(chǎn)運輸用燃料；和/或(e)當該催化劑是過渡金屬硫化物催化劑時，處理該過渡金屬硫化物催化劑以便從過渡金屬硫化物催化劑中回收金屬。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供一種與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的原油產(chǎn)品，對于每克原油產(chǎn)品，其具有(a)至少0.001克的VGO，和該VGO具有至少0.3克芳族烴/克VGO；(b)至少0.001克的柴油，和該柴油具有至少0.3克芳族烴/克柴油；(c)至少0.001克的石腦油，和該石腦油具有至多0.5克苯/克石腦油，至少70的辛烷值，和/或異鏈烷烴和正鏈烷烴，且異鏈烷烴與正鏈烷烴的重量比為至多1.4；(d)總共至少0.001克的具有至多204℃(400)的沸程分布的組分的混合物，并且該混合物具有至多0.15克烯烴/克混合物；(e)在組合物中原子氫與原子碳的重量比為至多1.75，或至多1.8；(f)至少0.001克的煤油，和該煤油具有至少0.5克芳族烴/克煤油和/或具有在至多-30℃的溫度下的凝固點；(g)0.09-0.13克原子氫/克組合物；(h)不可凝的烴氣和石腦油，它們在混合時具有至多0.15克烯烴/克混合的不可凝的烴氣和石腦油；(i)不可凝的烴氣和石腦油，它們在混合時包括異鏈烷烴和正鏈烷烴且在混合的石腦油和不可凝的烴氣中異鏈烷烴與正鏈烷烴的重量比為至多1.4；(j)具有至多為3的碳數(shù)的烴，包括碳數(shù)為2(C2)和3(C3)的烯烴和鏈烷烴，且合計的C2和C3烯烴與合計的C2和C3鏈烷烴的重量比為至多0.3；碳數(shù)為2(C2)的烯烴和鏈烷烴，其中C2烯烴與C2鏈烷烴的重量比為至多0.2；和/或碳數(shù)為3(C3)的烯烴和鏈烷烴，其中C3烯烴與C3鏈烷烴的重量比為至多0.3；(k)具有至少0.005克的丁二烯含量；(l)具有在15.5℃下在15-30范圍內的API比重；(m)具有至多0.00001克總(Ni/V/Fe)/克組合物；(n)具有至多204℃的沸程分布的烴的鏈烷烴含量在0.7-0.98克范圍內；(o)對于每克具有至多204℃的沸程分布的烴，具有至多204℃的沸程分布的烴具有0.001-0.5克的烯烴；(p)具有至多204℃的沸程分布的烴，該烴包含烯烴，和該烯烴具有至少0.001克末端烯烴/克烯烴；(q)具有至多204℃的沸程分布的烴，該烴包含烯烴，和該烯烴具有至少0.4的末端烯烴與內烯烴的摩爾比；和/或(r)0.001-0.5克烯烴/克沸程分布在20℃和204℃之間的烴。
在一些實施方案中，本發(fā)明還提供一種與根據(jù)本發(fā)明的方法或組合物中的一種或多種相結合的原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有包括一種或多種堿金屬的至少一種催化劑，其中(a)堿金屬的至少一種是鉀、銣、或銫、或它們的混合物；和/或(b)至少一種催化劑進一步包括過渡金屬、過渡金屬硫化物和/或褐硫鐵鉀礦(bartonite)。
在另外的實施方案中，來自本發(fā)明的特定實施方案中的特征可以與來自本發(fā)明的其它實施方案中的特征進行組合。例如，來自一個實施方案中的特征可以與來自任何一個其它實施方案中的特征進行組合。
在另外的實施方案中，原油產(chǎn)品可通過在這里描述的方法和系統(tǒng)中的任何一種來獲得。
在另外的實施方案中，附加的特征可以追加到這里所述的特定的實施方案中。
附圖簡述本發(fā)明的優(yōu)點對于本領域中的技術人員來說在得益于下面詳細敘述和在參考附圖之后將變得顯而易見，在這些附圖中

圖1是用于使原油原料與氫源在一種或多種催化劑存在下接觸以生產(chǎn)總產(chǎn)品的接觸系統(tǒng)的一個實施方案的示意圖。
圖2是用于使原油原料與氫源在一種或多種催化劑存在下接觸以生產(chǎn)總產(chǎn)品的接觸系統(tǒng)的另一個實施方案的示意圖。
圖3是與接觸系統(tǒng)相結合的分離區(qū)的一個實施方案的示意圖。
圖4是與接觸系統(tǒng)相結合的共混區(qū)的一個實施方案的示意圖。
圖5是分離區(qū)、接觸系統(tǒng)和共混區(qū)的一個實施方案的示意圖。
圖6是多接觸系統(tǒng)的一個實施方案的示意圖。
圖7是離子電導率測量系統(tǒng)的一個實施方案的示意圖。
圖8是原油原料的性能以及從原油原料與過渡金屬硫化物催化劑接觸的實施方案獲得的原油產(chǎn)品的性能的列表。
圖9是原油原料的組成以及從原油原料與過渡金屬硫化物催化劑接觸的實施方案獲得的不可凝烴的組成的列表。
圖10是從原油原料與過渡金屬硫化物催化劑接觸的實施方案獲得的原油產(chǎn)品的性能和組成的列表。
圖11是無機鹽催化劑的逸出氣體的離子電流的log 10對溫度的曲線圖示，由TAP測定。
圖12是無機鹽催化劑和無機鹽的電阻相對于碳酸鉀的電阻的log曲線對溫度的圖示。
圖13是Na2CO3/K2CO3/Rb2CO3催化劑的電阻相對于碳酸鉀的電阻的log曲線對溫度的圖示。
圖14是從原油原料與無機鹽催化劑接觸的實施方案中產(chǎn)生的焦炭、液體烴、和氣體的重量百分比對各種氫源的圖示。
圖15是重量百分比對從原油原料與無機鹽催化劑接觸的實施方案中產(chǎn)生的原油產(chǎn)品的碳數(shù)的圖示。
圖16是從原油原料與無機鹽催化劑、金屬鹽、或碳化硅接觸的實施方案中產(chǎn)生的各組分的列表。
雖然本發(fā)明可以有各種改進和替代形式，但是在附圖中為了舉例而顯示了本發(fā)明的特定的實施方案并且在這里進行詳細描述。附圖不必是按比例的。應該理解的是，附圖和它的詳細敘述不希望將本發(fā)明限于所公開的具體形式，相反地，希望覆蓋在本發(fā)明的精神和范圍內的全部改進、等同物和備選方案。
發(fā)明詳述在這里更詳細地描述本發(fā)明的某些實施方案。在這里使用的術語如下所定義。
“堿金屬(一種或多種)”指元素周期表1列的一種或多種金屬、元素周期表1列的一種或多種金屬的一種或多種化合物、或它們的混合物。
“堿土金屬(一種或多種)”指元素周期表2列的一種或多種金屬、元素周期表2列的一種或多種金屬的一種或多種化合物、或它們的混合物。
“AMU”指原子質量單位。
“ASTM”指美國標準試驗和材料學會。
“C5瀝青質”指不溶于戊烷中的瀝青質。C5瀝青質含量由ASTM方法D2007測定。
原油原料、原油產(chǎn)品、石腦油、煤油、柴油和VGO的原子氫百分比和原子碳百分比由ASTM方法D5291測定。
“API比重”指在15.5℃下的API比重。API比重由ASTM方法D6822測定。
“瀝青”指從烴地層生產(chǎn)和/或干餾的一種類型的原油。
除非另作說明，原油原料和/或總產(chǎn)品的沸程分布是由ASTM方法D5307測定的。在石腦油中烴組分例如鏈烷烴、異鏈烷烴、烯烴、環(huán)烷烴和芳族烴的含量由ASTM方法D6730測定。在柴油和VGO中芳族烴的含量是由IP方法368/90測定的。在煤油中芳族烴的含量是由ASTM方法D5186測定的。
“布郎斯臺德-洛里酸”指能夠為其它分子實體給予質子的一種分子實體。
“布郎斯臺德-洛里堿”指能夠從其它分子實體接受質子的一種分子實體。布郎斯臺德-洛里堿的例子包括氫氧根(OH-)、水(H2O)、羧酸根(RCO2-)、鹵根(Br-，Cl-，F(xiàn)-，I-)、硫酸氫根(HSO4-)和硫酸根(SO42-)。
“碳數(shù)”指分子中的碳原子總數(shù)。
“焦炭”指含有在工藝條件下不會汽化的含碳固體的固體。焦炭的含量由質量平衡測定。焦炭的重量是固體的總重量減去輸入的催化劑的總重量。
“含量”指組分在基質(例如，原油原料、總產(chǎn)品、或原油產(chǎn)品)中的重量，表示為基于基質總重量的重量分數(shù)或重量百分比。“Wtppm”指百萬分之一的份額(重量)。
“柴油”指在0.101MPa下沸程分布在260℃和343℃(500-650)之間的烴。柴油含量由ASTM方法D2887測定。
“餾出物”指在0.101MPa下沸程分布在204℃和343℃(400-650)之間的烴。餾出物含量由ASTM方法D2887測定。餾出物可以包括煤油和柴油。
“DSC”指差示掃描量熱法。
“凝固點”和“冰點”指在液體中形成晶體顆粒的溫度。凝固點是由ASTM D2386測定的。
“GC/MS”指氣相色譜圖法與質譜圖法相結合。
“硬堿”指由Pearson描述在“Journal of American ChemicalSociety”(1963，85，第3533頁)中的陰離子。
“H/C”指原子氫與原子碳的重量比。H/C從由ASTM方法D5291對于氫的重量百分比和碳的重量百分比所測量的值求得。
“雜原子”指在烴的分子結構中所含的氧、氮、和/或硫。雜原子含量是由測定氧的ASTM方法E385，測定氮的D5762，和測定硫的D4294來測定的。
“氫源”指氫氣，和/或當在原油原料和催化劑存在下進行反應為原油原料中的一種或多種化合物提供氫的一種化合物和/或多種化合物。氫源可包括，但不限于，烴(例如，C1到C6烴，如甲烷，乙烷，丙烷，丁烷，戊烷，石腦油)，水，或它們的混合物。進行質量平衡來評價為原油原料中的一種或多種化合物提供的氫的凈量。
“無機鹽”指由金屬陽離子和陰離子構成的化合物。
“IP”指Institute of Petroleum，現(xiàn)在的Energy Institute ofLondon，United Kingdom。
“異鏈烷烴”指支鏈的飽和烴。
“煤油”指在0.101MPa下沸程分布在204℃和260℃((400-500)之間的烴。煤油含量由ASTM方法D2887測定。
“路易斯酸”指能夠從其它化合物接受一個或多個電子的化合物或物質。
“路易斯堿”指能夠為其它化合物給予一個或多個電子的化合物和/或物質。
“輕質烴”指碳數(shù)為1-6的烴。
“液體混合物”指包括在標準溫度和壓力(25℃，0.101MPa，以下簡稱“STP”)下為液體的一種或多種化合物的組合物，或包括在STP下為液體的一種或多種化合物與在STP下為固體的一種或多種化合物的結合物的組合物。
“微炭渣”(“MCR”)含量指在物質的蒸發(fā)和熱解之后保留的炭渣的量。MCR含量是由ASTM方法D4530測定的。
“石腦油”指在0.101MPa下沸程分布在38℃和204℃(100-400)之間的烴組分。石腦油含量由ASTM方法D2887測定。
“Ni/V/Fe”指鎳、釩、鐵、或它們的結合物。
“Ni/V/Fe含量”指在基質中的Ni/V/Fe含量。該Ni/V/Fe含量由ASTM方法D5863測定。
“Nm3/m3”指標準立方米的氣體/立方米的原油原料。
“非酸性”指路易斯堿和/或布郎斯臺德-洛里堿的性能。
“不可凝的氣體”指在標準溫度和壓力(25℃，0.101MPa，以下稱作“STP”)下為氣體的組分和/或組分混合物。
“正鏈烷烴”指正構(直鏈)飽和烴。
“辛烷值”指相比于標準參考燃料，發(fā)動機燃料的抗爆性質的計算數(shù)值表示。石腦油的計算辛烷值是由ASTM方法D6730測定的。
“烯烴”指具有非芳族碳-碳雙鍵的化合物。烯烴的類型包括，但不限于，順式、反式、末端、內部、支化、和線型。
“元素周期表”指由國際理論和應用化學聯(lián)合會(IUPAC)，2003年11月規(guī)定的元素周期表。
“多環(huán)芳族(po1yaromatic)化合物”指包括兩個或多個芳環(huán)的化合物。多環(huán)芳族化合物的例子包括，但不限于，茚，萘，蒽，菲，苯并噻吩，和二苯并噻吩。
“殘渣”指具有由ASTM方法D5307測定的在0.101MPa下高于538℃(1000)的沸程分布的那些組分。
“半液體”指一種具有物質的液相和固相性質的物質的相。半液體無機鹽催化劑的例子包括具有例如奶油太妃糖(taffy)、面團或牙膏的稠度的淤漿和/或相。
“SCFB”指標準立方英尺的氣體/桶原油原料。
“超堿”指能夠在反應條件下去除烴如鏈烷烴和烯烴的質子的物質。
“TAN”指總酸值，表達為毫克(“mg”)KOH/克(“g”)樣品。TAN是由ASTM方法D664測定的。
“TAP”指產(chǎn)物瞬時分析。
“TMS”指過渡金屬硫化物。
“VGO”指在0.101MPa下沸程分布在343℃和538℃(650-1000)之間的組分。VGO含量由ASTM方法D2887測定。
在本申請的上下文中，應當理解，如果對于試驗組合物的性能所獲得的值偏出了試驗方法的限度，則該試驗方法需要重新校準以便測試此類性能。應該理解，認為等同于基準試驗方法的其它標準試驗方法也可以使用。
原油可以從含烴的地層中生產(chǎn)和/或干餾，然后穩(wěn)定化。原油一般為固體、半固體、和/或液體。原油(crude)可以包括粗油(crude oil)。穩(wěn)定化可包括，但不限于，不可凝的氣體、水、鹽、或它們的結合物從該原油中除去以形成穩(wěn)定的原油。這種穩(wěn)定化可以常常在生產(chǎn)和/或干餾現(xiàn)場進行或在接近于生產(chǎn)和/或干餾現(xiàn)場的地方進行。
穩(wěn)定的原油典型地尚未在處理設備中進行蒸鎦和/或分餾來生產(chǎn)具有特定的沸程分布的多種組分(例如石腦油，餾出物，VGO，和/或潤滑油)。蒸餾包括，但不限于，常壓蒸餾方法和/或減壓蒸餾方法。未蒸餾的和/或未分餾的穩(wěn)定的原油可以包括具有4以上的碳數(shù)的組分，這類組分的含量為至少0.5克組分/克原油。穩(wěn)定的原油的例子包括全原油、拔頂原油、脫鹽的原油、脫鹽的拔頂原油、或它們的結合物?！鞍雾?的)”指已經(jīng)被處理以使得至少一些在0.101MPa下沸點低于35℃的組分已經(jīng)被除去的原油。典型地，拔頂原油具有至多0.1克，至多0.05克，或至多0.02克的此類組分/克拔頂原油的含量。
一些穩(wěn)定的原油具有這樣的性能，這些性能允許穩(wěn)定的原油利用運輸載體(例如，管道、卡車、或船舶)運輸?shù)匠Ｒ?guī)的處理設備。其它原油具有使得它們變得劣等的一種或多種不適合的性能。劣等原油對于運輸載體和/或處理設備而言是不可接受的，因此賦予劣等原油以低的經(jīng)濟價值。該經(jīng)濟價值會導致認為包括劣等原油的油藏花費過高成本而無法生產(chǎn)、運輸和/或處理。
劣等原油的性能可包括，但不限于a)至少0.5的TAN；b)至少0.2Pa·s的粘度；c)至多19的API比重；d)至少0.00005克或至少0.0001克(Ni/V/Fe)/克原油的總Ni/V/Fe含量；e)至少0.005克雜原子/克原油的總雜原子含量；f)至少0.01克殘渣/克原油的殘渣含量；g)至少0.04克瀝青質/克原油的瀝青質含量；h)至少0.02克MCR/克原油的MCR含量；或i)它們的結合。在一些實施方案中，對于每克劣等原油，劣等原油可以包括至少0.2克的殘渣，至少0.3克的殘渣，至少0.5克的殘渣，或至少0.9克的殘渣。在某些實施方案中，劣等原油具有0.2-0.99克，0.3-0.9克，或0.4-0.7克殘渣/克劣等原油。在某些實施方案中，對于每克劣等原油，劣等原油可具有至少0.001克，至少0.005克，至少0.01克或至少0.02克的硫含量。
劣等原油可以包括具有一定沸程的烴的混合物。對于每克劣等原油，劣等原油可以包括至少0.001克，至少0.005克，或至少0.01克的在0.101MPa下沸程分布在200℃和300℃之間的烴；至少0.001克，至少0.005克，或至少0.01克的在0.101MPa下沸程分布在300℃和400℃之間的烴；和至少0.001克，至少0.005克，或至少0.01克的在0.101MPa下沸程分布在400℃和700℃之間的烴；或它們的結合物。
在一些實施方案中，劣等原油除包括較高沸點的組分之外，對于每克劣等原油，還包括至少0.001克，至少0.005克，或至少0.01克的在0.101MPa下沸程分布為至多200℃的烴。典型地，對于每克劣等原油，該劣等原油具有至多0.2克或至多0.1克的此類烴含量。
在某些實施方案中，對于每克劣等原油，劣等原油可以包括至多0.9克，或至多0.99克的沸程分布為至少300℃的烴。在某些實施方案中，對于每克劣等原油，劣等原油還可以包括至少0.001克的具有至少650℃的沸程分布的烴。在某些實施方案中，對于每克劣等原油，劣等原油可以包括至多0.9克，或至多0.99克的沸程分布在300℃和1000℃之間的烴。
能夠使用這里所述的方法處理的劣等原油的例子包括，但不限于，從下列國家和這些國家的地區(qū)中獲得的原油加拿大Alberta，委內瑞拉Orinoco，美國southern Californian和northslope Alaska，切佩切市的墨西哥海灣，阿根廷San Jorge basin，巴西Santos和Campos basins，中國渤海灣，中國Karamay，伊拉克Zagros，哈薩克斯坦Caspian，尼日利亞近海，英國北海，馬達加斯加西北部，阿曼，和荷蘭Schoonebek。
劣等原油的處理可以改善劣等原油的性能，使得原油適合于運輸和/或處理。待處理的原油和/或劣等原油稱為“原油原料”。原油原料可以是如這里所述的拔頂原油。使用這里所述的方法從原油原料的處理得到的原油產(chǎn)品適合于運輸和/或精煉。原油產(chǎn)品的性能比原油原料更接近于West Texas Intermediate原油的相應性能，或比原油原料更接近于英國布倫特油田原油的相應性能，因此提高了相對于原油原料的經(jīng)濟價值而言的經(jīng)濟價值。此類原油產(chǎn)品可以在幾乎沒有預處理或沒有預處理的情況下進行精煉，因此提高了精煉效率。預處理可以包括脫硫、脫金屬和/或常壓蒸餾以從原油產(chǎn)品中除去雜質。
根據(jù)本發(fā)明的接觸原油原料的方法是按照這里所述的。另外，描述了生產(chǎn)具有各種濃度的石腦油、煤油、柴油、和/或VGO(這些在常規(guī)類型的工藝中一般無法生產(chǎn))的產(chǎn)品的實施方案。
原油原料可以與氫源在一種或多種催化劑存在下在接觸區(qū)中和/或在兩個或更多個接觸區(qū)的組合中進行接觸。
在一些實施方案中，該氫源是就地產(chǎn)生的。氫源的就地產(chǎn)生可以包括原油原料的至少一部分與無機鹽催化劑在200-500℃或300-400℃范圍內的溫度下的反應，形成氫和/或輕質烴。氫的就地產(chǎn)生可以包括無機鹽催化劑(包含例如堿金屬甲酸鹽)的至少一部分的反應。
總產(chǎn)品一般包括在接觸過程中產(chǎn)生的氣體、蒸氣、液體、或它們的混合物?？偖a(chǎn)品包括在STP下為液體混合物的原油產(chǎn)品，和在一些實施方案中，包括在STP下不可凝的烴。在一些實施方案中，總產(chǎn)品和/或原油產(chǎn)品可以包括固體(如無機固體和/或焦炭)。在某些實施方案中，固體可以夾帶在接觸過程中產(chǎn)生的液體和/或蒸氣中。
接觸區(qū)典型地包括反應器、反應器的一部分、反應器的多個部分、或多個反應器?？捎脕硎乖驮吓c氫源在催化劑存在下進行接觸的反應器的例子包括堆積床反應、固定床反應、連續(xù)攪拌釜反應器(“CSTR”)、噴淋式反應、活塞流反應、以及液體/液體接觸器。CSTR的例子包括流化床反應器和沸騰床反應器。
接觸條件典型地包括溫度、壓力、原油原物流量、總產(chǎn)品流量、停留時間、氫源流量、或它們的結合。對接觸條件加以控制以生產(chǎn)具有特定性能的原油產(chǎn)品。
接觸溫度可以是200-800℃，300-700℃，或400-600℃。在氫源作為氣體(例如氫氣、甲烷或乙烷)供應的實施方案中，氣體與原油原料的比率一般是1-16,100Nm3/m3，2-8000Nm3/m3，3-4000Nm3/m3，或5-300Nm3/m3。接觸典型地在0.1-20MPa，1-16MPa，2-10MPa，或4-8MPa的壓力范圍中進行。在加入蒸汽的一些實施方案中，蒸汽與原油原料的比率是在0.01-3千克，0.03-2.5千克，或0.1-1千克蒸汽/千克原油原料的范圍內。原油原料的流量足以將原油原料在接觸區(qū)中的體積維持為接觸區(qū)總體積的至少10％，至少50％或至少90％。典型地，原油原料在接觸區(qū)中的體積是接觸區(qū)總體積的40％，60％，或80％。在一些實施方案中，接觸可以在附加的氣體，例如氬氣、氮氣、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、丙烯、丁烯、或它們的結合物存在下進行。
圖1是用于生產(chǎn)蒸氣形式的總產(chǎn)品的接觸系統(tǒng)100的一個實施方案的示意圖。原油原料離開原油原料供應源101并經(jīng)由管道104進入到接觸區(qū)102中。對于每100克在接觸區(qū)中的原油原料，用于接觸區(qū)中的催化劑的量可以是1-100克，2-80克，3-70克，或4-60克，在某些實施方案中，稀釋劑可以被添加到原油原料中以降低原油原料的粘度。在一些實施方案中，原油原料經(jīng)由管道104進入到接觸區(qū)102的底部。在某些實施方案中，在將原油原料引入到接觸區(qū)102中之前和/或過程中，原油原料可以被加熱到至少100℃或至少300℃的溫度。典型地，原油原料可以被加熱到100-500℃或200-400℃范圍內的溫度。
在一些實施方案中，該催化劑與原油原料混合，并轉移到接觸區(qū)102中。在引入到接觸區(qū)102中之前，原油原料/催化劑的混合物可以被加熱到至少100℃或至少300℃的溫度。典型地，原油原料可以被加熱到200-500℃或300-400℃范圍內的溫度。在一些實施方案中，原油原料/催化劑的混合物是淤漿。在某些實施方案中，在將原油原料引入到接觸區(qū)中之前，可降低原油原料的TAN。例如，當原油原料/催化劑的混合物在100-400℃或200-300℃范圍內的溫度下加熱時，在原油原料中會形成酸性組分的堿金屬鹽。這些堿金屬鹽的形成可以從原油原料中除去一些酸性組分，減少了原油原料的TAN。
在一些實施方案中，將原油原料連續(xù)地加入到接觸區(qū)102中。在接觸區(qū)102中的混合足以抑制催化劑從原油原料/催化劑的混合物中分離。在某些實施方案中，催化劑的至少一部分可以從接觸區(qū)102中取出，和在一些實施方案中，此類催化劑可被再生和再使用。在某些實施方案中，在反應過程中可以將新鮮的催化劑加入到接觸區(qū)102中。
在一些實施方案中，原油原料和/或原油原料與無機鹽催化劑的混合物作為乳液被引入到接觸區(qū)中。通過將無機鹽催化劑/水的混合物與原油原料/表面活性劑的混合物混合來制備該乳液。在一些實施方案中，將穩(wěn)定劑加入到乳液中。該乳液可以保持穩(wěn)定達到至少2天，至少4天，或至少7天。典型地，該乳液可以保持穩(wěn)定達到30天，10天，5天，或3天。表面活性劑包括，但不限于，有機多元羧酸(Tenax2010；Mead Westvaco Specialty Product Group；Charleston，美國南卡羅來納州)，C21二羧酸脂肪酸(DIACID 1550；Mead WestvacoSpecialty Product Group)，石油磺酸鹽(Hostapur SAS 30；ClarientCorporation，Charlotte，美國北卡羅來納州)，Tergital NP-40表面活性劑(Union Carbide；Danbury，美國康涅狄格州)，或它們的混合物。穩(wěn)定劑包括，但不限于，二亞乙基胺(diethyleneamine)(AldrichChemical Co.；Milwaukee，美國威斯康星州)和/或單乙醇胺(J.T.Baker；Phillipsburg，美國新澤西州)。
循環(huán)管道106可以將管道108和管道104連接。在一些實施方案中，循環(huán)管道106可以直接進入和/或離開接觸區(qū)102。循環(huán)管道106可以包括流量控制閥110。流量控制閥110可以使至少一部分物料從管道108循環(huán)到管道104和/或接觸區(qū)102中。在一些實施方案中，冷凝裝置可以位于管道108中，以便使至少一部分物料被冷凝和循環(huán)到接觸區(qū)102中。在某些實施方案中，循環(huán)管道106可以是氣體循環(huán)管線。流量控制閥110和110’可用來控制流入和流出接觸區(qū)102的流量，使得在接觸區(qū)中維持液體的恒定體積。在一些實施方案中，在接觸區(qū)102中能夠維持液體所基本上選擇的體積范圍。在接觸區(qū)102中原料的體積可以使用標準儀器來監(jiān)測。當原油原料進入接觸區(qū)102時，進氣口112可用來將氫源和/或附加氣體加入到原油原料中。在一些實施方案中，蒸汽入口114可用來將蒸汽加入到接觸區(qū)102中。在某些實施方案中，含水物流經(jīng)由蒸汽入口114被引入到接觸區(qū)102中。
在一些實施方案中，總產(chǎn)品的至少一部分是作為蒸氣從接觸區(qū)102中生產(chǎn)的。在某些實施方案中，總產(chǎn)品是作為蒸氣和/或含有少量的液體和固體的蒸氣從接觸區(qū)102的頂部生產(chǎn)的。該蒸氣經(jīng)由管道108運輸?shù)椒蛛x區(qū)116中。接觸區(qū)102中的氫源與原油原料的比率和/或在該接觸區(qū)中的壓力可以加以改變，以控制從接觸區(qū)102的頂部生產(chǎn)的蒸氣和/或液相。在一些實施方案中，從接觸區(qū)102的頂部生產(chǎn)的蒸氣包括至少0.5克，至少0.8克，至少0.9克，或至少0.97克原油產(chǎn)品/克原油原料。在某些實施方案中，從接觸區(qū)102的頂部生產(chǎn)的蒸氣包括0.8-0.99克，或0.9-0.98克原油產(chǎn)品/克原油原料。
用過的催化劑和/或固體可以作為接觸過程的副產(chǎn)物保留在接觸區(qū)102中。固體和/或用過的催化劑可以包含殘留的原油原料和/或焦炭。
在分離裝置116中，該蒸氣被冷卻并使用標準分離技術被分離成原油產(chǎn)品和氣體。原油產(chǎn)品離開分離裝置116和經(jīng)由管道118進入到原油產(chǎn)品接收器119中。所得原油產(chǎn)品可以適合于運輸和/或處理。原油產(chǎn)品接收器119可以包括一個或多個管道、一個或多個存儲裝置、一個或多個運輸器、或它們的組合。在一些實施方案中，分離的氣體(例如氫，一氧化碳，二氧化碳，硫化氫，或甲烷)經(jīng)由管道120被運輸?shù)狡渌庸ぱb置(例如，用于燃料電池或硫回收設備)和/或循環(huán)到接觸區(qū)102中。在某些實施方案中，在原油產(chǎn)品中夾帶的固體和/或液體可以使用標準物理分離方法(例如過濾，離心，或膜分離)來除去。
圖2描述了用一種或多種催化劑處理原油原料以生產(chǎn)總產(chǎn)品的接觸系統(tǒng)122，該總產(chǎn)品可以是液體，或混合有氣體或固體的液體。原油原料可以經(jīng)由管道104進入接觸區(qū)102中。在一些實施方案中，原油原料來源于原油原料供應源。管道104可以包括進氣口112。在一些實施方案中，進氣口112可以直接進入接觸區(qū)102。在某些實施方案中，蒸汽入口114可用來將蒸汽加入到接觸區(qū)102中。該原油原料可以與催化劑在接觸區(qū)102中接觸以生產(chǎn)總產(chǎn)品。在一些實施方案中，管道106使總產(chǎn)品的至少一部分循環(huán)到接觸區(qū)102中。包括總產(chǎn)品和/或固體和/或未反應的原油原料的混合物離開接觸區(qū)102和經(jīng)由管道108進入到分離區(qū)124中。在一些實施方案中，冷凝裝置可以設置(例如，在管道106內)以便使該管道中的至少一部分混合物被冷凝和循環(huán)到接觸區(qū)102中作進一步加工。在某些實施方案中，循環(huán)管道106可以是氣體循環(huán)管線。在一些實施方案中，管道108可以包括過濾器以用于從總產(chǎn)品中除去顆粒。
在分離區(qū)124中，使原油產(chǎn)品的至少一部分從總產(chǎn)品和/或催化劑中分離。在總產(chǎn)品包括固體的實施方案中，固體可以通過使用標準固體分離技術(例如，離心、過濾、潷析、膜分離)而從總產(chǎn)品中分離。固體包括，例如，催化劑，用過的催化劑，和/或焦炭的結合物。在一些實施方案中，將氣體的一部分從總產(chǎn)品中分離。在一些實施方案中，總產(chǎn)品和/或固體的至少一部分可以循環(huán)到管道104中，和/或在一些實施方案中，經(jīng)由管道126循環(huán)到接觸區(qū)102中。循環(huán)的部分可以例如與原油原料混合，并進入到接觸區(qū)102中作進一步加工。原油產(chǎn)品可以經(jīng)由管道128離開分離區(qū)124。在某些實施方案中，該原油產(chǎn)品可以運輸?shù)皆彤a(chǎn)品接收器。
在一些實施方案中，總產(chǎn)品和/或原油產(chǎn)品可以包括催化劑的至少一部分。夾帶在總產(chǎn)品和/或原油產(chǎn)品中的氣體可以使用標準氣體/液體分離技術，例如噴射(sparging)、膜分離、和減壓來分離。在一些實施方案中，分離的氣體被運輸?shù)狡渌庸ぱb置(例如，用于燃料電池、硫回收設備，其它加工裝置、或它們的結合)和/或循環(huán)到接觸區(qū)中。
在一些實施方案中，原油原料的至少一部分的分離是在原油原料進入接觸區(qū)之前進行的。圖3是與接觸系統(tǒng)相結合的分離區(qū)的一個實施方案的示意圖。接觸系統(tǒng)130可以是接觸系統(tǒng)100和/或接觸系統(tǒng)122(圖1和2中所示)。原油原料經(jīng)由管道104進入分離區(qū)132中。在分離區(qū)132中，原油原料的至少一部分通過使用標準分離技術來分離，產(chǎn)生分離的原油原料和烴。在一些實施方案中，分離的原油原料包括具有至少100℃，至少120℃的沸程分布，或在一些實施方案中具有至少200℃的沸程分布的組分的混合物。典型地，分離的原油原料包括具有在100-1000℃，120-900℃，或200-800℃之間的沸程分布的組分的混合物。從原油原料中分離的烴經(jīng)由管道134離開分離區(qū)132，以運輸?shù)狡渌庸ぱb置、處理設備、儲存設備、或它們的結合。
所分離的原油原料的至少一部分離開分離區(qū)132和經(jīng)由管道136進入到接觸系統(tǒng)130中以便進一步加工以形成原油產(chǎn)品，后者經(jīng)由管道138離開接觸系統(tǒng)130。
在一些實施方案中，由這里所述的任何方法從原油原料生產(chǎn)的原油產(chǎn)品和與該原油原料相同或不同的原油進行共混。例如，原油產(chǎn)品可以與具有不同粘度的原油混合，從而得到一種共混產(chǎn)品，其粘度處于原油產(chǎn)品的粘度和該原油的粘度之間。所得共混產(chǎn)品可以適合于運輸和/或處理。
圖4是共混區(qū)140和接觸系統(tǒng)130相結合的一個實施方案的示意圖。在某些實施方案中，原油產(chǎn)品的至少一部分經(jīng)由管道138離開接觸系統(tǒng)130和進入到共混區(qū)140中。在共混區(qū)140中，原油產(chǎn)品的至少一部分與一種或多種工藝物流(例如，從一種或多種原油原料的分離得到的烴物流，或石腦油)、原油、原油原料、或它們的混合物進行混合，生產(chǎn)共混的產(chǎn)品。工藝物流、原油原料、原油、或它們的混合物直接引入到共混區(qū)140中或經(jīng)由管道142引入到共混區(qū)的上游?；旌舷到y(tǒng)可以位于共混區(qū)140中或接近于共混區(qū)140。共混的產(chǎn)品可以滿足特定的產(chǎn)品規(guī)格。特定的產(chǎn)品規(guī)格包括，但不限于，一定范圍的或一定限度的API比重、TAN、粘度、或它們的結合。共混的產(chǎn)品經(jīng)由管道144離開共混區(qū)140，從而被運輸和/或加工。
在一些實施方案中，在使用催化劑的接觸過程中產(chǎn)生了甲醇。例如，氫和一氧化碳可以反應形成甲醇?；厥盏募状伎梢院腥芙獾柠}，例如氫氧化鉀?；厥盏募状伎梢耘c附加的原油原料混合以形成原油原料/甲醇的混合物。將甲醇與原油原料混合往往降低了原油原料的粘度。將原油原料/甲醇的混合物加熱到至多500℃可以將原油原料的TAN降低到低于1。
圖5是分離區(qū)與接觸系統(tǒng)和共混區(qū)相結合的一個實施方案的示意圖。原油原料通過管道104進入分離區(qū)132中。原油原料按照前面所述方法進行分離，形成分離的原油原料。分離的原油原料通過管道136進入接觸系統(tǒng)130。原油產(chǎn)品離開接觸系統(tǒng)130和通過管道138進入共混區(qū)140中。在共混區(qū)140中，經(jīng)由管道142引入的其它工藝物流和/或原油與原油產(chǎn)品相混合以形成共混的產(chǎn)品。共混的產(chǎn)品經(jīng)由管道144離開共混區(qū)140。
圖6是多接觸系統(tǒng)146的示意圖。接觸系統(tǒng)100(示于圖1中)可以位于接觸系統(tǒng)148之前。在另一實施方案中，接觸系統(tǒng)的位置能夠顛倒。接觸系統(tǒng)100包括無機鹽催化劑。接觸系統(tǒng)148可以包括一種或多種催化劑。在接觸系統(tǒng)148中的催化劑可以是附加的無機鹽催化劑、過渡金屬硫化物催化劑、商品催化劑、或它們的混合物。原油原料經(jīng)由管道104進入接觸系統(tǒng)100中并與氫源在無機鹽催化劑存在下接觸，生成總產(chǎn)品?？偖a(chǎn)品包括氫，和在一些實施方案中，包括原油產(chǎn)品?？偖a(chǎn)品可以經(jīng)由管道108離開接觸系統(tǒng)100。從無機鹽催化劑與原油原料的接觸產(chǎn)生的氫可以用作接觸系統(tǒng)148的氫源。所產(chǎn)生的氫的至少一部分經(jīng)由管道150從接觸系統(tǒng)100轉移到接觸系統(tǒng)148中。
在另外的實施方案中，所產(chǎn)生的氫可以被分離和/或處理，然后經(jīng)由管道150轉移到接觸系統(tǒng)148中。在某些實施方案中，接觸系統(tǒng)148可以是接觸系統(tǒng)100的一部分，使得所產(chǎn)生的氫直接從接觸系統(tǒng)100流入到接觸系統(tǒng)148中。在一些實施方案中，從接觸系統(tǒng)100產(chǎn)生的蒸汽物流直接與進入接觸系統(tǒng)148的原油原料混合。
第二原油原料經(jīng)由管道152進入接觸系統(tǒng)148中。在接觸系統(tǒng)148中，原油原料與所產(chǎn)生的氫的至少一部分和催化劑的接觸生產(chǎn)出一種產(chǎn)品。在一些實施方案中，該產(chǎn)品是總產(chǎn)品。該產(chǎn)品經(jīng)由管道154離開接觸系統(tǒng)148。
在某些實施方案中，包括如圖1-6中所示的接觸系統(tǒng)、接觸區(qū)、分離區(qū)、和/或共混區(qū)的系統(tǒng)可以位于或接近于生產(chǎn)劣等原油原料的生產(chǎn)現(xiàn)場。在通過該催化系統(tǒng)的加工后，可以認為原油原料適合于運輸和/或用于煉油廠加工。
在一些實施方案中，原油產(chǎn)品和/或共混的產(chǎn)品被運輸?shù)綗捰蛷S和/或處理設備。可以加工該原油產(chǎn)品和/或共混的產(chǎn)品以生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品如運輸用燃料、供熱用燃料、潤滑劑、或化學品。加工可以包括蒸鎦和/或分餾原油產(chǎn)品和/或共混的產(chǎn)品以生產(chǎn)一種或多種餾出物級分。在一些實施方案中，原油產(chǎn)品、共混的產(chǎn)品、和/或一種或多種餾出物級分可以被氫化處理。
在一些實施方案中，該總產(chǎn)品包括至多0.05克，至多0.03克，或至多0.01克焦炭/克總產(chǎn)品。在某些實施方案中，該總產(chǎn)品基本上不含焦炭(即，焦炭是無法檢測到的)。在一些實施方案中，該原油產(chǎn)品可以包括至多0.05克，至多0.03克，至多0.01克，至多0.005克，或至多0.003克焦炭/克原油產(chǎn)品。在某些實施方案中，該原油產(chǎn)品具有從大于0到0.05，0.00001-0.03克，0.0001-0.01克，或0.001-0.005克/克原油產(chǎn)品的范圍內的焦炭含量，或無法檢測到的焦炭含量。
在某些實施方案中，該原油產(chǎn)品具有相當于原油原料的MCR含量的至多90％，至多80％，至多50％，至多30％，或至多10％的MCR含量。在一些實施方案中，該原油產(chǎn)品具有可以忽略的MCR含量。在一些實施方案中，對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有至多0.05克，至多0.03克，至多0.01克，或至多0.001克的MCR。典型地，該原油產(chǎn)品具有0-0.04克，0.000001-0.03克，或0.00001-0.01克MCR/克原油產(chǎn)品。
在一些實施方案中，總產(chǎn)品包括不可凝的氣體。不可凝的氣體典型地包括，但不限于，二氧化碳、氨、硫化氫、氫、一氧化碳、甲烷、在STP下不可凝的其它烴、或它們的混合物。
在某些實施方案中，氫氣、二氧化碳、一氧化碳、或它們的結合物能夠通過蒸汽和輕質烴與無機鹽催化劑的接觸就地形成。典型地，在熱力學條件下，一氧化碳與二氧化碳的摩爾比是0.07。在一些實施方案中，所產(chǎn)生的一氧化碳與所產(chǎn)生的二氧化碳的摩爾比是至少0.3，至少0.5，或至少0.7。在一些實施方案中，所產(chǎn)生的一氧化碳與所產(chǎn)生的二氧化碳的摩爾比是在0.3-1.0，0.4-0.9，或0.5-0.8范圍內。就地優(yōu)先于二氧化碳產(chǎn)生一氧化碳的能力有益于位于該工藝的附近區(qū)域或該工藝上游的其它工藝。例如，所產(chǎn)生的一氧化碳可以作為還原劑用于處理烴地層或用于其它工藝，例如合成氣工藝。
在一些實施方案中，在這里生產(chǎn)的總產(chǎn)品可以包括具有在-10℃和538℃之間的沸程分布的化合物的混合物。該混合物可以包括具有在1-4范圍內的碳數(shù)的烴。該混合物可以包括0.001-0.8克，0.003-0.1克，或0.005-0.01克C4烴/克此類混合物。該C4烴可以包括0.001-0.8克，0.003-0.1克，或0.005-0.01克丁二烯/克C4烴。在一些實施方案中，異鏈烷烴是相對于正鏈烷烴以至多1.5，至多1.4，至多1.0，至多0.8，至多0.3，或至多0.1的重量比生產(chǎn)的。在某些實施方案中，異鏈烷烴是相對于正鏈烷烴以0.00001-1.5，0.0001-1.0，或0.001-0.1范圍內的重量比生產(chǎn)的。該鏈烷烴可以包括異鏈烷烴和/或正鏈烷烴。
在一些實施方案中，總產(chǎn)品和/或原油產(chǎn)品可包括烯烴和/或鏈烷烴，兩者的比例或量在從地層生產(chǎn)和/或干餾的原油中一般不會發(fā)現(xiàn)。該烯烴包括具有末端雙鍵的烯烴(“α-烯烴”)和具有內雙鍵的烯烴的混合物。在某些實施方案中，原油產(chǎn)品的烯烴含量比原油原料的烯烴含量高2，10，50，100，或至少200倍。在一些實施方案中，原油產(chǎn)品的烯烴含量比原油原料的烯烴含量高至多1,000，至多500，至多300，或至多250倍。
在某些實施方案中，對于每克具有在20-400℃之間的沸程分布的烴，具有在20-400℃之間的沸程分布的烴具有0.00001-0.1克，0.0001-0.05克，或0.01-0.04克的烯烴含量。
在一些實施方案中，可以生產(chǎn)出至少0.001克，至少0.005克，或至少0.01克α-烯烴/克原油產(chǎn)品。在某些實施方案中，該原油產(chǎn)品具有0.0001-0.5克，0.001-0.2克，或0.01-0.1克α-烯烴/克原油產(chǎn)品。在某些實施方案中，對于每克沸程分布在20-400℃之間的烴，具有在20-400℃之間的沸程分布的烴具有0.0001-0.08克，0.001-0.05克，或0.01-0.04克的α-烯烴含量。
在一些實施方案中，具有在20-204℃之間的沸程分布的烴具有至少0.7，至少0.8，至少0.9，至少1.0，至少1.4，或至少1.5的α-烯烴與內雙鍵烯烴的重量比。在一些實施方案中，具有在20-204℃之間的沸程分布的烴具有在0.7-10，0.8-5，0.9-3，或1-2范圍內的α-烯烴與內雙鍵烯烴的重量比。原油和工業(yè)產(chǎn)品的α-烯烴與內雙鍵烯烴的重量比典型地為至多0.5。相對于具有內雙鍵的烯烴，生產(chǎn)提高量的α-烯烴的能力可以有利于原油產(chǎn)品轉化成工業(yè)產(chǎn)品。
在一些實施方案中，原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下的接觸可以生產(chǎn)出包括線型烯烴的具有在20-204℃之間的沸程分布的烴。該線型烯烴具有順式和反式雙鍵。具有反式雙鍵的線型烯烴與具有順式雙鍵的線型烯烴的重量比為至多0.4，至多1.0，或至多1.4。在某些實施方案中，具有反式雙鍵的線型烯烴與具有順式雙鍵的線型烯烴的重量比是在0.001-1.4，0.01-1.0，或0.1-0.4范圍內。
在某些實施方案中，對于每克具有在20-400℃之間的沸程分布的烴，具有在20-204℃之間的沸程分布的烴具有至少0.1克，至少0.15克，至少0.20克，或至少0.30克的正鏈烷烴含量。此類烴的正鏈烷烴含量，對于每克烴，可以是在0.001-0.9克，0.1-0.8克，或0.2-0.5克的范圍內。在一些實施方案中，此類烴具有至多1.5，至多1.4，至多1.0，至多0.8，或至多0.3的異鏈烷烴與正鏈烷烴的重量比。從該類烴中的正鏈烷烴含量，可以估計原油產(chǎn)品的正鏈烷烴含量是在0.001-0.9克，0.01-0.8克，或0.1-0.5克/克原油產(chǎn)品的范圍內。
在一些實施方案中，該原油產(chǎn)品具有原油原料的Ni/V/Fe含量的至多90％，至多50％，至多10％，至多5％，或至多3％的總Ni/V/Fe含量。在某些實施方案中，對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品包括至多0.0001克，至多1×10-5克，或至多1×10-6克的Ni/V/Fe。在某些實施方案中，對于每克原油產(chǎn)品，原油產(chǎn)品具有1×10-7克到5×10-5克，3×10-7克到2×10-5克，或1×10-6克到1×10-5克范圍內的總Ni/V/Fe含量。
在一些實施方案中，該原油產(chǎn)品具有原油原料的TAN的至多90％，至多50％，或至多10％的TAN。在某些實施方案中，該原油產(chǎn)品可以具有至多1，至多0.5，至多0.1，或至多0.05的TAN。在一些實施方案中，原油產(chǎn)品的TAN可以是在0.001-0.5，0.01-0.2，或0.05-0.1的范圍。
在某些實施方案中，原油產(chǎn)品的API比重比原油原料的API比重高至少10％，至少50％，或至少90％。在某些實施方案中，原油產(chǎn)品的API比重是在13-50，15-30，或16-20之間。
在一些實施方案中，該原油產(chǎn)品具有原油原料的總雜原子含量的至多70％，至多50％，或至多30％的總雜原子含量。在某些實施方案中，該原油產(chǎn)品具有原油原料的總雜原子含量的至少10％，至少40％，或至少60％的總雜原子含量。
該原油產(chǎn)品可以具有原油原料的硫含量的至多90％，至多70％，或至多60％的硫含量。原油產(chǎn)品的硫含量，對于每克原油產(chǎn)品，可以為至多0.02克，至多0.008克，至多0.005克，至多0.004克，至多0.003克，或至多0.001克。在某些實施方案中，對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有在0.0001-0.02克或0.005-0.01克范圍內的硫含量。
在某些實施方案中，該原油產(chǎn)品可以具有原油原料的氮含量的至多90％或至多80％的氮含量。原油產(chǎn)品的氮含量，對于每克原油產(chǎn)品，可以為至多0.004克，至多0.003克，或至多0.001克。在一些實施方案中，對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有在0.0001-0.005克，或0.001-0.003克的范圍內的氮含量。
在一些實施方案中，對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有0.05-0.2克，或0.09-0.15克的氫。原油產(chǎn)品的H/C可以為至多1.8，至多1.7，至多1.6，至多1.5，或至多1.4。在一些實施方案中，原油產(chǎn)品的H/C是原油原料的H/C的80-120％，或90-110％。在其它實施方案中，原油產(chǎn)品的H/C是原油原料的H/C的100-120％。在原油原料H/C的20％之內的原油產(chǎn)品H/C表明在該工藝中氫的吸收和/或消耗是最小的。
原油產(chǎn)品包括具有一定范圍的沸點的各種組分。在一些實施方案中，該原油產(chǎn)品包括至少0.001克，或0.001-0.5克的在0.101MPa下具有至多200℃或至多204℃的沸程分布的烴；至少0.001克，或0.001到0.5克的在0.101MPa下具有在200℃和300℃之間的沸程分布的烴；至少0.001克，或0.001-0.5克的在0.101MPa下具有在300℃和400℃之間的沸程分布的烴；和至少0.001克，或0.001-0.5克的在0.101MPa下具有在400℃和538℃之間的沸程分布的烴。
在一些實施方案中，對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有0.00001-0.2克，0.0001-0.1克，或0.001-0.05克的石腦油含量。在某些實施方案中，該原油產(chǎn)品具有0.001-0.2克或0.01-0.05克的石腦油。在一些實施方案中，石腦油具有至多0.15克，至多0.1克，或至多0.05克烯烴/克石腦油。在某些實施方案中，該原油產(chǎn)品具有0.00001-0.15克，0.0001-0.1克，或0.001-0.05克烯烴/克原油產(chǎn)品。在一些實施方案中，對于每克石腦油，石腦油具有至多0.01克，至多0.005克，或至多0.002克的苯含量。在某些實施方案中，石腦油具有無法檢測到的，或在1×10-7克到1×10-2克，1×10-6克到1×10-5克，5×10-6克到1×10-4克范圍內的苯含量。含有苯的組合物被認為對于處理是有危險的，因此具有較低苯含量的原油產(chǎn)品可以不需要特殊的處理。
在某些實施方案中，石腦油可以包括芳族化合物。芳族化合物可以包括單環(huán)化合物和/或多環(huán)化合物。單環(huán)化合物可以包括，但不限于，苯，甲苯，鄰二甲苯，間二甲苯，對二甲苯，乙基苯，1-乙基-3-甲基苯；1-乙基-2-甲基苯；1，2，3-三甲基苯；1，3，5-三甲基苯；1-甲基-3-丙基苯；1-甲基-2-丙基苯；2-乙基-1，4-二甲基苯；2-乙基-2，4-二甲基苯；1，2，3，4-四甲基苯；乙基，戊基甲基苯；1，3-二乙基-2，4，5，6-四甲基苯；三-異丙基-鄰二甲苯；苯、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯的取代的同系物(congener)，或它們的混合物。單環(huán)芳族烴用于各種工業(yè)產(chǎn)品中和/或作為單獨的組分出售。按照在這里所述的方法生產(chǎn)的原油產(chǎn)品典型地具有提高含量的單環(huán)芳族烴。
在某些實施方案中，對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有0.001-0.2克，0.05-0.15克，或0.01-0.1克的甲苯含量。對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有0.001-0.1克，0.005-0.09克，或0.05-0.08克的間二甲苯含量。對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有0.001-0.2克，0.005-0.1克，或0.01-0.05克的鄰二甲苯含量。對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有0.001-0.09克，0.005-0.08克，或0.001-0.06克的對二甲苯含量。
石腦油的芳族烴含量的提高往往提高了石腦油的辛烷值。基于原油的汽油潛在價值的估計，原油可以進行價值評價。汽油潛在價值可包括，但不限于，對于原油的石腦油部分而言的計算辛烷值。原油典型地具有在35-60范圍內的計算辛烷值。汽油的該辛烷值往往降低了對于可提高汽油辛烷值的添加劑的需要。在某些實施方案中，該原油產(chǎn)品包括具有至少60，至少70，至少80，或至少90的辛烷值的石腦油。典型地，石腦油的辛烷值是在60-99，70-98，或80-95范圍內。
在一些實施方案中，相對于在原油原料的總石腦油和煤油中的總芳族烴含量而言，該原油產(chǎn)品具有提高了至少5％，至少10％，至少50％或至少99％的在沸程分布介于204℃和500℃之間的烴(總“石腦油和煤油”)中的總芳族烴含量。典型地，在原油產(chǎn)品的總石腦油和煤油中的總芳族烴含量比在原油原料的總石腦油和煤油中的總芳族烴含量高了8％，20％，75％，或100％。
在一些實施方案中，該煤油和石腦油可具有0.00001-0.5克，0.0001-0.2克，或0.001-0.1克的總多環(huán)芳族化合物含量/克總煤油和石腦油。
對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有在0.0001-0.9克，0.001-0.5克，0.005-0.3克，或0.01-0.2克范圍內的餾出物含量。在一些實施方案中，在餾出物中煤油與柴油的重量比是在1∶4至4∶1，1∶3至3∶1，或2∶5至5∶2范圍內。
在一些實施方案中，對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有至少0.001克，從大于0到0.7克，0.001-0.5克，或0.01-0.1克的煤油。在某些實施方案中，該原油產(chǎn)品具有0.001-0.5克或0.01-0.3克的煤油。在一些實施方案中，對于每克煤油，該煤油具有至少0.2克，至少0.3克，或至少0.4克的芳族烴含量。在某些實施方案中，對于每克煤油，該煤油具有在0.1-0.5克，或0.2-0.4克范圍內的芳族烴含量。
在某些實施方案中，煤油的凝固點可以低于-30℃，低于-40℃，或低于-50℃。原油產(chǎn)品的煤油部分的芳族烴含量的提高往往提高了原油產(chǎn)品的煤油部分的密度并降低了凝固點。含有具有高密度和低凝固點的煤油部分的原油產(chǎn)品可以經(jīng)過精煉以生產(chǎn)具有高密度和低凝固點的理想性能的航空渦輪燃料。
在某些實施方案中，對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有在0.001-0.8克或0.01-0.4克范圍內的柴油含量。在某些實施方案中，對于每克柴油，該柴油具有至少0.1克，至少0.3克，或至少0.5克的芳族烴含量。在一些實施方案中，對于每克柴油，該柴油具有在0.1-1克，0.3-0.8克，或0.2-0.5克范圍內的芳族烴含量。
在一些實施方案中，對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有在0.0001-0.99克，0.001-0.8克，或0.1-0.3克范圍內的VGO含量。在某些實施方案中，在原油產(chǎn)品中VGO含量是0.4-0.9克，或0.6-0.8克/克原油產(chǎn)品。在某些實施方案中，對于每克VGO，該VGO具有在0.1-0.99克，0.3-0.8克，或0.5-0.6克范圍內的芳族烴含量。
在一些實施方案中，該原油產(chǎn)品具有原油原料的殘渣含量的至多70％，至多50％，至多30％，至多10％，或至多1％的殘渣含量。在某些實施方案中，對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有至多0.1克，至多0.05克，至多0.03克，至多0.02克，至多0.01克，至多0.005克，或至多0.001克的殘渣含量。在一些實施方案中，對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有在0.000001-0.1克，0.00001-0.05克，0.001-0.03克，或0.005-0.04克范圍內的殘渣含量。
在一些實施方案中，該原油產(chǎn)品可以包括至少一部分催化劑。在一些實施方案中，該原油產(chǎn)品包括大于0克，但低于0.01克，0.000001-0.001克，或0.00001-0.0001克的催化劑/克原油產(chǎn)品。該催化劑可以在運輸和/或在加工設備中的處理過程中促使原油產(chǎn)品穩(wěn)定化。該催化劑可以抑制腐蝕、抑制摩擦、和/或提高原油產(chǎn)品的水分離能力。包括至少一部分催化劑的原油產(chǎn)品可以進一步加工以生產(chǎn)出潤滑劑和/或其它商業(yè)產(chǎn)品。
用于在氫源存在下處理原油原料以生產(chǎn)總產(chǎn)品的催化劑可以是單一催化劑或多種催化劑。該應用的催化劑可以首先是催化劑前體，當氫和/或含有硫的原油原料與催化劑前體接觸時，該前體在接觸區(qū)中轉化成催化劑。
用于使原油原料與氫源接觸以生產(chǎn)總產(chǎn)品的催化劑可以協(xié)助降低原油原料的分子量。不受理論的束縛，催化劑與氫源的結合可以通過催化劑中的堿性(路易斯堿性或布郎斯臺德-洛里堿性)和/或超堿性組分的作用來降低原油原料中的組分的分子量。具有路易斯堿和/或布郎斯臺德-洛里堿的性能的催化劑的例子包括在這里所述的催化劑。
在一些實施方案中，該催化劑是TMS催化劑。TMS催化劑包括含有過渡金屬硫化物的化合物。對于本申請的目的，在TMS催化劑中過渡金屬硫化物的重量是通過將催化劑中的過渡金屬(一種或多種)的總重量與硫的總重量相加來確定的。過渡金屬與硫的原子比典型地是在0.2-20，0.5-10，或1-5范圍內。過渡金屬硫化物的例子可以見于“Inorganic Sulfur Chemistry”；G.Nickless編輯；ElsevierPublishing Company；Amsterdam-London-New York；Copyright 1968；第19章。
在某些實施方案中，該TMS催化劑可以包括總共至少0.4克，至少0.5克，至少0.8克，或至少0.99克的一種或多種過渡金屬硫化物/克催化劑。在某些實施方案中，對于每克催化劑，該TMS催化劑具有在0.4-0.999克，0.5-0.9克，或0.6-0.8克范圍內的一種或多種過渡金屬硫化物的總含量。
該TMS催化劑包括一種或多種過渡金屬硫化物。過渡金屬硫化物的例子包括鎳黃鐵礦(Fe4.5Ni4.5S8)，菱硫鐵礦(Fe6.75Ni2.25S11)，方硫鐵鎳礦(Fe0.7Ni02Co0.1S2)，馬基諾礦(mackinawite)(Fe0.75Ni0.25S0.9)，銀鎳黃鐵礦(AgFe6Ni2S8)，方鐵黃銅礦(isocubanite)(CuFe2S3)，isocalcopyrite(Cu8Fe9S16)，閃鋅礦(Zn0.95Fe0.05S)，褐硫鐵銅礦(mooihoekite)(Cu9Fe9S16)，硫錫鐵銅礦(Cu6FeSn2S8)，硫銀鐵礦(AgFe2S3)，黃銅礦(CuFeS2)，隕硫鐵(FeS)，黃鐵礦(FeS2)，磁黃鐵礦(Fe(1-x)S，(x＝0到0.17))，赫硫鎳礦(Ni3S2)或方硫鎳礦(NiS2)。
在一些實施方案中，該TMS催化劑包括一種或多種過渡金屬硫化物與堿金屬(一種或多種)、堿土金屬(一種或多種)、鋅、鋅的化合物、或它們的混合物的結合物。在一些實施方案中，TMS催化劑由化學通式Ac[MaSb]d表示，其中A表示堿金屬、堿土金屬或鋅；M表示元素周期表的6-10列的過渡金屬；和S是硫。a與b的原子比是在0.5-2.5，或1-2范圍內。c與a的原子比是在0.0001-1，0.1-0.8，或0.3-0.5范圍內。在一些實施方案中，過渡金屬是鐵。
在一些實施方案中，該TMS催化劑可以包括一般已知的堿金屬和/或堿土金屬/過渡金屬硫化物(例如，褐硫鐵鉀礦(K3Fe10S14)，硫鐵鉀礦(rasvumite)(KFe2S3)，隕硫銅鉀礦(djerfisherite)(K6NaFe19Cu4NiS26Cl)，氯褐硫鐵鉀礦(chlorobartonite)(K6.1Fe24Cu0.2S26.1Cl0.7)，和/或柯水硫鈉鐵礦(coyoteite)(NaFe3S5·(H2O)2))。在一些實施方案中，該TMS催化劑包括就地制備的褐硫鐵鉀礦。就地制備的褐硫鐵鉀礦可以稱為合成的褐硫鐵鉀礦。天然和/或合成的褐硫鐵鉀礦可以用作在這里所述的方法中的TMS催化劑。
在一些實施方案中，該TMS催化劑可以包括至多25克，至多15克，或至多1克的載體材料/100克的TMS催化劑。典型地，該TMS催化劑具有0-25克，0.00001-20克，0.0001-10克的載體材料/100克的TMS催化劑?？梢耘cTMS催化劑一起使用的載體材料的例子包括高熔點氧化物、多孔碳材料、沸石、或它們的混合物。在一些實施方案中，該TMS催化劑基本上沒有、或根本沒有載體材料。
包括堿金屬(一種或多種)、堿土金屬(一種或多種)、鋅、鋅的化合物、或它們的混合物的TMS催化劑可以含有一種或多種過渡金屬硫化物、雙金屬的堿金屬-過渡金屬硫化物、更高價態(tài)過渡金屬硫化物、過渡金屬氧化物、或它們的混合物，通過使用X射線衍射測定。TMS催化劑的堿金屬(一種或多種)組分、堿土金屬(一種或多種)組分、鋅組分的一部分和/或過渡金屬硫化物組分的一部分可以，在一些實施方案中，作為無法由X射線衍射技術檢測出的無定形組合物存在。
在一些實施方案中，TMS催化劑的晶體顆粒和/或TMS催化劑的晶體顆粒的混合物具有至多108埃，至多103埃，至多100埃或至多40埃的粒度。在通常實踐中，TMS催化劑的晶體顆粒的粒度一般是至少10埃。
包括堿金屬(一種或多種)、堿土金屬(一種或多種)、鋅、鋅的化合物、或它們的混合物的TMS催化劑可以通過將足夠量的去離子水、所需量的過渡金屬氧化物、和所需量的元素周期表1-2列金屬的碳酸鹽(一種或多種)、元素周期表1-2列金屬的草酸鹽(一種或多種)、元素周期表1-2列金屬的乙酸鹽(一種或多種)、碳酸鋅、乙酸鋅、草酸鋅、或它們的混合物混合形成濕糊料來制備的。濕糊料可以在100-300℃或150-250℃的溫度下干燥以形成過渡金屬氧化物/鹽的混合物。過渡金屬氧化物/鹽的混合物可以在300-1000℃，500-800℃，或600-700℃范圍內的溫度下煅燒，形成過渡金屬氧化物/金屬鹽的混合物。過渡金屬氧化物/金屬鹽的混合物可以與氫反應，形成還原的中間體固體。氫的添加可以在足夠為過渡金屬氧化物/金屬鹽的混合物提供過量的氫的流量下進行。氫可以經(jīng)過10-50小時或20-40小時加入到過渡金屬氧化物/金屬鹽的混合物中以生產(chǎn)包含元素過渡金屬的還原中間體固體。氫的添加可以在35-500℃，50-400℃，或100-300℃的溫度下，和10-15MPa，11-14MPa，或12-13MPa的總壓力下進行。應該理解的是，相對于所選擇的過渡金屬氧化物的絕對質量，用于制備中間體固體的還原時間、反應溫度、還原性氣體的選擇、還原性氣體的壓力、和/或還原性氣體的流量常常發(fā)生改變。在一些實施方案中，還原的中間體固體能夠以最小的力通過40目的篩。
還原的中間體固體能夠以控制熱的放出和氣體的產(chǎn)生的速率逐漸地加入到熱的(例如100℃)稀釋劑/元素硫，和/或硫的一種或多種化合物的混合物中。該稀釋劑可以包括為散逸硫化作用的熱量提供一種手段的任何合適的稀釋劑。稀釋劑可以包括具有至少100℃，至少150℃，至少200℃，或至少300℃的沸程分布的溶劑。典型地，稀釋劑具有在100-500℃，150-400℃，或200-300℃之間的沸程分布。在一些實施方案中，稀釋劑是VGO和/或二甲苯。硫的化合物包括，但不限于，硫化氫和/或硫醇。硫和/或硫的化合物的量可以是1-100mol％，2-80mol％，5-50mol％，10-30mol％，基于在元素周期表1-2列金屬的鹽或鋅鹽中的1-2列金屬或鋅的摩爾數(shù)。在將還原的中間體固體添加到稀釋劑/元素硫的混合物中之后，所得混合物可以逐漸地加熱到200-500℃，250-450℃，或300-400℃的最終溫度，并在最終溫度下保持至少1小時，至少2小時，或至少10小時。典型地，最終溫度保持15小時，10小時，5小時，或1.5小時。在加熱到升高的硫化反應溫度之后，稀釋劑/催化劑的混合物可以冷卻到在0-100℃，30-90℃，或50-80℃范圍內的溫度，以促進催化劑從混合物中的回收。硫化的催化劑可以使用標準技術在無氧氣氛中與稀釋劑分離，并用至少一部分低沸點溶劑(例如戊烷，庚烷，或己烷)洗滌以生產(chǎn)TMS催化劑。TMS催化劑可以使用標準技術進行粉末化。
在一些實施方案中，該催化劑是無機鹽催化劑。無機鹽催化劑的陰離子可以包括無機化合物、有機化合物、或它們的混合物。無機鹽催化劑包括堿金屬碳酸鹽，堿金屬氫氧化物，堿金屬氫化物，堿金屬氨化物，堿金屬硫化物，堿金屬乙酸鹽，堿金屬草酸鹽，堿金屬甲酸鹽，堿金屬丙酮酸鹽，堿土金屬碳酸鹽，堿土金屬氫氧化物，堿土金屬氫化物，堿土金屬氨化物，堿土金屬硫化物，堿土金屬乙酸鹽，堿土金屬草酸鹽，堿土金屬甲酸鹽，堿土金屬丙酮酸鹽，或它們的混合物。
無機鹽催化劑包括，但不限于，下列的混合物NaOH/RbOH/CsOH；KOH/RbOH/CsOH；NaOH/KOH/RbOH；NaOH/KOH/CsOH；K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3；Na2O/K2O/K2CO3；NaHCO3/KHCO3/Rb2CO3；LiHCO3/KHCO3/Rb2CO3；與K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3的混合物混合的KOH/RbOH/CsOH；K2CO3/CaCO3；K2CO3/MgCO3；Cs2CO3/CaCO3；Cs2CO3/CaO；Na2CO3/Ca(OH)2；KH/CsCO3；KOCHO/CaO；CsOCHO/CaCO3；CsOCHO/Ca(OCHO)2；NaNH2/K2CO3/Rb2O；K2CO3/CaCO3/Rb2CO3；K2CO3/CaCO3/Cs2CO3；K2CO3/MgCO3/Rb2CO3；K2CO3/MgCO3/Cs2CO3；或與K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3的混合物混合的Ca(OH)2。
在一些實施方案中，對于每克無機鹽催化劑，該無機鹽催化劑含有至多0.00001克，至多0.001克，或至多0.01克的鋰(按照鋰的重量計算)。在一些實施方案中，對于每克無機鹽催化劑，無機鹽催化劑含有從0克，但低于0.01克，0.0000001-0.001克，或0.00001-0.0001克的鋰，按照鋰的重量計算。
在某些實施方案中，無機鹽催化劑包括包含原子序數(shù)為至少11的堿金屬的一種或多種堿金屬鹽。在一些實施方案中，當無機鹽催化劑具有兩種或更多種堿金屬時，具有至少11的原子序數(shù)的堿金屬與具有大于11的原子序數(shù)的堿金屬的原子比是0.1-10，0.2-6，或0.3-4。例如，無機鹽催化劑可以包括鈉、鉀和銣的鹽，且鈉與鉀的比率是在0.1-6范圍內；鈉與銣的比率是在0.1-6范圍內；和鉀與銣的比率是在0.1-6范圍內。在另一個實例中，無機鹽催化劑包括鈉鹽和鉀鹽，且鈉與鉀的原子比是在0.1-4范圍內。
在一些實施方案中，無機鹽催化劑還包括元素周期表的8-10列的金屬、元素周期表的8-10列的金屬的化合物、元素周期表的6列的金屬、元素周期表的6列的金屬的化合物、或它們的混合物。8-10列的金屬包括，但不限于，鐵、釕、鈷、或鎳。6列的金屬包括，但不限于，鉻、鉬、或鎢。在一些實施方案中，該無機鹽催化劑包括0.1-0.5克，或0.2-0.4克的阮內鎳/克無機鹽催化劑。
在某些實施方案中，該無機鹽催化劑還包括元素周期表的1-2列和/或13列的金屬氧化物。13列的金屬包括，但不限于，硼或鋁。金屬氧化物的非限制性例子包括氧化鋰(Li2O)，氧化鉀(K2O)，氧化鈣(CaO)，或氧化鋁(Al2O3)。
在某些實施方案中，該無機鹽催化劑不含或基本上不含路易斯酸(例如，BCl3，AlCl3和SO3)、布郎斯臺德-洛里酸(例如，H3O+，H2SO4，HCl和HNO3)、形成玻璃用組合物(例如，硼酸鹽和硅酸鹽)、和鹵化物。對于每克無機鹽催化劑，該無機鹽催化劑可以含有0-0.1克，0.000001-0.01克，或0.00001-0.005克的以下物質a)鹵化物；b)在至少350℃，或至多1000℃的溫度下形成玻璃的組合物；c)路易斯酸；d)布郎斯臺德-洛里酸；或e)它們的混合物。
無機鹽催化劑可以使用標準技術來制備。例如，催化劑的所需量的各組分可通過使用標準混合技術(例如，研磨和/或粉碎)來混合。在其它實施方案中，將無機組合物溶于溶劑(例如，水或合適的有機溶劑)中以形成無機組合物/溶劑的混合物。溶劑可以使用標準分離技術來除去以生成無機鹽催化劑。
在一些實施方案中，無機鹽催化劑的無機鹽可以引入到載體中以形成擔載的無機鹽催化劑。載體的例子包括，但不限于，氧化鋯，氧化鈣，氧化鎂，二氧化鈦，水滑石，氧化鋁，氧化鍺，氧化鐵，氧化鎳，一氧化鋅，氧化鎘，氧化銻，和它們的混合物。在一些實施方案中，無機鹽、元素周期表6-10列金屬和/或元素周期表6-10列金屬的化合物可以浸漬在載體中?；蛘?，無機鹽可以加熱熔化或軟化并強制進入金屬載體或金屬氧化物載體之中和/或強制分布于其上，從而形成擔載的無機鹽催化劑。
當催化劑結構中的有序化受損失時，無機鹽催化劑的結構典型地在所確定的溫度下或在一定溫度范圍中變成不均勻的、可滲透的和/或可活動的。該無機鹽催化劑可以變得無序化，但在組成上基本上沒有變化(例如，沒有鹽的分解)。不希望受理論束縛，可以相信，當在無機鹽催化劑的晶格中離子之間的距離增大時，無機鹽催化劑變得無序化(可活動的)。隨著離子距離增大，原油原料和/或氫源可以滲透穿過無機鹽催化劑，而不是經(jīng)過無機鹽催化劑的表面。原油原料和/或氫源滲透穿過該無機鹽常常導致在無機鹽催化劑與原油原料和/或氫源之間的接觸面積的增加。無機鹽催化劑的接觸面積和/或反應性面積的增加常常提高了原油產(chǎn)品的產(chǎn)率，限制了殘渣和/或焦炭的產(chǎn)生，和/或促進了原油產(chǎn)品中的性能相對于原油原料的相同性能而言的改變。無機鹽催化劑的無序化(例如，不均勻性、可滲透性、和/或活動性)可以使用DSC方法、離子電導率測量方法、TAP方法、目測檢查法、X-射線衍射法、或它們的結合方法來測定。
TAP測定催化劑特性的用途已描述于以下美國專利Ebner等人的4,626,412；Gleaves等人的5,039,489；和Ebner等人的5,264,183中。TAP系統(tǒng)可以從Mithra Technologies(Foley，Missouri，U.S.A)獲得。TAP分析可以在25-850℃、50-500℃、或60-400℃的溫度范圍中，在10-50℃、或20-40℃范圍內的加熱速率下，和在1×10-13到1×10-8乇范圍內的真空下進行。溫度可以保持恒定和/或作為時間的函數(shù)而提高。隨著無機鹽催化劑的溫度提高，測量到氣體從無機鹽催化劑中逸出。從無機鹽催化劑中發(fā)出的氣體的例子包括一氧化碳、二氧化碳、氫、水、或它們的混合物。檢測到氣體從無機鹽催化劑中逸出的拐點(急劇提高)的溫度被認為是無機鹽催化劑變成無序化的溫度。
在一些實施方案中，從無機鹽催化劑中逸出的氣體的拐點可以使用TAP在測定的一定溫度范圍中檢測到。該溫度或溫度范圍稱為“TAP溫度”。使用TAP測定的溫度范圍的初始溫度被稱作“最低TAP溫度”。
由適合與原油原料接觸的無機鹽催化劑所顯示出的逸出氣體拐點是在100-600℃，200-500℃，或300-400℃的TAP溫度范圍中。典型地，TAP溫度是在300-500℃范圍內。在一些實施方案中，不同組成的合適的無機鹽催化劑也顯示出氣體拐點，但在不同的TAP溫度下。
與逸出氣體有關的電離拐點的幅值(magnitude)可以是晶體結構中顆粒有序化的指征。在高度有序化的晶體結構中，離子顆粒一般是緊密地締合的，而且離子、分子、氣體或它們的結合物從該結構中的釋放需要更多能量(即，更多熱量)。在無序化的晶體結構中，離子不像在高度有序化的晶體結構中的離子那樣強烈地彼此締合。由于較弱的離子締合，一般需要較低的能量來從無序化的晶體結構中釋放離子、分子、和/或氣體，因此，在所選擇的溫度下，從無序化的晶體結構中釋放的離子和/或氣體的量典型地大于從高度有序化的晶體結構中釋放的離子和/或氣體的量。
在一些實施方案中，在10℃的加熱速率或冷卻速率下，在50℃-500℃范圍內可以觀察到無機鹽催化劑的離解熱，如使用差示掃描量熱計所測定的。在DSC方法中，樣品可以被加熱到第一溫度，冷卻到室溫，和然后進行第二次加熱。在第一次加熱過程中觀察到的轉變一般代表所夾帶的水和/或溶劑并且不代表該離解熱。例如，潤濕樣品或水合樣品的容易觀察的干燥熱一般出現(xiàn)在低于250℃，典型地在100-150℃之間。在冷卻周期和第二次加熱過程中觀察到的轉變對應于樣品的離解熱。
“熱轉變”指當溫度在DSC分析過程中提高時，當結構中的有序化分子和/或原子變得無序化時所發(fā)生的過程?！袄滢D變”指當溫度在DSC分析過程中降低時，當結構中的分子和/或原子變得更均勻時所發(fā)生的過程。在一些實施方案中，在使用DSC檢測到的一定的溫度范圍中發(fā)生了無機鹽催化劑的熱/冷轉變。在第二次加熱周期過程中發(fā)生無機鹽催化劑的熱轉變的溫度或溫度范圍被稱作“DSC溫度”。在第二次加熱周期中該溫度范圍的最低DSC溫度被稱作“最低DSC溫度”。無機鹽催化劑可以顯示出在200-500℃，250-450℃，或300-400℃范圍中的熱轉變。
在含有為比較均勻的混合物的無機鹽顆粒的無機鹽催化劑中，與在第二次加熱周期中所吸收的熱有關的峰的形狀是相對窄的。在含有處于相對不均勻混合物中的無機鹽顆粒的無機鹽催化劑中，與在第二次加熱周期中所吸收的熱有關的峰的形狀是較寬的。在DSC譜圖中不存在峰表示該鹽在掃描的溫度范圍中沒有吸收或釋放熱量。熱轉變的缺少一般表明樣品的結構在加熱時不發(fā)生變化。
隨著無機鹽混合物的顆粒的均勻性提高，在加熱過程中混合物保持固體和/或半液體的能力會下降。無機混合物的均勻性與混合物中的陽離子的離子半徑有關。對于具有較小離子半徑的陽離子，陽離子與相應陰離子共享電子密度的能力會提高，而且相應陰離子的酸性會提高。對于一系列的具有類似電荷的離子，如果陰離子是硬堿，則較小的離子半徑導致在陽離子和陰離子之間較高的離子間吸引力。對于該鹽和/或在鹽中顆粒的更均勻混合物(更尖銳的峰和在DSC曲線下增大的面積)，較高的離子間吸引力往往導致更高的熱轉變溫度。包括具有小的離子半徑的陽離子的混合物傾向于比更大的離子半徑的陽離子更具酸性，因此，隨著陽離子半徑降低，無機鹽混合物的酸性會增大。例如，相對于原油原料與氫源在包括具有比鋰更大離子半徑的陽離子的無機鹽催化劑存在下的接觸，原油原料與氫源在包括鋰陽離子的無機混合物存在下的接觸往往生產(chǎn)出提高量的氣體和/或焦炭。抑制氣體和/或焦炭產(chǎn)生的能力提高了該方法的總液體產(chǎn)品產(chǎn)率。
在某些實施方案中，無機鹽催化劑可以包括兩種或更多種無機鹽?？梢詼y定每一種無機鹽的最低DSC溫度。無機鹽催化劑的最低DSC溫度可以低于無機鹽催化劑中的至少一種無機金屬鹽的最低DSC溫度。例如，無機鹽催化劑可以包括碳酸鉀和碳酸銫。碳酸鉀和碳酸銫顯示出大于500℃的DSC溫度。K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑顯示出在290-300℃范圍內的DSC溫度。
在一些實施方案中，該TAP溫度可以在至少一種無機鹽的DSC溫度與無機鹽催化劑的DSC溫度之間。例如，無機鹽催化劑的TAP溫度可以在350-500℃范圍內。相同無機鹽催化劑的DSC溫度可以在200-300℃范圍內，以及各種鹽的DSC溫度可以是至少500℃或至多1000℃。
在許多實施方案中，具有在150-500℃，200-450℃，或300-400℃之間的TAP和/或DSC溫度，并且在這些溫度下不發(fā)生分解的無機鹽催化劑能夠用于催化高分子量和/或高粘度組合物(例如，原油原料)轉化成液體產(chǎn)品。
在某些實施方案中，在無機鹽催化劑在200-600℃，300-500℃或350-450℃的溫度范圍中加熱的過程中，該無機鹽催化劑可以顯示出相對于各種無機鹽而言提高的電導率。無機鹽催化劑提高的電導率一般歸因于無機鹽催化劑中的顆粒變得易活動。一些無機鹽催化劑的離子電導率在比無機鹽催化劑的單種組分的離子電導率發(fā)生變化時的溫度更低的溫度下發(fā)生變化。
無機鹽的離子電導率可以通過采用歐姆定律來測定V＝IR，其中V是電壓，I是電流，和R是電阻。為了測量離子電導率，該無機鹽催化劑可以被放入到石英容器中，后者具有兩根彼此分開的、但浸入無機鹽催化劑中的電線(例如，銅線或鉑線)。
圖7是用來測量離子電導率的系統(tǒng)的示意圖。將裝有樣品158的石英容器156放入到加熱裝置中并逐漸地加熱到所需溫度。在加熱過程中將來自電源160的電壓施加于電線162。儀表166測量流過電線162和164的產(chǎn)生的電流。儀表166可以是，但不限于，萬用表或惠斯登電橋。隨著樣品158變得更不均勻(更易活動)但沒有發(fā)生分解，樣品的電阻率應該下降并且在儀表166上觀察到的電流應該增大。
在一些實施方案中，在所需溫度下，無機鹽催化劑在加熱、冷卻、和再加熱之后會具有不同的離子電導率。離子電導率的差異表明了無機鹽催化劑的晶體結構在加熱過程中已經(jīng)從初始形態(tài)(第一種形式)改變到不同的形態(tài)(第二種形式)。如果在加熱過程中無機鹽催化劑的形式?jīng)]有改變，則在加熱之后離子電導率預計是類似或相同的。
在某些實施方案中，該無機鹽催化劑具有在10-1000微米，20-500微米，或50-100微米范圍內的粒度，通過使無機鹽催化劑通過網(wǎng)篩或篩網(wǎng)來測定。
當加熱到高于50℃和低于500℃時，該無機鹽催化劑會軟化。當無機鹽催化劑軟化時，液體和催化劑顆?？梢怨泊嬗跓o機鹽催化劑的基體中。在一些實施方案中，當被加熱到至少300℃，或至多800℃的溫度時，該催化劑顆?？梢栽谥亓ψ饔孟拢蛟谥辽?.007MPa，或至多0.101MPa的壓力下自變形，使得無機鹽催化劑從第一種形式轉變成第二種形式。當無機鹽催化劑冷卻到20℃，無機鹽催化劑的第二種形式不能回復到無機鹽催化劑的第一種形式。無機鹽從第一種形式轉變成第二種形式的溫度被稱作“變形”溫度。變形溫度可以是一個溫度范圍或單個溫度值。在某些實施方案中，當被加熱到低于各種無機金屬鹽當中的任何一種的變形溫度的變形溫度時，無機鹽催化劑的顆粒在重力或壓力作用下會自變形。在一些實施方案中，無機鹽催化劑包括具有不同變形溫度的兩種或更多種無機鹽。在一些實施方案中，無機鹽催化劑的變形溫度可以與各種無機金屬鹽的變形溫度不同。
在某些實施方案中，該無機鹽催化劑在TAP和/或DSC溫度或高于TAP和/或DSC溫度的溫度下是液體和/或半液體。在一些實施方案中，該無機鹽催化劑在最低TAP和/或DSC溫度下是液體或半液體。在一些實施方案中，在最低TAP和/或DSC溫度或高于最低TAP和/或DSC溫度的溫度下，與原油原料混合的液體或半液體無機鹽催化劑可以形成與原油原料分離的單獨相。在一些實施方案中，在最低TAP溫度下，該液體或半液體無機鹽催化劑在原油原料中具有低溶解度(例如，從0克到0.5克，0.0000001-0.2克，或0.0001-0.1克的無機鹽催化劑/克原油原料)或不溶于原油原料中(例如，從0克到0.05克，0.000001-0.01克，或0.00001-0.001克的無機鹽催化劑/克原油原料)。
在一些實施方案中，粉末X-射線衍射法用來測定無機鹽催化劑中的原子的間距。對X射線譜圖中的D001峰的形狀可以進行監(jiān)測，和對無機鹽顆粒的相對有序性可以估計。在X射線衍射中的峰代表了無機鹽催化劑的不同化合物。在粉末X射線衍射中，D001峰可以監(jiān)測和在原子之間的間距可以估計。在含有高度有序的無機鹽原子的無機鹽催化劑中，D001峰的形狀是相對窄的。在含有無序的無機鹽原子的無機鹽催化劑(例如，K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑)中，D001峰的形狀可以是相對寬的或D001峰可以不存在。為了確定在加熱過程中無機鹽原子的無序性是否變化，在加熱之前取得無機鹽催化劑的X射線衍射譜圖并與加熱之后取得的X射線衍射譜圖比較。在高于50℃的溫度下取得的X射線衍射譜圖中的D001峰(對應于無機鹽原子)可以不存在，或比在低于50℃的溫度下取得的X射線衍射譜圖中的D001峰更寬。另外，各種無機鹽的X射線衍射譜圖可以在相同溫度下顯示出較窄的D001峰。
接觸條件可以控制，使得除了限制和/或抑制副產(chǎn)物的形成之外，總產(chǎn)品組成(和因此，該原油產(chǎn)品)可以對應給定的原油原料而變化?？偖a(chǎn)品組成包括，但不限于，鏈烷烴、烯烴、芳族烴、或它們的混合物。這些化合物構成了原油產(chǎn)品和不可凝烴氣的組成。
與這里所述的催化劑相結合來控制接觸條件可以生產(chǎn)出焦炭含量低于預測焦炭含量的總產(chǎn)品。各種原油的MCR含量的比較可以使得原油以它們形成焦炭的傾向為基礎來評級。例如，具有0.1克MCR/克原油的MCR含量的原油預計比具有0.001克MCR/克原油的MCR含量的原油形成更多焦炭。劣等原油典型地具有至少0.05克MCR/克劣等粗油的MCR含量。
在一些實施方案中，在反應期間沉積到催化劑上的殘渣含量和/或焦炭含量可以為至多0.1克，至多0.05克，或至多0.03克的殘渣和/或焦炭/克催化劑。在某些實施方案中，沉積在催化劑上的殘渣和/或焦炭的重量是在0.0001-0.1克，0.001-0.05克，或0.01-0.03克范圍內。在一些實施方案中，用過的催化劑基本上不含殘渣和/或焦炭。在某些實施方案中，控制接觸條件，使得對于每克原油產(chǎn)品形成至多0.015克，至多0.01克，至多0.005克，或至多0.003克的焦炭。相對于在精煉催化劑存在下、或在催化劑不存在下通過使用相同的接觸條件加熱該原油原料所產(chǎn)生的焦炭和/或殘渣的量，使原油原料與催化劑在受控的接觸條件下接觸可以產(chǎn)生減少量的焦炭和/或殘渣。
在一些實施方案中，該接觸條件可以加以控制，使得對于每克原油原料，有至少0.5克，至少0.7克，至少0.8克，或至少0.9克的原油原料轉化成原油產(chǎn)品。典型地，在接觸過程中生產(chǎn)出了0.5-0.99克，0.6-0.9克，或0.7-0.8克的原油產(chǎn)品/克原油原料。以原油產(chǎn)品中殘渣和/或焦炭(如果有的話)的最低產(chǎn)率將原油原料轉化成原油產(chǎn)品使得原油產(chǎn)品在煉油廠中可采用最低量的預處理轉化成商業(yè)產(chǎn)品。在某些實施方案中，對于每克原油原料，至多0.2克，至多0.1克，至多0.05克，至多0.03克，或至多0.01克的原油原料轉化成不可凝的烴。在一些實施方案中，生產(chǎn)出從0到0.2克，0.0001-0.1克，0.001-0.05克，或0.01-0.03克的不可凝烴/克原油原料。
控制接觸區(qū)溫度、原油原物流動速率、總產(chǎn)品流動速率、催化劑原料的流速和/或量、或它們的結合可以用于維持所需的反應溫度。在一些實施方案中，接觸區(qū)中的溫度的控制可以通過改變?yōu)榱讼♂寶涞牧亢?或從接觸區(qū)中除去多余熱量而流過接觸區(qū)的氣態(tài)氫源和/或惰性氣體的流量來進行。
在一些實施方案中，接觸區(qū)中的溫度可以加以控制，使得接觸區(qū)中的溫度等于、高于或低于所需溫度“T1”。在某些實施方案中，控制接觸溫度，使得接觸區(qū)溫度低于最低TAP溫度和/或最低DSC溫度。在某些實施方案中，T1可以比最低TAP溫度和/或最低DSC溫度低30℃，20℃，或10℃。例如，在一個實施方案中，當最低TAP溫度和/或最低DSC溫度是400℃時，在反應過程中該接觸溫度可以控制為370℃，380℃，或390℃。
在其它實施方案中，控制接觸溫度，使得該溫度等于或高于催化劑TAP溫度和/或催化劑DSC溫度。例如，當最低TAP溫度和/或最低DSC溫度是450℃時，在反應過程中該接觸溫度可以控制為450℃，500℃，或550℃。以催化劑TAP溫度和/或催化劑DSC溫度為基礎控制該接觸溫度可以得到改進的原油產(chǎn)品性能。這一控制例如可以減少焦炭形成、減少不可凝氣體形成、或它們的結合。
在某些實施方案中，在添加原油原料之前，無機鹽催化劑可以進行調理。在一些實施方案中，該調理可以在原油原料存在下進行。調理該無機鹽催化劑可以包括將無機鹽催化劑加熱到至少100℃，至少300℃，至少400℃，或至少500℃的第一溫度，然后將無機鹽催化劑冷卻到至多250℃，至多200℃，或至多100℃的第二溫度。在某些實施方案中，該無機鹽催化劑被加熱到在150-700℃，200-600℃，或300-500℃范圍內的溫度，然后被冷卻到在25-240℃，30-200℃，或50-90℃范圍內的第二溫度。調理溫度可以通過測定在不同溫度下的離子電導率測量值來確定。在一些實施方案中，調理溫度可以從DSC溫度確定，后者是從通過在DSC中多次加熱和冷卻無機鹽催化劑所獲得的熱/冷轉變中獲得的。無機鹽催化劑的調理可以使得原油原料的接觸在比常規(guī)氫化處理催化劑所用的溫度更低的反應溫度下進行。
在一些實施方案中，石腦油、餾出物、VGO、或它們的混合物在總產(chǎn)品中的含量可通過改變總產(chǎn)品從接觸區(qū)中排出的速率來加以改變。例如，降低總產(chǎn)品排出速率往往增加了原油原料與催化劑之間的接觸時間。或者，相對于初始壓力來提高壓力可以增加接觸時間，可以提高原油產(chǎn)品的產(chǎn)率，可以對于給定的原油原料或氫源的質量流速而言提高氫從氣體引入到原油產(chǎn)品中的量，或可以改變這些效果的綜合效果。相對于在較短接觸時間中生產(chǎn)的柴油、煤油、石腦油、和VGO的量，增加原油原料與催化劑的接觸時間可以生產(chǎn)出提高量的柴油、煤油、或石腦油和減少量的VGO。增加總產(chǎn)品在接觸區(qū)中的接觸時間也可以改變原油產(chǎn)品的平均碳數(shù)。提高接觸時間可以導致更高重量百分比的較低碳數(shù)(和因此，更高的API比重)。
在一些實施方案中，該接觸條件可以隨時間而改變。例如，該接觸壓力和/或該接觸溫度可以增加，以便增加為了生產(chǎn)原油產(chǎn)品該原油原料所吸收的氫量。在改進原油原料的其它性能的同時，改變原油原料的氫氣吸收量的能力增加了可以從單種原油原料生產(chǎn)的原油產(chǎn)品的類型。從單種原油原料生產(chǎn)多種原油產(chǎn)品的能力可以使得不同的運輸和/或處理要求得到滿足。
通過將原油原料的H/C與原油產(chǎn)品的H/C對比，可以評價氫的吸收。相對于原油原料的H/C而言，原油產(chǎn)品的H/C的提高表明氫從氫源引入到原油產(chǎn)品中。原油產(chǎn)品的H/C的較低增長(20％，與原油原料相比)表明在該工藝過程中氫氣的消耗較低。相對于原油原料的那些性能，以氫的最低消耗所獲得的原油產(chǎn)品性能的顯著改進是令人希望的。
氫源與原油原料的比率也可以加以改變，以改變該原油產(chǎn)品的性能。例如，提高氫源與原油原料的比率可以導致獲得具有提高的VGO含量/克原油產(chǎn)品的原油產(chǎn)品。
在某些實施方案中，與原油原料和無機鹽催化劑在氫和蒸汽存在下的接觸相比，原油原料與無機鹽催化劑在輕質烴和/或蒸汽存在下的接觸可以在原油產(chǎn)品中得到更多的液體烴和更少焦炭。在包括原油原料與甲烷在無機鹽催化劑存在下進行接觸的實施方案中，原油產(chǎn)品的至少一部分組分可以包括已經(jīng)引入到該組分的分子結構中的原子碳和氫(來自甲烷)。
在某些實施方案中，從原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下的接觸所生產(chǎn)的原油產(chǎn)品的體積比在STP下從熱處理工藝生產(chǎn)的原油產(chǎn)品的體積大至少5％，至少10％，或至少15％，或至多100％。由原油原料與無機鹽催化劑的接觸所生產(chǎn)的原油產(chǎn)品的總體積可以是在STP下原油原料體積的至少110vol％。體積的增加被認為應歸因于密度的下降。較低密度可以一般至少部分地由原油原料的氫化所引起。
在某些實施方案中，每克原油原料具有至少0.02克、至少0.05克、或至少0.1克的硫，和/或至少0.001克的Ni/V/Fe的原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下進行接觸，而不會削弱催化劑的活性。
在一些實施方案中，無機鹽催化劑能夠通過將污染該催化劑的一種或多種組分除去來至少部分地再生。污染物包括，但不限于，金屬、硫化物、氮、焦炭、或它們的混合物。硫化物污染物可以通過將蒸汽和二氧化碳與用過的催化劑接觸以產(chǎn)生硫化氫來從用過的無機鹽催化劑中除去。氮污染物可以通過將用過的無機鹽催化劑與蒸汽接觸產(chǎn)生氨而被除去。焦炭污染物可以通過將用過的無機鹽催化劑與蒸汽和/或甲烷接觸以產(chǎn)生氫和碳氧化物來從用過的無機鹽催化劑中除去。在一些實施方案中，一種或多種氣體從用過的無機鹽催化劑和殘留原油原料的混合物中產(chǎn)生。
在某些實施方案中，用過的無機鹽(例如，K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3；KOH/Al2O3；Cs2CO3/CaCO3；或NaOH/KOH/LiOH/ZrO2)、未反應的原油原料和/或殘渣和/或焦炭的混合物可以加熱到在700-1000℃或800-900℃范圍內的溫度，直到在蒸汽、氫、二氧化碳、和/或輕質烴存在下氣體和/或液體的產(chǎn)生變得最少為止，產(chǎn)生液相和/或氣體。相對于反應性氣體，氣體可以包括提高量的氫和/或二氧化碳。例如，氣體可以包括0.1-99摩爾或0.2-8摩爾的氫和/或二氧化碳/摩爾反應性氣體。氣體可以含有較低量的輕質烴和/或一氧化碳。例如，低于0.05克的輕質烴/克氣體和低于0.01克的一氧化碳/克氣體。該液相可以含有水，例如，大于0.5-0.99克，或大于0.9-0.9克的水/克液體。
在一些實施方案中，接觸區(qū)中的用過的催化劑和/或固體可以進行處理以從用過的催化劑和/或固體中回收金屬(例如，釩和/或鎳)。用過的催化劑和/或固體可以使用一般已知的金屬分離技術(例如，加熱、化學處理、和/或氣化)來進行處理。
實施例下面敘述催化劑制備、催化劑試驗、和有受控的接觸條件的系統(tǒng)的非限制性例子。
實施例1.K-Fe硫化物催化劑的制備。
通過將1000克的氧化鐵(Fe2O3)和580克的碳酸鉀與412克的去離子水混合形成濕糊料來制備K-Fe硫化物催化劑。將濕糊料在200℃下干燥以形成氧化鐵/碳酸鉀混合物。該氧化鐵/碳酸鉀混合物在500℃下煅燒以形成氧化鐵/碳酸鉀混合物。該氧化鐵/碳酸鉀混合物與氫反應以形成包含鐵金屬的還原的中間體固體。氫的添加在450℃和11.5-12.2MPa(1665-1765psi)下進行48小時。中間體固體以最小的力通過40目篩網(wǎng)。
將中間體固體在100℃下以控制熱量放出和氣體產(chǎn)生的一定速率逐漸地添加到VGO/間二甲苯/元素硫的混合物中。在中間體固體的添加后，所得混合物逐漸地被加熱到300℃和在300℃下保持1小時。將溶劑/催化劑的混合物冷卻到低于100℃并將硫化的催化劑從混合物中分離。硫化的催化劑通過在氬氣氛下在干燥箱中過濾來分離，然后用間二甲苯洗滌，生產(chǎn)出544.7克的K-Fe硫化物催化劑。通過使該催化劑通過40目篩網(wǎng)來將K-Fe硫化物催化劑變成粉末。
所得K-Fe硫化物催化劑通過使用X射線衍射技術來分析。從X射線衍射譜圖的分析，可以確定該催化劑包括隕硫鐵(FeS)、K-Fe硫化物(KFeS2)、磁黃鐵礦、和鐵氧化物(例如，磁鐵礦、Fe3O4)。在X射線衍射譜圖中沒有觀察到與二硫化鐵(例如，黃鐵礦、FeS2)有關的峰。
實施例2.原油原料與氫源在K-Fe硫化物催化劑存在下接觸。
600mL連續(xù)攪拌釜反應器(由316不銹鋼構成)裝有底部進料口、單個蒸氣排出口、位于反應器內的三個熱電偶、和軸驅動的1.25英寸直徑六葉輪型Rushton渦輪。
將按照在實施例1中所述方法制備的K-Fe硫化物催化劑(110.3克)加入到反應器中。氫氣在8,000Nm3/m3(50,000SCFB)下計量加入到反應器中，然后與瀝青(產(chǎn)自加拿大的Lloydminster地區(qū))混合。該瀝青通過底部進料口進入該反應器中，形成氫/原油原料的混合物。在185小時的反應運轉期間，氫氣和原油原料連續(xù)地被加入到反應器中，通過反應器的蒸氣排出口連續(xù)地排出產(chǎn)品。原油原料以67.0g/hr的速率進料以保持相對于反應器體積的60％的原油原料液面。50毫居里137Cs伽馬射線源和碘化鈉閃爍檢測器用來測量反應器中的液面。
氫氣/原油原料與催化劑在430℃的平均反應器內部溫度下接觸。該氫氣/原油原料與催化劑的接觸生產(chǎn)出反應器排放蒸氣形式的總產(chǎn)品。該反應器排放蒸氣通過單個上出口離開該容器。反應器頂部被電加熱到430℃以防止反應器排放蒸氣在反應器頂部發(fā)生內部冷凝。
在離開反應器后，將反應器排放蒸氣冷卻并在高壓氣體/液體分離器和低壓氣體/液體分離器中分離，產(chǎn)生液體物流和氣體物流。氣體物流被送至逆向流動的堿洗氣器中以除去酸性氣體，其后使用標準色譜圖技術定量分析。對于每克總產(chǎn)品，總產(chǎn)品包括0.918克的原油產(chǎn)品和0.089克的不可凝烴氣。在反應器中，留下0.027克的固體/克原油原料。由該方法生產(chǎn)的原油產(chǎn)品和不可凝烴氣的性能和組成總結在圖8的表1，圖9的表2、和圖10的表3中。
本實施例說明了使原油原料與氫在過渡金屬硫化物催化劑存在下進行接觸以生產(chǎn)附帶產(chǎn)生最低量焦炭的總產(chǎn)品的方法。該總產(chǎn)品包括在STP下為液體混合物的原油產(chǎn)品并具有至多0.1克的不可凝烴氣/克總產(chǎn)品。
通過將表1中原油原料的MCR含量結果(13.7wt％)與在該方法中形成的固體(2.7wt％)進行對比，可以發(fā)現(xiàn)受控的條件和催化劑的結合產(chǎn)生了比由ASTM方法D4530所顯示的更低量的焦炭。
不可凝烴包括C2、C3、和C4烴。從表2中列出的C2烴的重量百分比的總和(20.5克)，可以計算乙烯含量/克總C2烴。烴氣的C2烴包括0.073克乙烯/克總C2烴。從表2中列出的C3烴的重量百分比的總和(23.9克)，可以計算丙烯含量/克總C3烴。不可凝烴氣的C3烴包括0.21克丙烯/克總C3烴。不可凝烴氣的C4烴具有0.2的異丁烷與正丁烷的重量比。
本實施例說明了生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，該原油產(chǎn)品包括至少0.001克的在0.101MPa下具有至多204℃(400)的沸程分布的烴，至少0.001克的在0.101MPa下具有在204℃和300℃之間的沸程分布的烴，至少0.001克的在0.101MPa下具有在300℃和400℃之間的沸程分布的烴，和至少0.001克的在0.101MPa下具有在400℃和538℃(1,000)之間的沸程分布的烴。具有低于204℃的沸程分布的烴包括異鏈烷烴和正鏈烷烴，而且這些異鏈烷烴與正鏈烷烴的比率為至多1.4。
原油產(chǎn)品包括與石腦油、煤油、柴油、和VGO相關的沸點分布。原油產(chǎn)品具有至少0.001克的石腦油，和原油產(chǎn)品的石腦油部分具有至少70的辛烷值。原油產(chǎn)品的石腦油部分具有至多0.01克苯/克石腦油的苯含量。原油產(chǎn)品的石腦油部分具有至多0.15克烯烴/克石腦油。原油產(chǎn)品的石腦油部分具有至少0.1克單環(huán)芳族烴/克石腦油。
原油產(chǎn)品具有至少0.001克的煤油。原油產(chǎn)品的煤油部分具有低于-30℃的凝固點。原油產(chǎn)品的煤油部分包括芳族烴，和原油產(chǎn)品的煤油部分具有至少0.3克芳族烴/克煤油的芳族烴含量。原油產(chǎn)品的煤油部分具有至少0.2克單環(huán)芳族烴/克煤油。
原油產(chǎn)品具有至少0.001克的柴油。原油產(chǎn)品的柴油級分包括芳族烴，和原油產(chǎn)品的柴油級分具有至少0.4克芳族烴/克柴油的芳族烴含量。
原油產(chǎn)品具有至少0.001克的VGO。原油產(chǎn)品的VGO部分包括芳族烴，和該VGO具有至少0.5克芳族烴/克VGO的芳族烴含量。
實施例3.在無烴稀釋劑存在下制備K-Fe硫化物催化劑。
通過將1000克的氧化鐵和173g的碳酸鉀與423克的去離子水摻混形成濕糊料來制備K-Fe硫化物催化劑。該濕糊料按照在實施例1中所述方法進行加工，形成中間體固體。中間體固體以最小的力通過40目篩網(wǎng)。
與實施例2相反，中間體固體與元素硫在烴稀釋劑不存在的情況下進行混合。在使用氬氣氛的干燥箱中，該中間體固體與粉末狀元素硫混合，被放入密封的碳鋼圓筒中，加熱到400℃，并在400℃下保持1小時。硫化的催化劑作為固體從碳鋼反應器中取出。鉀-鐵硫化物催化劑使用研缽和研杵磨碎成粉末，使得所得催化劑粉末通過40目篩網(wǎng)。
所得鉀鐵硫化物催化劑使用X射線衍射技術進行分析。從X射線衍射譜圖的分析可以確定，該催化劑包括黃鐵礦(FeS2)、硫化鐵(FeS)、和磁黃鐵礦(Fe1-xS)?；旌系拟?鐵硫化物或鐵氧化物類物質使用X射線衍射技術都沒有檢測出來。
實施例4.原油原料與氫源在K-Fe硫化物催化劑存在下按照氣態(tài)氫與原油原料的增加比率進行接觸。
裝置、原油原料、和反應程序與在實施例2中相同，除了氫氣與原油原料的比率是16,000Nm3/m3(100,000SCFB)。將按照在實施例3中所述方法制備的K-Fe硫化物催化劑(75.0克)加入到反應器中。
將從這一方法生產(chǎn)的原油產(chǎn)品的性能總結在圖8的表1和圖10的表3中。在實施例4中生產(chǎn)的VGO的重量百分比大于在實施例2中生產(chǎn)的VGO的重量百分比。在實施例4中生產(chǎn)的餾出物的重量百分比低于在實施例2中生產(chǎn)的餾出物的重量百分比。在實施例4中生產(chǎn)的原油產(chǎn)品的API比重低于在實施例2中生產(chǎn)的原油產(chǎn)品的API比重。較高的API比重表明生產(chǎn)了較高碳數(shù)的烴。
在與原油原料接觸之后，分析在反應器中的TMS催化劑。由此分析得知在存在原油原料和氫之后，過渡金屬硫化物催化劑包括K3Fe10S14。
實施例5.K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑和各種無機鹽的TAP試驗。
在全部TAP試驗中，300mg樣品在TAP系統(tǒng)的反應器中以50℃/分鐘的速率從室溫(27℃)加熱到500℃。逸出的水蒸汽和二氧化碳氣體通過使用TAP系統(tǒng)的質譜圖儀來監(jiān)測。
擔載于氧化鋁上的K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑顯示出對于在360℃下從無機鹽催化劑中逸出的二氧化碳而言的大于0.2伏特的電流拐點以及對于逸出的水而言的0.01伏特的電流拐點。最低TAP溫度是360℃，通過描繪離子電流與溫度的log 10對數(shù)曲線來測定。圖11是從K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑中所逸出氣體的離子電流的log10(“l(fā)og(I)”)值對溫度(“T”)的曲線的圖示。曲線168和170是對于從無機鹽催化劑中所逸出的水和CO2的離子電流的log 10值。從無機鹽催化劑中逸出的水和CO2的尖銳拐點出現(xiàn)在360℃。
與K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑不同，碳酸鉀和碳酸銫對于逸出的水和二氧化碳在360℃處都無法檢測到電流拐點。
對于K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑而言，逸出氣體的顯著增加表明由兩種或更多種不同無機鹽組成的無機鹽催化劑可以比各種純碳酸鹽更加無序。
實施例6.無機鹽催化劑和各種無機鹽的DSC試驗。
在全部DSC試驗中，通過使用由Perkin-Elmer(美國康涅狄格州，Norwalk)制造的差示掃描量熱計(DSC)Model DSC-7，10mg樣品以10℃/分鐘的速率被加熱至520℃，以10℃/分鐘的速率從520℃冷卻至0.0℃，和然后以10.0℃/分鐘的速率從0℃加熱至600℃。
在樣品的第二次加熱過程中，K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑的DSC分析表明該鹽混合物在219℃和260℃之間顯示出寬的熱轉變。該溫度范圍的中點是250℃。在熱轉變曲線下的面積被計算是-1.75焦耳/克。晶體無序化的開始被測定是在219℃的最低DSC溫度下起始。
與這些結果不同，對于碳酸銫沒有觀察到明確的熱轉變。
在第二次加熱周期中，Li2CO3、Na2CO3和K2CO3的混合物的DSC分析表明Li2CO3/Na2CO3/K2CO3混合物在390℃到400℃之間顯示出尖銳的熱轉變。該溫度范圍的中點是385℃。在熱轉變曲線下的面積被計算是-182焦耳/克?；顒有缘拈_始被測定是在390℃的最低DSC溫度下起始。尖銳的熱轉變表明了基本上均勻的鹽的混合物。
實施例7.相對于K2CO3，無機鹽催化劑或各種無機鹽的離子電導率試驗。
全部試驗是通過將3.81cm(1.5英寸)的無機鹽催化劑或各種無機鹽放入到馬弗爐中的石英容器中來進行的，該容器裝有彼此分開的、但浸入樣品中的鉑線或銅線。兩電線連接到9.55伏特干電池和220,000歐姆限流電阻器。馬弗爐被加熱至600℃和使用微安計測量電流。
圖12是樣品電阻相對于碳酸鉀電阻的log曲線(“l(fā)og(r K2CO3)”)對溫度(“T”)的圖示。曲線172、174、176、178、和180分別是K2CO3電阻、CaO電阻、K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑電阻、Li2CO3/K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑電阻、和Na2CO3/K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑電阻的log曲線。
CaO(曲線174)顯示出在380-500℃范圍內的溫度下相對于K2CO3(曲線172)的較大穩(wěn)定電阻。穩(wěn)定電阻揭示了有序結構和/或在加熱過程中不傾向于彼此運動分開的離子。K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑、Li2CO3/K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑、和Na2CO3/K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑(參見曲線176，178和180)顯示出在350-500℃范圍內的溫度下相對于K2CO3的電阻率的急劇下降。電阻率下降一般表明在向包埋在無機鹽催化劑中的電線施加電壓的過程中檢測到電流。圖12的數(shù)據(jù)說明在350-600℃范圍內的溫度下，無機鹽催化劑一般比純無機鹽更具活動性。
圖13是Na2CO3/K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑電阻相對于K2CO3電阻的log曲線(“l(fā)og(r K2CO3)”)對溫度(“T”)的圖示。曲線182是在Na2CO3/K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑的加熱過程中，Na2CO3/K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑電阻與K2CO3電阻(曲線172)的比率對溫度的曲線。在加熱之后，Na2CO3/K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑被冷卻至室溫，然后在電導測定器中加熱。曲線184是在從600℃冷卻至25℃之后，在無機鹽催化劑的加熱過程中，Na2CO3/K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑電阻相對于K2CO3電阻的log值對溫度的曲線。相對于初始Na2CO3/K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑的離子電導率，再次加熱的Na2CO3/K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑的離子電導率提高。
從在第一次加熱和第二次加熱過程中無機鹽催化劑的離子電導率的差異可以推斷，無機鹽催化劑在冷卻時形成了不同的形式(第二種形式)，后者與在任何加熱之前的形式(第一種形式)不同。
實施例8.無機鹽催化劑的流動性質試驗。
將1-2cm厚的一層粉末狀K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑放入到石英盤中。將盤子放入到爐中并加熱到500℃保持1小時。為了測定催化劑的流動性質，在加熱之后將該盤子在烘箱中手工傾斜。K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑沒有流動。當用刮勺加壓時，催化劑具有奶油太妃的稠度。
相反，各種碳酸鹽在相同條件下是自由流動的粉末。
Na2CO3/K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑在相同條件下在盤子中變成液體并容易流動(例如類似于水)。
實施例9-10原油原料與氫源在K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑和蒸汽存在下接觸。
下列設備和一般程序用于實施例9-27中，但其中描述的變化除外。
反應器250mL Hastelloy C Parr高壓釜(Parr Model#4576)，在500℃下額定35MPa工作壓力(5000psi)，裝有機械攪拌器和在能夠將高壓釜維持在環(huán)境溫度的±5℃到625℃的Eurotherm控制器上的800瓦特Gaumer帶式加熱器、進氣口、蒸汽入口、一個出口、和指示內部溫度的熱電偶。在加熱前，高壓釜的頂部用玻璃布絕熱。
加料容器加料容器(250mL，316不銹鋼hoke容器)裝有受控加熱系統(tǒng)、合適的氣體調節(jié)閥、壓力釋放裝置、熱電偶、壓力計、和能夠調節(jié)熱、粘性和/或增壓的原油原料以0-500g/分鐘的流量流動的高溫控制閥(Swagelok Valve#SS-4UW)。在原油原料加入到加料容器中之后，高溫控制閥的出口側連通到反應器的第一入口。在使用前，加料容器管線是絕熱的。
產(chǎn)品收集來自反應器的蒸氣離開反應器出口并被引入到一系列的降溫的冷阱(連接到一系列150mL、316不銹鋼hoke容器的浸漬管)中。來自蒸氣的液體在冷阱中冷凝，形成氣體物流和液體冷凝物物流。來自反應器和穿過冷阱的蒸氣的流量根據(jù)需要使用回壓調節(jié)閥來調節(jié)。離開冷阱的氣體物流的流量和總氣體體積通過使用濕式氣體流量計(Ritter Model#TG 05 Wet Test Meter)來測量。在離開該濕式氣體流量計后，氣體物流被收集在氣囊(Tedlar氣體收集袋)中進行分析。氣體通過使用GC/MS(Hewlett-Packard Model 5890，現(xiàn)在AgilentModel 5890；由Agilent Technologies，Zion Illinois，U.S.A制造)來進行分析。液體冷凝物流從冷阱中取出和稱量。將原油產(chǎn)品和水從液體冷凝物流中分離。原油產(chǎn)品進行稱量和分析。
程序將Cerro Negro(137.5克)加入到加料容器中。該原油原料具有6.7的API比重。對于每克原油原料，該原油原料具有0.042克的硫含量，0.011克的氮含量，和0.009克的總Ni/V含量。原油原料被加熱至150℃。將K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑(31.39克)加入到反應器中。
該K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑通過混合16.44克的K2CO3、19.44克的Rb2CO3、和24.49克的Cs2CO3來制備。該K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑具有360℃的最低TAP溫度。該K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑具有250℃的DSC溫度。各種鹽(K2CO3、Rb2CO3、和Cs2CO3)在50-500℃范圍內沒有顯示出DSC溫度。該TAP溫度高于無機鹽催化劑的DSC溫度和低于各種金屬碳酸鹽的DSC溫度。
催化劑在250cm3/分鐘的甲烷的大氣壓力流量下被快速地加熱到450℃。在達到所需的反應溫度后，蒸汽以0.4mL/分鐘的速率和甲烷以250cm3/分鐘的速率被計量加入到反應器中。該蒸汽和甲烷在原油原料經(jīng)過2.6小時加入到反應器中的過程中被連續(xù)地計量加入。原油原料通過使用1.5MPa(229psi)的CH4經(jīng)過16分鐘被增壓加入到反應器中。在原油原料的加料結束之后，殘留原油原料(0.56克)保留在加料容器中。在原油原料的加料過程中觀察到溫度降至370℃。
催化劑/原油原料的混合物被加熱至450℃的反應溫度并在該溫度下保持2小時。在兩個小時后，該反應器被冷卻和所得殘渣/催化劑的混合物被稱量以測定在反應中產(chǎn)生和/或未消耗的焦炭的百分比。
從初始催化劑的重量和焦炭/催化劑的混合物的重量的差異，對于每克原油原料，有0.046克的焦炭保留在反應器中?？偖a(chǎn)品包括0.87克的具有13的平均API比重的原油產(chǎn)品和氣體。氣體包括未反應的CH4、氫、C2和C4-C6烴、和CO2(0.08克CO2/克氣體)。
對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有0.01克的硫和0.000005克的總Ni和V。原油產(chǎn)品沒有進一步分析。
在實施例10中，反應程序、條件、原油原料、和催化劑與在實施例9中相同。對實施例10的原油產(chǎn)品進行分析，測定原油產(chǎn)品的沸程分布。對于每克原油產(chǎn)品，該原油產(chǎn)品具有0.14克的石腦油，0.19克的餾出物，0.45克的VGO，和0.001克的殘渣含量，和無法檢測到含量的焦炭。
實施例9和10說明了原油原料與氫源在至多3克催化劑/100克的原油原料存在下的接觸產(chǎn)生了包括在STP下是液體混合物的原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品。該原油產(chǎn)品具有原油原料的殘渣含量的至多30％的殘渣含量。該原油產(chǎn)品具有原油原料的硫含量和Ni/V含量的至多90％的硫含量和總Ni/V含量。
該原油產(chǎn)品包括至少0.001克的在0.101MPa下具有至多200℃的沸程分布的烴，至少0.001克的在0.101MPa下具有在200-300℃之間的沸程分布的烴，至少0.001克的在0.101MPa下具有在400-538℃(1000)之間的沸程分布的烴。
實施例11-12原油原料與氫源在K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑和蒸汽存在下接觸。
在實施例11和12中的反應程序、條件、和K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑與在實施例9中相同，只是使用130克的原油原料(Cerro Negro)和60克的K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑。在實施例11中，甲烷用作氫源。在實施例12中，氫氣用作氫源。不可凝氣體、原油產(chǎn)品、和焦炭的量的圖解表示描述在圖14中。186和188條表示所產(chǎn)生的焦炭wt％，190和192條表示所產(chǎn)生的液體烴wt％，以及194和196條表示所產(chǎn)生的氣體wt％，基于原油原料的重量。
在實施例11中，生產(chǎn)出93wt％的原油產(chǎn)品(192條)，3wt％的氣體(196條)，和4wt％的焦炭(188條)，基于Cerro Negro的重量。
在實施例12中，生產(chǎn)出84wt％的原油產(chǎn)品(190條)，7wt％的氣體(194條)，和9wt％的焦炭(186條)，基于Cerro Negro的重量。
實施例11和12提供了使用甲烷作為氫源與使用氫氣作為氫源的對比。甲烷的生產(chǎn)和/或運輸一般比氫氣的生產(chǎn)和/或運輸更為廉價，因此采用甲烷的工藝是所需要的。正如所說明的，當在無機鹽催化劑存在下接觸原油原料以生產(chǎn)總產(chǎn)品時，對于作為氫源，甲烷至少與氫氣同樣有效。
實施例13-14生產(chǎn)具有所選擇的API比重的原油產(chǎn)品。
裝置、反應程序和無機鹽催化劑與在實施例9中相同，除了反應器壓力有變化。
對于實施例13，在接觸過程中反應器壓力是0.1MPa(14.7psi)。生產(chǎn)出在15.5℃下具有25的API比重的原油產(chǎn)品?？偖a(chǎn)品具有碳數(shù)分布在5-32范圍內的烴(參見圖15中的曲線198)。
在實施例14中，在接觸過程中反應器壓力是3.4MPa(514.7psi)。生產(chǎn)出在15.5℃下具有51.6的API比重的原油產(chǎn)品。總產(chǎn)品具有碳數(shù)分布在5-15范圍內的烴(參見圖15中的曲線200)。
這些實施例說明了使原油原料與氫在無機鹽催化劑存在下在各種壓力下進行接觸以生產(chǎn)具有所選擇的API比重的原油產(chǎn)品的方法。通過改變壓力，生產(chǎn)出具有較高或較低API比重的原油產(chǎn)品。
實施例15-16原油原料在K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑或碳化硅存在下在外部氫源不存在的情況下的接觸。
在實施例15和16中，裝置、原油原料、和反應程序與在實施例9中相同，除了原油原料和催化劑(或碳化硅)直接同時被加入到反應器中。二氧化碳(CO2)用作載氣。在實施例15中，將138克的CerroNegro與60.4克的K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑(與在實施例9中的催化劑相同)進行混合。在實施例16中，將132g的Cerro Negro與83.13克的碳化硅(40目，Stanford Materials；Aliso Viejo，CA)混合。此類碳化硅被認為在這里所述的工藝條件下具有低的(如果有的話)催化性能。
在各實施例中，混合物經(jīng)過2小時的時間被加熱至500℃的反應溫度。CO2以100cm3/分鐘的速率被計量加入到反應器中。從反應器產(chǎn)生的蒸氣通過使用3.2MPa(479.7psi)的反壓被收集在冷阱和氣囊中。來自冷阱的原油產(chǎn)品被凝固，然后分析。
在實施例15中，從原油原料與無機鹽催化劑在二氧化碳氣氛中的接觸生產(chǎn)出36.82克(26.68wt％，基于原油原料的重量)的具有至少50的API比重的無色烴液。
在實施例16中，從原油原料與碳化硅在二氧化碳氣氛中的接觸生產(chǎn)出15.78克(11.95wt％，基于原油原料的重量)的具有12的API比重的黃色烴液。
雖然實施例15中的產(chǎn)率是低的，但是在無機鹽催化劑存在下氫源的就地產(chǎn)生量大于在非催化條件下氫的就地產(chǎn)生量。在實施例16中原油產(chǎn)品的產(chǎn)率是在實施例15中原油產(chǎn)品的產(chǎn)率的一半。實施例15也說明了在存在無機鹽和不存在氣態(tài)氫源的條件下原油原料的接觸過程中產(chǎn)生了氫。
實施例17-20原油原料與氫源在K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑、氧化鈣、和碳化硅存在下在常壓條件下的接觸。
裝置、反應程序、原油原料和無機鹽催化劑與在實施例9中相同，除了Cerro Negro直接加入到反應器中而不是通過加料容器加入以及氫氣用作氫源。在接觸過程中反應器壓力是0.101MPa(14.7psi)。氫氣流量是250cm3/分鐘。反應溫度、蒸氣流量、以及所生產(chǎn)的原油產(chǎn)品、氣體、和焦炭的百分比在圖16的表4中列出。
在實施例17和18中，使用K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑。在實施例17中，接觸溫度是375℃。在實施例18中，接觸溫度是在500-600℃溫度范圍。
如表4(圖16)中所示，對于實施例17和18，當溫度從375℃提高到500℃時，氣體的產(chǎn)量從0.02克提高到0.05克的氣體/克總產(chǎn)品。然而，在較高溫度下，焦炭的產(chǎn)量從0.17克下降到0.09克的焦炭/克原油原料。在更高溫度下，原油產(chǎn)品的硫含量也從0.01克下降到0.008克的硫/克原油產(chǎn)品。兩種原油產(chǎn)品都具有1.8的H/C。
在實施例19中，原油原料與CaCO3在與實施例18所述的條件類似的條件下進行接觸。產(chǎn)生的原油產(chǎn)品、氣體、和焦炭的百分比列出在圖16的表4中。相對于在實施例18中的氣體產(chǎn)量，在實施例19中的氣體產(chǎn)量提高。原油原料的脫硫作用不像在實施例18中那樣有效。對于每克原油產(chǎn)品，在實施例19中生產(chǎn)的原油產(chǎn)品具有0.01克的硫，相比之下在實施例18中生產(chǎn)的原油產(chǎn)品具有0.008克硫/克原油產(chǎn)品的硫含量。
實施例20是實施例18的對比實施例。在實施例20中，代替無機鹽催化劑，將83.13克的碳化硅加入到反應器中。相對于在實施例18中的氣體產(chǎn)量和焦炭產(chǎn)量，在實施例20中氣體產(chǎn)量和焦炭產(chǎn)量顯著地提高。在這些非催化條件下，生產(chǎn)出0.22克的焦炭/克原油產(chǎn)品，0.25克的不可凝氣體，和0.5克的原油產(chǎn)品。在實施例20中生產(chǎn)的原油產(chǎn)品具有0.036克硫/克原油產(chǎn)品，與在實施例18中生產(chǎn)的0.01克硫/克原油產(chǎn)品作對比。
與非催化條件和常規(guī)的金屬鹽相比，這些實施例說明了在實施例17和18中使用的催化劑提供了改進的結果。在500℃和250cm3/分鐘的氫氣體物流量下，焦炭和不可凝氣體的量顯著低于在非催化條件下產(chǎn)生的焦炭和不可凝氣體的量。
在使用無機鹽催化劑的實施例(參見在圖16的表4中的實施例17-18)中，相對于在對照實驗中所產(chǎn)生形成的氣體(例如，在圖16的表4中的實施例20)，觀察到所產(chǎn)生氣體的重量百分比的下降。從所產(chǎn)生氣體中的烴量判斷，估計原油原料的熱裂解為至多20wt％，至多15wt％，至多10wt％，至多5wt％，或沒有，基于與氫源接觸的原油原料的總量。
實施例21和22原油原料與氣態(tài)氫源在水和K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑或碳化硅存在下的接觸。
在實施例21和22中的裝置與在實施例9中的相同，除了氫氣用作氫源。在實施例21中，將130.4克的Cerro Negro與30.88克的K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑混合，形成原油原料混合物。在實施例22中，將139.6克的Cerro Negro與80.14克的碳化硅混合，形成原油原料混合物。
將原油原料混合物直接加入到反應器中。在加熱和保持期間，氫氣以250cm3/分鐘計量加入到反應器中。原油原料混合物經(jīng)過1.5小時被加熱至300℃并在300℃下保持1小時。反應溫度經(jīng)過1小時提高到400℃，然后在400℃下保持1小時。在反應溫度達到400℃之后，水以0.4g/分鐘的速率與氫氣一起被引入到反應器中。對于剩下的加熱和保持時間，水和氫被計量加入到反應器中。在保持反應混合物在400℃下之后，反應溫度提高到500℃并在500℃下保持2小時。從反應器產(chǎn)生的蒸氣被收集在冷阱和氣囊中。來自冷阱的液體產(chǎn)品被凝固和分析。
在實施例21中，從原油原料與K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑在氫氣氛中的接觸生產(chǎn)出作為蒸氣的86.17克(66.1wt％，基于原油原料的重量)的暗紅棕色烴液(原油產(chǎn)品)和水(97.5g)。
在實施例22中，從反應器中產(chǎn)生水蒸汽和少量的氣體。檢查反應器，和從反應器中取出暗褐色粘性的烴液。從原油原料與碳化硅在氫氣氛中的接觸生產(chǎn)出低于50wt％的暗褐色粘性液體。相對于在實施例22中生產(chǎn)的原油產(chǎn)品的產(chǎn)率，在實施例21中觀察到原油產(chǎn)品產(chǎn)率提高25％。
實施例21說明了相對于使用熱水生產(chǎn)的原油產(chǎn)品，使用這里所述方法生產(chǎn)的原油產(chǎn)品的性能的改進。具體地說，在實施例21中的原油產(chǎn)品比實施例22的原油產(chǎn)品有更低的沸點，這可通過在實施例22中生產(chǎn)的原油產(chǎn)品不能作為蒸氣生產(chǎn)來說明。根據(jù)目測檢查，在實施例21中生產(chǎn)的原油產(chǎn)品具有相對于在實施例22中生產(chǎn)的原油產(chǎn)品而言增強的流動性質。
實施例23-24原油原料與氫源在K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑存在下的接觸生產(chǎn)出比在非催化條件下生產(chǎn)的原油產(chǎn)品體積有更大體積的原油產(chǎn)品。
裝置、原油原料、無機催化劑、和反應程序與描述在實施例9中的相同，除了原油原料直接加入到反應器中和氫氣用作氫源。原油原料(Cerro Negro)在15.5℃下具有6.7的API比重和1.02g/mL的密度。
在實施例23中，將102克的原油原料(100mL的原油原料)和31克的K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑加入到反應器中。生產(chǎn)出在15.5℃下具有50的API比重和0.7796g/mL的密度的原油產(chǎn)品(87.6克)(112mL)。
在實施例24中，將102克的原油原料(100mL的原油原料)和80克的碳化硅加入到反應器中。生產(chǎn)出在15.5℃下具有12的API比重和0.9861g/mL的密度的原油產(chǎn)品(70克)(70mL)。
在這些條件下，在實施例23中生產(chǎn)的原油產(chǎn)品的體積比原油原料的體積大了約10％。在實施例24中生產(chǎn)的原油產(chǎn)品的體積顯著地低于在實施例23中生產(chǎn)的原油產(chǎn)品的體積(低了40％)。產(chǎn)品體積的顯著增加使得生產(chǎn)者有能力對于每單位體積的輸入原油生產(chǎn)出更多體積的原油產(chǎn)品。
實施例25.原油原料與氫源在K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑，硫，和焦炭存在下的接觸。
裝置和反應程序與在實施例9中相同，除了蒸汽在300cm3/分鐘下被計量加入到反應器中。通過將27.2克的K2CO3，32.2克的Rb2CO3和40.6克的Cs2CO3混合來制備K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑。
將原油原料(130.35克)和K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑(31.6克)加入到反應器中。對于每克原油原料，Cerro Negro原油包括0.04克的沸程分布在149-260℃(300-500)之間的總芳族烴含量，0.000640克的鎳和釩合計量，0.042克的硫，和0.56克的殘渣。原油原料的API比重是6.7。
對于每克原油原料，原油原料與甲烷在K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑存在下的接觸生產(chǎn)出0.95克的總產(chǎn)品，和0.041克的焦炭。
對于每克總產(chǎn)品，總產(chǎn)品包括0.91克的原油產(chǎn)品和0.028克的烴氣。對于每摩爾氣體，所收集的總氣體包括0.16摩爾的氫，0.045摩爾的二氧化碳，和0.025摩爾的C2與C4-C6烴，根據(jù)GC/MS所測定。氣體的余量是甲烷、空氣、一氧化碳、和痕量(0.004摩爾)的蒸發(fā)的原油產(chǎn)品。
由氣相色譜圖法和質譜圖分析法聯(lián)用分析原油產(chǎn)品。該原油產(chǎn)品包括沸程在100-538℃之間的烴的混合物?？傄后w產(chǎn)品混合物包括0.006克乙基苯(在0.101MPa下具有136.2℃的沸點的單環(huán)化合物)/克混合物。這一產(chǎn)物沒有在原油原料中檢測到。
將用過的催化劑(“第一次用過的催化劑”)從反應器中取出、稱量、和分析。第一次用過的催化劑的重量從31.6克增加至37.38克的總重量(18wt％的增加，基于最初的K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑的重量)。對于每克用過的催化劑，第一次用過的催化劑包括0.15克的附加焦炭，0.0035克的硫，0.0014克的Ni/V，和0.845克的K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3。
附加的原油原料(152.71克)與第一次用過的催化劑(36.63克)接觸，產(chǎn)生150克的在損耗后回收的總產(chǎn)品。對于每克總產(chǎn)品，該總產(chǎn)品包括0.92克的液體原油產(chǎn)品，0.058克的附加焦炭，和0.017克的氣體。對于每摩爾氣體，該氣體包括0.18摩爾的氫，0.07克的二氧化碳，和0.035摩爾的C2-C6烴。氣體的余量是甲烷、氮氣、一些空氣、和痕量的蒸發(fā)的石油產(chǎn)品(＜1％摩爾)。
該原油產(chǎn)品包括沸程在100-538℃之間的烴的混合物。對于每摩爾的總液體烴，該混合物的具有低于149℃的沸程分布的部分包括0.018mol％的乙基苯，0.04mol％的甲苯，0.03mol％的間二甲苯，和0.060mol％的對二甲苯(在0.101MPa下具有低于149℃的沸點的單環(huán)化合物)。這些產(chǎn)物無法在原油原料中檢測到。
將用過的催化劑(“第二次用過的催化劑”)從反應器中取出、稱量、和分析。第二次用過的催化劑的重量從36.63克增加至45.44克的總重量(43wt％的增加，基于最初的K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑的重量)。對于每克第二次用過的催化劑，第二次用過的催化劑包括0.32克的焦炭，0.01克的硫，和0.67克。
對于每克原油原料，附加的原油原料(104克)與第二次用過的催化劑(44.84克)的接觸生產(chǎn)出104克的總產(chǎn)品和收集到0.114克的焦炭。焦炭的一部分歸因于由于加料容器的過熱而在加料容器中形成的焦炭，因為在133克所轉移的原油原料中的104.1克是原油原料。
對于每克總產(chǎn)品，總產(chǎn)品包括0.86克的原油產(chǎn)品和0.025克的烴氣。對于每摩爾的氣體，總氣體包括0.18摩爾的氫，0.052摩爾的二氧化碳，和0.03摩爾的C2-C6烴。氣體的余量是甲烷、空氣、一氧化碳、硫化氫、和痕量的蒸發(fā)油。
該原油產(chǎn)品包括沸程在100-538℃之間的烴的混合物。對于每克烴混合物，該混合物的具有低于149℃的沸程分布的部分包括0.021克的乙基苯，0.027克的甲苯，0.042克的間二甲苯，和0.020克的對二甲苯，如前所述由GC/MS測定。
將用過的催化劑(“第三次用過的催化劑”)從反應器中取出、稱量、和分析。第三次用過的催化劑的重量從44.84克增加至56.59克的總重量(79wt％的增加，基于最初的K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑的重量)。對第三次用過的催化劑進行詳細的元素分析。對于每克附加物質，該第三次用過的催化劑包括0.90克的碳，0.028克的氫，0.0025克的氧，0.046克的硫，0.017克的氮，0.0018克的釩，O.0007克的鎳，0.0015克的鐵，和0.00025克的氯化物，其中余量是其它過渡金屬如鉻、鈦和鋯。
正如在該實施例中所說明的，沉積在無機鹽催化劑之上和/或之中的焦炭、硫、和/或金屬不會影響由原油原料與氫源在無機鹽催化劑存在下接觸所生產(chǎn)的原油產(chǎn)品的總產(chǎn)率(對于各輪試驗至少80％)。該原油產(chǎn)品具有原油原料的沸程分布低于149℃的單環(huán)芳族烴含量的至少100倍的單環(huán)芳族烴含量。
對于三輪試驗，平均原油產(chǎn)品產(chǎn)率(基于原油原料的重量)是89.7wt％，標準偏差為2.6％；平均焦炭產(chǎn)率是7.5wt％(基于原油原料的重量)，標準偏差為2.7％；以及氣態(tài)裂解烴的平均重量產(chǎn)率是2.3wt％(基于原油原料的重量)，標準偏差為0.46％。液體和焦炭兩者的較大標準偏差應歸因于第三輪試驗，其中供料罐的溫度控制器失靈，使加料容器中的原油原料過熱。盡管如此，甚至大量的這里所測試的焦炭對于催化劑體系的活性也沒有明顯的重大有害影響。
C2烯烴與總C2的比率是0.19。C3烯烴與總C3的比率是0.4。C4烴的α-烯烴與內烯烴的比率是0.61。C4順式/反式烯烴的比率是6.34。這一比率明顯高于0.68的熱力學預測的C4順式/反式烯烴比率。C5烴的α-烯烴與內烯烴的比率是0.92。這一比率大于0.194的熱力學預測的C5α-烯烴與C5內烯烴比率。C5順式/反式烯烴比率是1.25。這一比率大于0.9的熱力學預測的C5順式/反式烯烴比率。
實施例26含有較高硫含量的原油原料與氫源在K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑存在下接觸。
該裝置和反應程序與描述在實施例9中的相同，除了原油原料、甲烷、和蒸汽連續(xù)地進料到反應器中。在反應器中原料的量通過利用反應器重量的變化來監(jiān)測。將甲烷氣體在500cm3/分鐘下連續(xù)計量加入到反應器中。將蒸汽在6g/分鐘下連續(xù)計量加入到反應器中。
通過將27.2克的K2CO3，32.2克的Rb2CO3和40.6克的Cs2CO3混合來制備無機鹽催化劑。將K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑(59.88克)加入到反應器中。
將原油原料(瀝青，Lloydminster，Canada)(具有9.4的API比重，對于每克原油原料，其具有0.02克的硫含量和0.40克的殘渣含量)在加料容器中加熱到150℃。熱的瀝青從加料容器中以10.5g/分鐘的流量連續(xù)計量加入到反應器中，試圖維持該原油原料液面為反應器體積的50％，然而，該流量不足以維持該液面高度。
將甲烷/蒸汽/原油原料與催化劑在456℃的平均反應器內部溫度下接觸。該甲烷/蒸汽/原油原料與催化劑的接觸生產(chǎn)出總產(chǎn)品(在本實施例中為反應器排放蒸氣的形式)。
經(jīng)過6小時加工了總共1640克的原油原料。從初始催化劑重量和殘渣/催化劑混合物重量的差異，有0.085克焦碳/克原油原料保留在反應器中。從原油原料與甲烷在K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑存在下的接觸生產(chǎn)出0.93克總產(chǎn)品/克原油原料。對于每克總產(chǎn)品，總產(chǎn)品包括0.03克的氣體和0.97克的原油產(chǎn)品，不包括在反應中利用的甲烷和水的量。
對于每克氣體，該氣體包括0.014克的氫，0.018克的一氧化碳，0.08克的二氧化碳，0.13克的硫化氫，和0.68克的不可凝烴。從所產(chǎn)生的硫化氫的量估計，原油原料的硫含量減少了18wt％。如本實施例中所示，生產(chǎn)出氫、一氧化碳、和二氧化碳。一氧化碳與二氧化碳的摩爾比是0.4。
對于每克烴，該C2-C5烴包括0.30克的C2化合物，0.32克的C3化合物，0.26克的C4化合物，和0.10克的C5化合物。在不可凝烴中異戊烷與正戊烷的重量比是0.3。在不可凝烴中異丁烷與正丁烷的重量比是0.189。對于每克C4化合物，該C4化合物具有0.003克的丁二烯含量。C4α-烯烴與C4內烯烴的重量比是0.75。C5α-烯烴與C5內烯烴的重量比是1.08。
在實施例25中的數(shù)據(jù)說明，較高硫含量的原油原料用相同的催化劑在焦炭存在下的連續(xù)加工不會削弱無機鹽催化劑的活性，并且生產(chǎn)出適合于運輸?shù)脑彤a(chǎn)品。
實施例27原油原料與氫源在K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑和焦炭存在下接觸。
該裝置和反應程序通過使用與實施例26中所述相同的條件來進行。將K2CO3/Rb2CO3/Cs2CO3催化劑(56.5克)加入到反應器中。經(jīng)過6小時加工了總共2550克的原油原料。從初始催化劑重量和殘渣/催化劑混合物重量的差異，有0.114克焦炭/克原油原料保留在反應器中，基于原油原料的重量。生產(chǎn)出總共0.89克的總產(chǎn)品/克原油原料。對于每克總產(chǎn)品，總產(chǎn)品包括0.04克的氣體和0.96克的原油產(chǎn)品，不包括在反應中利用的甲烷和水的量。
對于每克氣體，該氣體包括0.021克的氫，0.018克的一氧化碳，0.052克的二氧化碳，0.18克的硫化氫，和0.65克的不可凝烴。從產(chǎn)生的硫化氫的量估計，原油原料的硫含量減少了14wt％，基于原油原料的重量。如本實施例中所示，生產(chǎn)出氫、一氧化碳、和二氧化碳。一氧化碳與二氧化碳的摩爾比是0.6。
對于每克C2-C6烴，該C2-C6烴包括0.44克的C2化合物，0.31克的C3化合物，0.19克的C4化合物和0.068克的C5化合物。在不可凝烴中異戊烷與正戊烷的重量比是0.25。在不可凝烴中異丁烷與正丁烷的重量比是0.15。對于每克C4化合物，該C4化合物具有0.003克的丁二烯含量。
本實施例說明，較高硫含量的原油原料(2550克的原油原料)用相同的催化劑(56.5克)在焦炭存在下的反復加工沒有削弱無機鹽催化劑的活性，并且生產(chǎn)出適合運輸?shù)脑彤a(chǎn)品。
本發(fā)明的各個方面的其它改進和備選實施方案對于本領域中技術人員來說在閱讀本文敘述之后將變得顯而易見。因此，本敘述被認為是僅僅舉例說明而已，并且是為了教導本領域中技術人員在實施本發(fā)明時的一般方式。需要理解的是這里顯示和描述的本發(fā)明的形式被認為是實施方案的例子。元素和材料可以替代這里說明和描述的那些，份和過程可以顛倒并且本發(fā)明的某些特征可以獨立地利用，全部這些對于本領域中的技術人員在閱讀本發(fā)明的說明書之后將是顯而易見的。在不脫離在權利要求中所述的本發(fā)明精神和范圍的前提下這里所述的各個要素可以加以改變。
權利要求
1.一種原油產(chǎn)品，其中每克原油產(chǎn)品具有至多0.05克的殘渣；至少0.001克的在0.101MPa下具有至多204℃(400)的沸程分布的烴，至少0.001克的在0.101MPa下具有在204℃和300℃之間的沸程分布的烴，至少0.001克的在0.101MPa下具有在300℃和400℃之間的沸程分布的烴，和至少0.001克的在0.101MPa下具有在400℃和538℃之間的沸程分布的烴；和大于0克，但低于0.01克的一種或多種催化劑，其中該催化劑的至少一種包括一種或多種堿金屬。
2.根據(jù)權利要求1所要求的原油產(chǎn)品，其中該催化劑的至少一種在50℃和500℃之間的溫度范圍中顯示出逸出氣體的逸出氣體拐點，由產(chǎn)物瞬時分析法(TAP)測定和/或在200℃和500℃之間的溫度范圍中顯示出熱轉變，由差示掃描量熱法在10℃/分鐘的加熱速率下測量。
3.根據(jù)權利要求1或2所要求的原油產(chǎn)品，其中該催化劑的至少一種進一步包括過渡金屬。
4.根據(jù)權利要求1-3中任何一項所要求的原油產(chǎn)品，其中該催化劑的至少一種另外包括過渡金屬硫化物。
5.根據(jù)權利要求4所要求的原油產(chǎn)品，其中堿金屬與過渡金屬的原子比是在大于0到1的范圍內。
6.根據(jù)在權利要求1-5中任何一項所要求的原油產(chǎn)品，其中該堿金屬包括鈉、鉀、銣、銫、或它們的混合物。
7.根據(jù)在權利要求1-6中任何一項中所要求的原油產(chǎn)品，其中該催化劑的至少一種包括褐硫鐵鉀礦。
8.根據(jù)在權利要求1-7中任何一項中所要求的原油產(chǎn)品，其中該催化劑的至少一種進一步包括堿土金屬和/或鋅。
9.一種生產(chǎn)運輸用燃料、供熱用燃料、潤滑劑、或化學品的方法，包括加工根據(jù)權利要求1-8所要求的原油產(chǎn)品或該原油產(chǎn)品與原油的共混物。
10.根據(jù)權利要求9所要求的方法，其中該加工包括將該原油產(chǎn)品或共混物蒸餾成一種或多種餾出物級分。
11.根據(jù)權利要求9或10所要求的方法，其中該加工包括氫化處理。
全文摘要
原油原料與一種或多種催化劑的接觸生產(chǎn)出包括原油產(chǎn)品的總產(chǎn)品。原油原料具有至少0.2克殘渣/克原油原料的殘渣含量。該原油產(chǎn)品在25℃和0.101MPa下是液體混合物。相對于原油原料的相應性能，原油產(chǎn)品的一種或多種性能可以改變至少10％。在一些實施方案中，在原油原料與一種或多種催化劑的接觸過程中產(chǎn)生出氣體。
文檔編號C11D17/00GK1894379SQ200480037852
公開日2007年1月10日 申請日期2004年12月16日 優(yōu)先權日2003年12月19日
發(fā)明者史坦利·內米克·米拉姆, 史考特·李·威靈頓 申請人:國際殼牌研究有限公司