[发明专利]生产具有降低氮含量的原油产品的方法和催化剂

说明书

技术领域

本发明大体涉及处理原油原料的系统、方法和催化剂。更具体地，在此所述的某些实施方案涉及使原油原料转化成总产品的系统、方法和催化剂，其中总产品包括在25℃和0.101MPa下是液体混合物及一种或多种性能相对于原油原料的各性能已经变化的原油产品。

背景技术

具有一种或多种不允许使用常规设施经济地运输或加工原油的不适合性能的原油通常称为“不利原油”。

不利原油可包含对原油原料的总酸值(“TAN”)有贡献的酸性组分。具有相对高TAN的不利原油可引起不利原油的运输和/或处理期间金属组分的腐蚀。从不利原油脱除酸性组分可涉及采用各种碱化学中和酸性组分。替代地，耐腐蚀金属可用于运输设备和/或处理设备。耐腐蚀金属的使用通常涉及较大的支出，和因此可能不希望在现有设备中使用耐腐蚀金属。抑制腐蚀的另一种方法可涉及在不利原油的运输和/或处理之前向不利原油中加入防蚀剂。防蚀剂的使用可消极地影响用于处理原油的设备和/或从原油生产的产品的质量。

不利原油通常包含相对高含量的渣油。使用常规设施运输和/或处理具有高渣油含量的不利原油倾向于较为困难和昂贵。

不利原油通常包含有机结合的杂原子(例如硫、氧和氮)。有机结合杂原子在一些情况下可对用于处理不利原油的催化剂具有不利影响。

不利原油可包含相对高数量的金属污染物例如镍、钒和/或铁。在这种原油的处理期间，金属污染物和/或金属污染物的化合物可能在催化剂的表面上沉积或在催化剂的空隙体积中沉积。这种沉积物可引起催化剂活性的下降。

不利原油可含有导致不利原油焦化和/或热降解的组分。焦化和/或热降解的组分可能在不利原油的处理期间快速地在催化剂表面上形成和/或沉积。可能要较为昂贵地再生由焦炭和/或热降解原油污染的催化剂的催化活性。另外在催化剂再生期间使用的高温也可能降低催化剂的活性和/或使催化剂劣化。

不利原油可能包含有机酸金属盐中的金属(例如钙、钾和/或钠)。典型地不通过常规生产处理例如脱盐和/或酸洗涤从不利原油中分离有机酸金属盐中的金属。

当存在有机酸金属盐中的金属时，通常在原油的常规催化处理中遇到问题。与典型地靠近催化剂的外表面沉积的镍和钒形成对比，有机酸金属盐中的金属可优先在催化剂颗粒之间的空隙体积中、特别地在催化剂床层的顶部沉积。污染物例如有机酸金属盐中的金属在催化剂床层顶部的沉积通常导致通过床层的压降增加和可能有效地堵塞床层。另外，有机酸金属盐中的金属可引起催化剂的快速失活。

不利原油可包含有机氧化合物。处理氧含量为每克不利原油至少0.002克氧的不利原油的处理设施可能在处理期间遇到问题。有机氧化合物当在处理期间被加热时可形成更高程度氧化的化合物(例如由醇的氧化形成的酮和/或酸和/或由醚的氧化形成的酸)，这些化合物难以从处理的原油中脱除和/或可能在处理期间腐蚀/污染设备和引起运输管线中的堵塞。

不利原油可包含贫氢烃。当处理贫氢烃时通常需要加入一致量的氢，特别是如果产生来自裂化工艺的不饱和链段时。可能需要典型地涉及使用活性加氢催化剂的处理期间的加氢，以抑制不饱和链段形成焦炭。氢的生产和/或运输到处理设施较昂贵。

不利原油也倾向于在常规设施中的处理期间显示不稳定性。原油不稳定性倾向于导致处理期间组分的相分离和/或形成不希望的副产品(例如硫化氢、水和二氧化碳)。

处理不利原油的常规工艺可降低引起高粘度、不利原油的热降解和/或焦化的组分的数量。但是这些组分的脱除可引起原油中的不稳定性，因此引起在运输期间原油的分离。在常规处理期间，当采用具有大孔径、高表面积和低加氢处理活性的催化剂处理原油时，典型地脱除引起高粘度和/或焦化的组分。然后可以进一步处理获得的原油以脱除原油中其它不希望的组分。

改进原油质量的一些方法包括向不利原油中加入稀释剂以降低引起不利性能的组分的重量百分比。但是加入稀释剂通常由于稀释剂的成本和/或处理不利原油的成本增加而增加处理不利原油的成本。向不利原油中加入稀释剂在一些情况下可能降低这种原油的稳定性。