加氫處理方法和加氫處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供了一種加氫處理方法。所述方法包括以下步驟：提供適用于進(jìn)行加氫處理的材料；將所述材料與氫化試劑混合以形成進(jìn)料流；以及在催化劑的存在下加熱所述進(jìn)料流以使所述材料的化學(xué)鍵斷裂。將所述進(jìn)料流加熱到至少這樣的溫度：在此溫度下催化劑可提供活化氫以與所述材料中斷裂的鍵反應(yīng)，從而使由所述材料形成的焦炭最小化。還提供了實(shí)施所述方法的系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】加氫處理方法和加氫處理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及加氫處理方法和加氫處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]生物質(zhì)可被熱解以形成生物原油，其可進(jìn)而被加氫處理以形成生物燃料。然而，由熱解生物質(zhì)產(chǎn)生的生物原油的組成在進(jìn)行加氫處理時(shí)存在特別的挑戰(zhàn)。
[0003]特別地，生物原油通常包含高濃度的含氧官能團(tuán)，使生物原油具有高反應(yīng)性、極性、酸性及腐蝕性。這會(huì)導(dǎo)致對(duì)生物原油加氫處理時(shí)在催化劑表面(包括催化劑的內(nèi)表面)上形成焦炭，其進(jìn)而可使催化劑失活。
[0004]此外，生物原油通常具有相對(duì)高濃度的水，其可降低生物原油加氫處理的能量效率。例如，在通常的加氫處理?xiàng)l件下，水很可能處于氣態(tài)，因此從生物原油中蒸發(fā)水使用了大量能量。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了加氫處理方法，所述方法包括以下步驟:
[0006]提供適用于進(jìn)行加氫處理的材料；
[0007]將所述材料與氫化試劑混合以形成進(jìn)料流，其包含所述材料與所述氫
[0008]化試劑的混合物；以及
[0009]在催化劑的存在下加熱所述進(jìn)料流以使所述材料的化學(xué)鍵斷裂，將所
[0010]述進(jìn)料流加熱到至少這樣的溫度:在此溫度下催化劑可提供活化氫以
[0011]與所述材料中斷裂的鍵反應(yīng)，從而使由所述材料形成的焦炭最小化。
[0012]貫穿本說(shuō)明書，術(shù)語(yǔ)“氫化試劑”用于表示氫或可提供氫以用于材料的加氫處理的任意合適的化合物。
[0013]加熱進(jìn)料流的步驟通常包括將進(jìn)料流加熱到催化劑具有顯著活性的溫度下。
[0014]可通過(guò)與催化劑接觸來(lái)加熱進(jìn)料流，所述催化劑已被加熱到至少這樣的溫度:在此溫度下所述催化劑具有顯著活性。
[0015]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法包括以下步驟:于在催化劑存在下加熱進(jìn)料流之前，使進(jìn)料流保持在預(yù)定溫度以下，在該預(yù)定溫度下由材料形成的焦炭量會(huì)顯著降低催化劑活性。
[0016]在催化劑存在下加熱進(jìn)料流可提供以下優(yōu)點(diǎn):在材料接觸活化的氫之前，使由材料形成的焦炭基本最小化。
[0017]預(yù)定溫度取決于待加氫處理的材料；對(duì)于待加氫處理的生物原油(例如生物油)該溫度可優(yōu)選低于150°C。
[0018]在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)將氫化試劑與材料混合使進(jìn)料流保持在預(yù)定溫度以下，以使得在與催化劑在第二區(qū)域接觸之前，進(jìn)料流具有足以降低所述材料在第一區(qū)域的停留時(shí)間的線性速率，該第一區(qū)域的溫度處于或高于所述預(yù)定溫度。第一和第二區(qū)域可位于加氫處理反應(yīng)器中。
[0019]降低材料在第一區(qū)域的停留時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)是:在與催化劑接觸之前，將材料的溫度限制在預(yù)定溫度以下。
[0020]進(jìn)一步地，或替代地，可通過(guò)直接將進(jìn)料流引導(dǎo)至第二區(qū)域中來(lái)保持進(jìn)料流低于預(yù)定溫度。在一個(gè)實(shí)施方案中，將進(jìn)料流導(dǎo)入通過(guò)提供有進(jìn)料流出口的通道，所述進(jìn)料流可從所述進(jìn)料流出口流出，所述進(jìn)料流出口被設(shè)置于第二區(qū)域處或鄰近第二區(qū)域，以使得至少一部分從所述進(jìn)料流出口流出的所述進(jìn)料流直接流入所述第二區(qū)域。
[0021]將進(jìn)料流直接導(dǎo)入第二區(qū)域中可有助于在進(jìn)料流與催化劑接觸之前，防止所述材料被加熱并發(fā)生導(dǎo)致焦炭形成的反應(yīng)。在進(jìn)料流與催化劑接觸之前防止焦炭形成可有助于防止焦炭形成于催化劑上，從而保持相對(duì)高的催化活性。
[0022]在一個(gè)實(shí)施方案中，在進(jìn)料流出口處提供流體分散裝置，從而當(dāng)進(jìn)料流流過(guò)進(jìn)料流出口時(shí)分散或霧化所述進(jìn)料流。與未提供流體分散裝置相比，提供流體分散裝置提供了如下優(yōu)點(diǎn):以這樣的方式分散進(jìn)料流從而促進(jìn)了所述進(jìn)料流與催化劑之間的接觸。這將有利于待加氫處理的材料的快速加熱。流體分散裝置可為分配器或霧化器。
[0023]所述方法還可包括以下步驟:
[0024]引導(dǎo)進(jìn)料流以與催化劑接觸，從而使得進(jìn)料流在催化劑存在下至少部
[0025]分反應(yīng)以形成產(chǎn)物流；以及
[0026]將熱從產(chǎn)物流傳遞至進(jìn)料流。
[0027]在一個(gè)實(shí)施方案中，利用氫流將熱量從產(chǎn)物流傳遞至進(jìn)料流?？蓪淞饕龑?dǎo)從而使得至少一部分氫流從熱交換器(產(chǎn)物流流過(guò)該熱交換器)獲得熱。然后，氫流所獲得的熱可被傳遞至進(jìn)料流。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)使氫流與進(jìn)料流混合來(lái)使氫流所獲得的熱傳遞至進(jìn)料流。氫流還可用于催化劑存在下的反應(yīng)中，例如通過(guò)將氫引導(dǎo)至催化劑所處的區(qū)域中。
[0028]如果進(jìn)料流含水，將熱從產(chǎn)物流傳遞至進(jìn)料可有利于蒸發(fā)進(jìn)料流中的至少一部分水。
[0029]熱交換器可為熱交換線圈或本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的其他適當(dāng)?shù)臒峤粨Q器設(shè)計(jì)。
[0030]在一個(gè)實(shí)施方案中，進(jìn)料流通過(guò)第一區(qū)域以在第二區(qū)域中反應(yīng)，并將所得到的產(chǎn)物流引導(dǎo)至第一區(qū)域，在該區(qū)域熱從產(chǎn)物流被傳遞至進(jìn)料流。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一區(qū)域和第二區(qū)域在反應(yīng)器的內(nèi)部。在一個(gè)替代實(shí)施方案中，至少一部分第一區(qū)域在反應(yīng)器的外部，并且第二區(qū)域在反應(yīng)器的內(nèi)部。在一個(gè)實(shí)施方案中，產(chǎn)物流通過(guò)第二區(qū)域被引導(dǎo)至第一區(qū)域。
[0031]所述材料可為生物原油。所述材料可為生物材料、醫(yī)藥材料或可加氫處理的但在不存在由催化劑提供的活化氫的情況下會(huì)發(fā)生不期望的反應(yīng)的任何材料。可利用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的各種方法，由生物質(zhì)的熱解、水熱處理或液化獲得綠色生物原油。
[0032]應(yīng)當(dāng)理解的是:可以包含氫的氣流的方式提供氫。一個(gè)這樣的實(shí)例是來(lái)自固體或液體燃料的氣化/重整的合成氣(主要含CO和H2)。
[0033]可使用目前已知或?qū)?lái)知道的各種加氫處理催化劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑為基于鎳的催化劑或基于鈷的催化劑。在一個(gè)特定實(shí)例中，催化劑為預(yù)硫化或原位硫化的NiMo催化劑。在另一個(gè)實(shí)例中，催化劑為預(yù)硫化或原位硫化的CoMo催化劑。在另一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑(或催化劑混合物)包含:能催化從進(jìn)料和/或氫化試劑(包括含氫氣流)原位形成活化氫的催化物質(zhì)。如果所述催化物質(zhì)可在低溫下催化活化氫的形成，則將是有利的。一個(gè)這樣的實(shí)例是可正向和/或反向催化水煤氣變換反應(yīng)(CCHH2O = H2+C02)的催化物質(zhì)。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了加氫處理方法，所述方法包括以下步驟:
[0035]引導(dǎo)進(jìn)料流以與催化劑接觸，從而使得所述進(jìn)料流在催化劑存在下至
[0036]少部分反應(yīng)以形成產(chǎn)物流，所述進(jìn)料流包含適用于進(jìn)行加氫處理的材
[0037]料和氫化試劑；以及
[0038]將熱從所述產(chǎn)物流傳遞至所述進(jìn)料流。
[0039]氫化試劑可為氫或含氫的反應(yīng)物。
[0040]與不發(fā)生傳熱的情形相比，將熱從產(chǎn)物流傳遞至進(jìn)料流，將增加所述方法的能量效率。如果進(jìn)料流含水，將熱從產(chǎn)物流傳遞至進(jìn)料流可有利于蒸發(fā)進(jìn)料流中的至少一部分水。
[0041]此外，將熱從產(chǎn)物流傳遞至進(jìn)料流，可有利于產(chǎn)物流的冷卻，從而使產(chǎn)物流的分解最小化。
[0042]進(jìn)料流可通過(guò)第一區(qū)域至催化劑位于其中的第二區(qū)域，該第二區(qū)域在至少這樣的溫度下:在該溫度下催化劑具有顯著的活性。
[0043]在一個(gè)實(shí)施方案中，利用氫流將熱從產(chǎn)物流傳遞至進(jìn)料流。應(yīng)當(dāng)理解的是，用于將熱從產(chǎn)物流傳遞至進(jìn)料流的氫流，可為與進(jìn)料流中的氫不同的氫流?？梢龑?dǎo)氫流從而使得至少一部分氫流從熱交換器(產(chǎn)物流流過(guò)該熱交換器)獲得熱。然后，由氫流獲得的熱可被傳遞至進(jìn)料流。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)將氫流與進(jìn)料流混合將由氫流獲得的熱傳遞至進(jìn)料流。還可將氫流用于催化劑存在下的反應(yīng)中，例如通過(guò)將氫引導(dǎo)至第二區(qū)域。
[0044]熱交換器可為熱交換線圈或本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的其他適當(dāng)?shù)臒峤粨Q器設(shè)計(jì)。
[0045]在一個(gè)實(shí)施方案中，進(jìn)料流通過(guò)第一區(qū)域以在第二區(qū)域中反應(yīng)，并將所得到的產(chǎn)物流引導(dǎo)至第一區(qū)域，其中熱從產(chǎn)物流被傳遞至進(jìn)料流。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一區(qū)域和第二區(qū)域在反應(yīng)器的內(nèi)部。在一個(gè)替代實(shí)施方案中，至少一部分第一區(qū)域在反應(yīng)器的外部，并且第二區(qū)域在反應(yīng)器的內(nèi)部。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述產(chǎn)物流從第二區(qū)域或通過(guò)第二區(qū)域被引導(dǎo)至第一區(qū)域。
[0046]所述方法還可包括以下步驟:在催化劑的存在下加熱所述進(jìn)料流以使所述材料的化學(xué)鍵斷裂，將所述進(jìn)料流加熱到至少這樣的溫度:在此溫度下催化劑可提供活化氫以與所述材料中斷裂的鍵反應(yīng)，從而使由所述材料形成的焦炭最小化。
[0047]可通過(guò)與催化劑接觸來(lái)加熱進(jìn)料流，所述催化劑已被加熱到至少這樣的溫度:在此溫度下所述催化劑具有顯著活性。
[0048]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法包括以下步驟:在催化劑存在下加熱所述進(jìn)料流之前，使所述進(jìn)料流保持在預(yù)定溫度以下，在該預(yù)定溫度下由所述材料形成的焦炭量會(huì)顯著降低催化劑活性。
[0049]預(yù)定溫度取決于待加氫處理的材料；對(duì)于待加氫處理的生物原油(例如生物油)該溫度可優(yōu)選低于150°C。
[0050]在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)將氫與材料混合來(lái)將進(jìn)料流保持在低于預(yù)定溫度，以使得在第二區(qū)域中與所述催化劑接觸之前，所述進(jìn)料流具有足以降低所述材料在第一區(qū)域的停留時(shí)間的線性速率。
[0051]進(jìn)一步地，或替代地，可通過(guò)直接將所述進(jìn)料流引導(dǎo)至第二區(qū)域中來(lái)保持進(jìn)料流低于預(yù)定溫度。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)具有進(jìn)料流出口的通道將進(jìn)料流導(dǎo)入，所述進(jìn)料流可從所述進(jìn)料流出口流出，所述進(jìn)料流出口被設(shè)置于第二區(qū)域處或鄰近第二區(qū)域，以使得至少一部分從所述進(jìn)料流出口流出的所述進(jìn)料流直接流入所述第二區(qū)域。
[0052]在一個(gè)實(shí)施方案中，在進(jìn)料流出口處提供流體分散裝置，從而當(dāng)進(jìn)料流流過(guò)所述進(jìn)料流出口時(shí)分散或霧化所述進(jìn)料流。所述流體分散裝置可為分配器或霧化器。
[0053]所述材料可為生物原油。所述材料可為生物材料、醫(yī)藥材料或可加氫處理的但在不存在由催化劑提供的活化氫的情況下會(huì)發(fā)生不期望的反應(yīng)的任何材料?？衫帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員已知的各種方法，由生物質(zhì)的熱解、水熱處理或液化獲得綠色生物原油。
[0054]應(yīng)當(dāng)理解的是:可以包含氫的氣流的方式提供氫。一個(gè)這樣的實(shí)例是來(lái)自固體或液體燃料的氣化/重整的合成氣(主要含CO和H2)。
[0055]可使用目前已知或?qū)?lái)知道的各種加氫處理催化劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述催化劑為基于鎳的催化劑或基于鈷的催化劑。
[0056]在一個(gè)特定實(shí)例中，催化劑為預(yù)硫化或原位硫化的NiMo催化劑。在另一個(gè)實(shí)例中，催化劑為預(yù)硫化或原位硫化的CoMo催化劑。在另一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑(或催化劑混合物)包含:能催化從進(jìn)料和/或氫化試劑(包括含氫氣流)原位形成活化氫的催化物質(zhì)。如果所述催化物質(zhì)可在低溫下催化活化氫的形成，則將是有利的。一個(gè)這樣的實(shí)例是可正向和/或反向催化水煤氣變換反應(yīng)(CCHH2O = H2+C02)的催化物質(zhì)。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了加氫處理的系統(tǒng)，包括:
[0058]反應(yīng)區(qū)域，催化劑位于其中；
[0059]提供適用于進(jìn)行加氫處理的材料的第一進(jìn)料口 ；
[0060]提供氫化試劑流以與所述材料混合時(shí)形成進(jìn)料流的第二進(jìn)料口，所述進(jìn)料流包含所述材料與所述氫化試劑的混合物；
[0061]布置為接收材料和氫流的進(jìn)料流通道，所述進(jìn)料流通道被進(jìn)一步布置為將所得到的進(jìn)料流導(dǎo)入催化劑位于其中的所述反應(yīng)區(qū)域中；
[0062]用于為所述反應(yīng)區(qū)域提供熱的熱源，從而在催化劑的存在下加熱所述進(jìn)料流以使所述材料的化學(xué)鍵斷裂，將所述進(jìn)料流加熱到至少這樣的溫度:在此溫度下催化劑可提供活化氫以與所述材料中斷裂的鍵反應(yīng)，從而使由所述材料形成的焦炭最小化；以及
[0063]用于將產(chǎn)品及進(jìn)料流中任何未反應(yīng)組分排出所述加氫處理系統(tǒng)的料流出口通道。
[0064]在一個(gè)實(shí)施方案中，氫化試劑為氫或含氫的反應(yīng)物。
[0065]應(yīng)當(dāng)理解的是，所述熱源可通過(guò)在所述材料的加氫處理期間發(fā)生的放熱反應(yīng)提供。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了加氫處理的系統(tǒng)，包括:
[0067]反應(yīng)區(qū)域，催化劑位于其中；
[0068]進(jìn)料流通道，其布置為引導(dǎo)進(jìn)料流以與位于反應(yīng)區(qū)域的所述催化劑接觸，從而使得進(jìn)料流在催化劑存在下至少部分反應(yīng)以形成產(chǎn)物流，所述進(jìn)料流包含適用于進(jìn)行加氫處理的材料和氫化試劑；
[0069]熱交換器，其布置為接收所述產(chǎn)物流，并將熱從產(chǎn)物流傳遞至進(jìn)料流；以及
[0070]用于將產(chǎn)品及進(jìn)料流中任何未反應(yīng)組分排出所述加氫處理系統(tǒng)的料流出口通道。
[0071]氫化試劑可為氫或含氫的反應(yīng)物。
[0072]第三或第四方面的系統(tǒng)的所述材料可為生物原油。第三或第四方面的系統(tǒng)的所述材料可為生物材料、醫(yī)藥材料或可加氫處理的但在不存在由催化劑提供的活化氫的情況下會(huì)發(fā)生不期望的反應(yīng)的任何材料?？衫帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員已知的各種方法，由生物質(zhì)的熱解或水熱處理或液化獲得綠色生物原油。
[0073]可使用目前已知或?qū)?lái)知道的各種加氫處理催化劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述催化劑為基于鎳的催化劑或基于鈷的催化劑。在一個(gè)特定實(shí)例中，催化劑為預(yù)硫化或原位硫化的NiMo催化劑。在另一個(gè)實(shí)例中，催化劑為預(yù)硫化或原位硫化的CoMo催化劑。在另一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑(或催化劑混合物)包含:能催化從進(jìn)料和/或氫化試劑(包括含氫氣流)原位形成活化氫的催化物質(zhì)。如果所述催化物質(zhì)可在低溫下催化活化氫的形成，則將是有利的。一個(gè)這樣的實(shí)例是可正向和/或反向催化水煤氣變換反應(yīng)(CCHH2O = H2+C02)的催化物質(zhì)。
[0074]應(yīng)當(dāng)理解的是:可以包含氫的氣流的方式提供氫。一個(gè)這樣的實(shí)例是來(lái)自固體或液體燃料的氣化/重整的合成氣(主要含CO和H2)。
[0075]第三或第四方面的系統(tǒng)可為獨(dú)立的系統(tǒng)，或者所述系統(tǒng)可為其他系統(tǒng)(例如石油精煉系統(tǒng))的部件。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0076]將僅通過(guò)舉例并參考【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方案，其中:
[0077]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的加氫處理方法的流程圖；以及
[0078]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的加氫處理系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方案
[0079]圖1示出了加氫處理的方法100。所述方法100通常涉及將適用于進(jìn)行加氫處理的材料與氫在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)。在以下描述中，所述材料為來(lái)自生物質(zhì)熱解的生物原油，盡管應(yīng)當(dāng)理解的是，所述材料可為，例如:由在水中處理生物質(zhì)獲得的綠色原油、生物材料、醫(yī)藥材料或可加氫處理的但在不存在由催化劑提供的活化氫的情況下會(huì)發(fā)生不期望的反應(yīng)的任何材料。
[0080]在該實(shí)施例中，所述方法100特別地涉及將所述材料和氫的混合物(也被稱為進(jìn)料流)直接進(jìn)料到反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)域中，其中所述反應(yīng)區(qū)域?yàn)樽阋允顾霾牧吓c氫的反應(yīng)在加氫處理催化劑的存在下發(fā)生的溫度。
[0081]快速且直接地將所述材料和氫的混合物進(jìn)料到所述反應(yīng)區(qū)域中，有利于所述材料中鍵斷裂與由加氫處理催化劑提供的活化氫之間的匹配。這可防止所述材料在催化劑上(包括其內(nèi)表面)形成焦炭，進(jìn)而防止催化劑的活性水平降低。
[0082]相反，傳統(tǒng)加氫處理方法通常包括:在所述材料與活化氫接觸之前將所述材料加熱至可形成焦炭的水平。
[0083]在所述材料與氫在催化劑存在下反應(yīng)之后，所得到的產(chǎn)物流(其在通過(guò)反應(yīng)區(qū)域后溫度相對(duì)較高)被引導(dǎo)至熱交換器。所述熱交換器有利于從所述產(chǎn)物流移除熱(例如通過(guò)冷凝所述產(chǎn)物流)并將從所述產(chǎn)物流移除的熱傳遞至所述進(jìn)料流。
[0084]從所述產(chǎn)物流移除熱可有利于降低產(chǎn)物流的溫度，從而防止由加氫處理過(guò)程形成的產(chǎn)物進(jìn)一步發(fā)生可降低產(chǎn)品品質(zhì)的任何不期望的熱反應(yīng)。在常規(guī)加氫處理系統(tǒng)中，熱是從來(lái)自反應(yīng)器內(nèi)的所述產(chǎn)物流移除到反應(yīng)器外部區(qū)域。鑒于所述反應(yīng)器可為壁相對(duì)厚的高壓反應(yīng)器，熱的跨壁傳輸可能比期望的更慢，并可能是限速步驟。
[0085]按照所述方法100將熱從產(chǎn)物流傳遞至進(jìn)料流有利于熱從產(chǎn)物流相對(duì)快速的移除。
[0086]傳遞熱至進(jìn)料流還可有利于提高加氫處理方法100的能量效率。例如，如果所述材料具有相對(duì)較高的水濃度，則在加氫處理?xiàng)l件下，由于溫度可能相對(duì)較高(此溫度下催化劑可提供活化氫，例如375°C或更高)，水很可能處于氣態(tài)。因此，將材料加熱到上述溫度時(shí)，材料中所含的水將蒸發(fā)，這需要大量能量。在某些情況下，水的蒸發(fā)潛熱(約2258kJ/kg)可高于將水加熱到反應(yīng)溫度所需要的顯熱(約4.18kJ/kg°C )。如上所述，反應(yīng)器通常具有相對(duì)厚的壁，因此，跨反應(yīng)器壁提供能量以加熱進(jìn)料生物原油并蒸發(fā)其中的水可變?yōu)橄匏俨襟E。
[0087]在所述方法100的實(shí)施方案中，從產(chǎn)物流傳遞至進(jìn)料流的熱可有利于蒸發(fā)所述材料中的水，以及通常將進(jìn)料流加熱到接近反應(yīng)溫度。這減少了需要從熱源(例如反應(yīng)器外部的熱源)提供的熱的量。
[0088]下面描述所述方法100的具體步驟。在圖1所示的實(shí)例中，所述方法100包括，第I步驟102:提供適用于進(jìn)行加氫處理的材料。如上所提及，本實(shí)施例中的材料為生物原油，盡管應(yīng)當(dāng)理解的是所述材料可為期望進(jìn)行加氫處理的任何材料。
[0089]在第二步驟104中，所述材料與氫氣混合以形成進(jìn)料流。之后在第三步驟106中，在催化劑存在下將所述進(jìn)料流加熱到至少這樣的溫度:在此溫度下所述催化劑具有顯著活性。
[0090]在第四步驟108中引導(dǎo)所述進(jìn)料流與所述催化劑接觸，從而使得進(jìn)料流中的所述材料和氫在催化劑存在下至少部分反應(yīng)以形成產(chǎn)物流。
[0091]應(yīng)當(dāng)理解的是，步驟106和108可合并為一步。
[0092]在第五步驟110中，將熱從產(chǎn)物流傳遞至進(jìn)料流，從而蒸發(fā)至少一部分所述進(jìn)料流中的水，以及將所述進(jìn)料流加熱。
[0093]布置為實(shí)施加氫處理方法100的示例性加氫處理系統(tǒng)200圖示于圖2中，下面進(jìn)行描述。
[0094]所述加氫處理系統(tǒng)200包括反應(yīng)器202，在該反應(yīng)器中適用于進(jìn)行加氫處理的材料與氫(或含氫的反應(yīng)物，例如主要含CO和H2的混合物)在催化劑存在下發(fā)生反應(yīng)。如上所提及，該實(shí)施例中，所述材料是生物原油。
[0095]催化劑204位于反應(yīng)器202的反應(yīng)區(qū)域206中。在該實(shí)施例中，催化劑204是預(yù)硫化的NiMo催化劑，但是應(yīng)當(dāng)理解的是所述催化劑204可為任何適用于生物原油與氫之間的反應(yīng)的催化劑(或催化劑混合物)。例如，催化劑可為基于鎳的催化劑或基于鈷的催化劑。在一個(gè)特定實(shí)施例中，催化劑為預(yù)硫化或原位硫化的NiMo催化劑。在另一個(gè)實(shí)施例中，催化劑為預(yù)硫化或原位硫化的CoMo催化劑。還可使用混合催化劑。在另一個(gè)實(shí)例中，催化劑(或催化劑混合物)包含:能催化從進(jìn)料和/或氫化試劑(包括含氫氣流)原位形成活化氫的催化物質(zhì)。如果所述催化物質(zhì)可在低溫下催化活化氫的形成，則將是有利的。一個(gè)這樣的實(shí)例是可正向和/或反向催化水煤氣變換反應(yīng)(CCHH2O = H2+C02)的催化物質(zhì)。
[0096]在該實(shí)例中，對(duì)應(yīng)于方法100中的步驟102，將生物原油通過(guò)第一入口 208輸入加氫處理系統(tǒng)200中。氫通過(guò)第二入口 210作為第一氫流被輸入。
[0097]將所述生物原油與所述第一氫流在它們進(jìn)入進(jìn)料流通道212時(shí)進(jìn)行混合(步驟104)以形成進(jìn)料流。所述進(jìn)料流通道212的功能為:引導(dǎo)所述進(jìn)料流通過(guò)反應(yīng)器202的熱交換區(qū)域214，以通過(guò)出口 216進(jìn)行分散。可在熱交換區(qū)域214中布置進(jìn)其他催化劑?；蛘?，熱交換區(qū)域214可至少部分填充有惰性固體，或者除了系統(tǒng)200的其他功能部件之外熱交換區(qū)域214是空的。
[0098]出口 216是流體分散裝置，布置其以當(dāng)進(jìn)料流流過(guò)出口 216時(shí)分散或霧化進(jìn)料流，并且所述流體分散裝置可為分配器或霧化器。出口 216將進(jìn)料流分散到反應(yīng)器202的反應(yīng)區(qū)域206中。
[0099]通過(guò)第三入口 218將第二氫流輸入加氫處理系統(tǒng)200。然后通過(guò)氫流通道219將第二氫流引導(dǎo)通過(guò)熱交換區(qū)域214以到達(dá)反應(yīng)器202的反應(yīng)區(qū)域206。第二氫流的功能為(除其他方面之外):將由加氫處理系統(tǒng)200產(chǎn)生的產(chǎn)物流的熱傳遞至進(jìn)料流(步驟110)。將在下文中詳細(xì)描述此步驟。
[0100]第二氫流與進(jìn)料流在反應(yīng)器202的反應(yīng)區(qū)域206中混合，并提供額外的用于氫化的氫，從而在加氫處理方法100中與生物原油反應(yīng)。
[0101]將進(jìn)料流(總體流向如箭頭220所示)加熱(步驟106)到至少這樣的溫度:在此溫度下催化劑204具有顯著活性。在該實(shí)例中，熱是通過(guò)布置為為反應(yīng)區(qū)域206提供熱的熱源222提供的。當(dāng)進(jìn)料流與催化劑204接觸時(shí)，可通過(guò)熱源222間接加熱進(jìn)料流。
[0102]進(jìn)料流被引導(dǎo)以與催化劑204接觸(步驟108)，以使得進(jìn)料流中的生物原油與氫可在所述催化劑204的存在下反應(yīng)以形成產(chǎn)物流。
[0103]一旦接觸催化劑204(該實(shí)例中其在升高的溫度下)，生物原油和氫就被快速加熱到反應(yīng)溫度。然后，生物原油和氫的混合物流體沿著反應(yīng)器202的長(zhǎng)度方向流動(dòng)，同時(shí)生物原油被連續(xù)加氫處理以形成產(chǎn)物流。
[0104]產(chǎn)物流(流向如箭頭224所示)被引導(dǎo)到直徑相對(duì)較小的產(chǎn)物流通道(或一組通道)226中。產(chǎn)物流通道226將產(chǎn)物流引導(dǎo)到熱交換線圈228。熱交換線圈228位于熱交換區(qū)域214中，布置其以有利于將產(chǎn)物流冷凝為液體，從而從產(chǎn)物流移除熱。使反應(yīng)產(chǎn)物流直接由熱反應(yīng)區(qū)域206通過(guò)直徑相對(duì)較小的產(chǎn)物流通道226和熱交換線圈228并快速冷卻產(chǎn)物流有利于防止經(jīng)加氫處理的產(chǎn)物的熱分解，加氫處理的產(chǎn)物的熱分解會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)的降低。
[0105]當(dāng)?shù)诙淞髁鬟^(guò)熱交換區(qū)域214時(shí)熱被傳遞至第二氫流(步驟110)。然后第二氫流可將從熱交換線圈228所獲得的熱傳遞至進(jìn)料流，例如當(dāng)?shù)诙淞髋c進(jìn)料流混合時(shí)。
[0106]第二氫流在加氫處理方法100中提供多項(xiàng)功能。當(dāng)?shù)诙淞髁鬟^(guò)氫流通道219時(shí)，第二氫流將環(huán)繞進(jìn)料流通道212 (運(yùn)送生物原油-氫混合物)的外部流動(dòng)。這有利于防止在進(jìn)料流混合物與催化劑204接觸之前，進(jìn)料流混合物被加熱至升高的溫度。否則，可產(chǎn)生過(guò)量的焦炭。
[0107]此外，如上所述，第二氫流將環(huán)繞熱交換線圈228流動(dòng)。由于其高熱傳導(dǎo)性，第二氫流將有效地冷卻在熱交換線圈228內(nèi)流動(dòng)的經(jīng)加氫處理的產(chǎn)物流，并將熱從產(chǎn)物流傳遞至反應(yīng)器202內(nèi)的反應(yīng)區(qū)域206中，生物原油和氫的混合物與催化劑204在該區(qū)域接觸。這是高熱量需求的區(qū)域，其中生物原油被加熱且生物原油中的水被蒸發(fā)。
[0108]第二氫流還將與生物原油和氫的進(jìn)料流混合，以變?yōu)榧託涮幚矸磻?yīng)所需要的氫的一部分。
[0109]然后，現(xiàn)已冷凝并冷卻的產(chǎn)物流通過(guò)產(chǎn)物流出口 230自所述加氫處理系統(tǒng)200流出，產(chǎn)物流可被進(jìn)一步加工或用作生物燃料。
[0110]如上所述，方法100和系統(tǒng)200提供了減少焦炭形成及提高加氫處理工藝能量效率的優(yōu)點(diǎn)。
[0111]關(guān)于最小化焦炭形成，利用圖2所示的系統(tǒng)200的某些特性，對(duì)生物原油的加氫處理在實(shí)驗(yàn)室的各種規(guī)模下進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)。
[0112]利用預(yù)硫化的NiMo催化劑，示出系統(tǒng)200通過(guò)鍵斷裂與活化氫供應(yīng)的匹配可有效的最小化催化劑表面上的焦炭形成。
[0113]首先，系統(tǒng)200可有效防止在生物原油與催化劑204(可提供活化氫)接觸之前，生物原油被加熱到升高的溫度。如圖2所示，生物原油進(jìn)料與氫氣在室溫下(或相對(duì)較低的溫度下)混合。向生物原油進(jìn)料中加入氫以增加油進(jìn)料流通道212中生物原油的線速度(并因此降低其停留時(shí)間)，從而防止生物原油在與催化劑接觸之前被加熱到升高的溫度。
[0114]其次，只有當(dāng)其與催化劑-氫系統(tǒng)接觸時(shí)，生物原油才會(huì)被迅速加熱。這意味著由生物原油分子的分解所形成的自由基將立即與形成于催化劑表面處或形成于催化劑表面上的活化氫接觸。如上所討論，這有效地使焦炭形成最小化。在這種布置下，催化劑204可被加熱并保持在相對(duì)較高的溫度下。例如，預(yù)硫化的NiMo催化劑可被維持在高達(dá)375°C以及更高，在此溫度下所述催化劑具有充分的活性以產(chǎn)生大量活化氫(例如氫原子)，從而穩(wěn)定自由基而沒(méi)有顯著焦炭形成。
[0115]關(guān)于提高加氫處理工藝的能量效率，如圖2所述，加氫處理熱產(chǎn)物流將流過(guò)熱交換線圈228以在流出系統(tǒng)200之前被冷卻。相對(duì)較冷的第二氫流在熱交換線圈228外流動(dòng)。由產(chǎn)物流中蒸氣的冷凝所釋放的熱以及由熱產(chǎn)物冷卻釋放的熱，被傳遞至區(qū)域214中的催化劑或惰性固體或流動(dòng)的氣體，然后再被傳遞至反應(yīng)器202中相對(duì)較冷的生物原油進(jìn)入的區(qū)域中的催化劑204。通過(guò)內(nèi)部熱交換系統(tǒng)的這種布置，相當(dāng)一部分從產(chǎn)物流釋放的熱被用于加熱進(jìn)料流，以及使進(jìn)料流中的水蒸發(fā)。這體現(xiàn)出加氫處理系統(tǒng)200中對(duì)熱供應(yīng)和需求的有效管理，因此提高了該系統(tǒng)的能量效率。
[0116]方法100和系統(tǒng)200可有利于克服生物原油的加氫處理中遇到的某些問(wèn)題，特別是上文所述的催化劑表面上焦炭形成及能量效率的問(wèn)題。在所述方法100和系統(tǒng)200中可使用市售硫化的NiMo催化劑以加氫處理生物原油，從而制造液態(tài)“直接使用(drop-1n) ”生物燃料，其可與石油/汽油和/或柴油混合。這在生物精煉領(lǐng)域中有利，其有助于使液態(tài)生物燃料具有商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
[0117]除了從生物質(zhì)的熱解得到的生物原油，還有許多需要在升高溫度下進(jìn)行熱化學(xué)處理/加工的其他熱不穩(wěn)定材料。例如，在超臨界/亞臨界水中由生物質(zhì)處理生產(chǎn)的綠色原油也能利用本文所述的方法100和系統(tǒng)200進(jìn)行加氫處理。
[0118]方法100和系統(tǒng)200還可應(yīng)用于生物/醫(yī)藥材料或任何其他熱敏感材料的熱化學(xué)處理中，這些材料在不存在其他反應(yīng)物(例如氫)的情況下傾向于形成焦炭或發(fā)生其他副反應(yīng)。
[0119]除了上文所述內(nèi)容之外，在不偏離發(fā)明的基本概念的情況下，相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員可對(duì)其作出各種改變和修飾。所有這些改變和修飾都被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，其性質(zhì)從前文所述內(nèi)容確定。
[0120]例如，還應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管從產(chǎn)物流向進(jìn)料流的傳熱已被描述為發(fā)生于反應(yīng)器202內(nèi)部，系統(tǒng)200還可被布置成使得至少一部分傳熱過(guò)程發(fā)生于反應(yīng)器外部。例如，熱交換線圈228可設(shè)置于反應(yīng)器202的外部，并且至少一部分第二氫流，在被導(dǎo)入反應(yīng)區(qū)域206 (第二氫流在該區(qū)域可將熱傳遞至進(jìn)料流)之前，可環(huán)繞熱交換線圈228流動(dòng)以從中獲得熱。
[0121]在本發(fā)明說(shuō)明書中，除了需要由于明確語(yǔ)言或必要的暗示的其他情況的上下文之夕卜，措辭“包括”或其變體例如“包含”或“含有”都以包括在內(nèi)的方式使用，也即限定存在所述特征，但不排除存在或加入本發(fā)明各種實(shí)施方案中的其他特征。
【權(quán)利要求】
1.一種加氫處理方法，所述方法包括以下步驟: 提供適用于進(jìn)行加氫處理的材料； 將所述材料與氫化試劑混合以形成進(jìn)料流，所述進(jìn)料流包含所述材料和所述氫化試劑的混合物；以及 在催化劑的存在下加熱所述進(jìn)料流以使所述材料的化學(xué)鍵斷裂，將所述進(jìn)料流加熱到至少這樣的溫度:在所述溫度下所述催化劑可提供活化氫以與所述材料中斷裂的鍵反應(yīng)，從而使由所述材料形成的焦炭最小化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氫化試劑為氫或含氫反應(yīng)物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中通過(guò)與所述催化劑接觸來(lái)加熱所述進(jìn)料流，所述催化劑已被加熱到至少這樣的溫度:在所述溫度下所述催化劑可提供活化氫以與所述材料中斷裂的鍵反應(yīng)，從而使由所述材料形成的焦炭最小化。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，還包括以下步驟:于在所述催化劑存在下加熱所述進(jìn)料流之前，使所述進(jìn)料流保持在預(yù)定溫度以下，在所述預(yù)定溫度下由所述材料形成的焦炭量將顯著降低所述催化劑的活性。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中通過(guò)將所述氫化試劑與所述材料混合來(lái)使所述進(jìn)料流保持在所述預(yù)定溫度以下，以使得在與所述催化劑在第二區(qū)域中接觸之前，所述進(jìn)料流具有足以降低所述材料在第一區(qū)域中的停留時(shí)間的線性速率，所述第一區(qū)域的溫度處于或高于所述預(yù)定溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的方法，其中通過(guò)將所述進(jìn)料流直接引導(dǎo)至所述第二區(qū)域中來(lái)保持所述進(jìn)料流低于所述預(yù)定溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中將所述進(jìn)料流引導(dǎo)通過(guò)具有進(jìn)料流出口的通道，所述進(jìn)料流可從所述進(jìn)料流出口流出，所述進(jìn)料流出口被布置于所述第二區(qū)域處或鄰近所述第二區(qū)域，以使得至少一部分從所述進(jìn)料流出口流出的所述進(jìn)料流直接流入到所述第二區(qū)域中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在所述進(jìn)料流出口處提供有流體分散裝置，從而當(dāng)所述進(jìn)料流流過(guò)所述進(jìn)料流出口時(shí)分散或霧化所述進(jìn)料流。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，還包括以下步驟: 引導(dǎo)所述進(jìn)料流以與所述催化劑接觸，從而使得所述進(jìn)料流在所述催化劑存在下至少部分反應(yīng)以形成產(chǎn)物流；以及 將熱從所述產(chǎn)物流傳遞至所述進(jìn)料流。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中使用氫流以將熱從所述產(chǎn)物流傳遞至所述進(jìn)料流。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中引導(dǎo)所述氫流以使得至少一部分所述氫流從熱交換器獲得熱，所述產(chǎn)物流流過(guò)所述熱交換器。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的方法，其中通過(guò)將所述氫流與所述進(jìn)料流混合來(lái)將由所述氫流獲得的熱傳遞至所述進(jìn)料流。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的方法，其中將所述氫流用于所述催化劑存在下的所述反應(yīng)中。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述進(jìn)料流流過(guò)第一區(qū)域以在第二區(qū)域中反應(yīng)，并將所得到的產(chǎn)物流引導(dǎo)至所述第一區(qū)域，在所述第一區(qū)域熱從所述產(chǎn)物流被傳遞至所述進(jìn)料流。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第一區(qū)域和第二區(qū)域在反應(yīng)器的內(nèi)部。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中至少一部分所述第一區(qū)域在反應(yīng)器的外部，并且所述第二區(qū)域在所述反應(yīng)器的內(nèi)部。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述產(chǎn)物流經(jīng)由所述第二區(qū)域被引導(dǎo)至所述第一區(qū)域。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述材料為生物原油。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述材料為生物材料、醫(yī)藥材料或可加氫處理的但在不存在由催化劑提供的活化氫的情況下能進(jìn)行不期望的反應(yīng)的任何材料。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述催化劑為基于鎳的催化劑或基于鈷的催化劑。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述催化劑為預(yù)硫化或原位硫化的NiMo催化劑，或預(yù)硫化或原位硫化的CoMo催化劑。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述催化劑包含:能催化由所述進(jìn)料流和/或氫化試劑原位形成活化氫的催化物質(zhì)。
23.—種加氫處理方法，所述方法包括以下步驟: 引導(dǎo)進(jìn)料流與催化劑接觸，以使得所述進(jìn)料流在所述催化劑存在下至少部分反應(yīng)以形成產(chǎn)物流，所述進(jìn)料流包含適用于進(jìn)行加氫處理的材料和氫化試劑；以及 將熱從所述產(chǎn)物流傳遞至所述進(jìn)料流。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述氫化試劑為氫或含氫反應(yīng)物。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或權(quán)利要求24所述的方法，其中所述進(jìn)料流包含水，并且將熱從所述產(chǎn)物流傳遞至所述進(jìn)料流有利于蒸發(fā)所述進(jìn)料流中的至少一部分水。
26.根據(jù)權(quán)利要求23至25中任一項(xiàng)所述的方法，其中使用氫流以將熱從所述產(chǎn)物流傳遞至所述進(jìn)料流。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中引導(dǎo)所述氫流以使得至少一部分所述氫流從熱交換器獲得熱，所述產(chǎn)物流流過(guò)所述熱交換器。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或權(quán)利要求27所述的方法，其中通過(guò)將所述氫流與所述進(jìn)料流混合來(lái)將由所述氫流獲得的熱傳遞至所述進(jìn)料流。
29.根據(jù)權(quán)利要求26至28中任一項(xiàng)所述的方法，其中將所述氫流用于所述催化劑存在下的所述反應(yīng)中。
30.根據(jù)權(quán)利要求23至29中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述進(jìn)料流通過(guò)第一區(qū)域以在所述催化劑位于其中的第二區(qū)域中反應(yīng)，并將所得到的產(chǎn)物流引導(dǎo)至所述第一區(qū)域，在所述第一區(qū)域?qū)釓乃霎a(chǎn)物流被傳遞至所述進(jìn)料流。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述第一區(qū)域和第二區(qū)域在反應(yīng)器的內(nèi)部。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中至少一部分所述第一區(qū)域在所述反應(yīng)器的外部，并且所述第二區(qū)域在所述反應(yīng)器的內(nèi)部。
33.根據(jù)權(quán)利要求30至32中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述產(chǎn)物流從所述第二區(qū)域或經(jīng)由所述第二區(qū)域被引導(dǎo)至所述第一區(qū)域。
34.根據(jù)權(quán)利要求23至33中任一項(xiàng)所述的方法，還包括以下步驟:在催化劑的存在下加熱所述進(jìn)料流以使所述材料的化學(xué)鍵斷裂，將所述進(jìn)料流加熱到至少這樣的溫度:在所述溫度下所述催化劑可提供活化氫以與所述材料中斷裂的鍵反應(yīng)，從而使由所述材料形成的焦炭最小化。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，還包括以下步驟:于在催化劑存在下加熱所述進(jìn)料流之前，使所述進(jìn)料流保持在預(yù)定溫度以下，在所述預(yù)定溫度下由所述材料形成的焦炭量將顯著降低所述催化劑的活性。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中通過(guò)將所述氫化試劑與所述材料混合來(lái)使所述進(jìn)料流保持在所述預(yù)定溫度以下，以使得在與所述催化劑在第二區(qū)域中接觸之前，所述進(jìn)料流具有足以降低所述材料在第一區(qū)域中的停留時(shí)間的線性速率。
37.根據(jù)權(quán)利要求35或權(quán)利要求36所述的方法，其中通過(guò)將所述進(jìn)料流直接引導(dǎo)至所述第二區(qū)域中來(lái)保持所述進(jìn)料流低于所述預(yù)定溫度。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中將所述進(jìn)料流引導(dǎo)通過(guò)具有進(jìn)料流出口的通道，所述進(jìn)料流可從所述進(jìn)料流出口流出，所述進(jìn)料流出口被布置于所述第二區(qū)域處或鄰近所述第二區(qū)域，以使得至少一部分從所述進(jìn)料流出口流出的所述進(jìn)料流直接流入到所述第二區(qū)域中。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中在所述進(jìn)料流出口處提供有流體分散裝置，從而當(dāng)所述進(jìn)料流流過(guò)所述進(jìn)料流出口時(shí)分散或霧化所述進(jìn)料流。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中所述流體分散裝置為分配器或霧化器。
41.根據(jù)權(quán)利要求23至40中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述材料為生物原油。
42.根據(jù)權(quán)利要求23至40中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述材料為生物材料、醫(yī)藥材料或可加氫處理的但在不存在由催化劑提供的活化氫的情況下能進(jìn)行不期望的反應(yīng)的任何材料。
43.根據(jù)權(quán)利要求23至42中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述催化劑為基于鎳的催化劑或基于鈷的催化劑。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其中所述催化劑為預(yù)硫化或原位硫化的NiMo催化劑，或所述催化劑為預(yù)硫化或原位硫化的CoMo催化劑。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中所述催化劑包含:能催化由所述進(jìn)料流和/或氫化試劑原位形成活化氫的催化物質(zhì)。
46.一種加氫處理系統(tǒng)，包括: 反應(yīng)區(qū)域，催化劑位于其中； 第一進(jìn)料口，用于提供適用于進(jìn)行加氫處理的材料； 第二進(jìn)料口，用于提供氫化試劑流以當(dāng)與所述材料混合時(shí)形成進(jìn)料流，所述進(jìn)料流包含所述材料與所述氫化試劑的混合物； 進(jìn)料流通道，布置為接收所述材料和所述氫流，所述進(jìn)料流通道還被布置為將所得到的進(jìn)料流引導(dǎo)至所述催化劑位于其中的所述反應(yīng)區(qū)域；以及 熱源，用于為所述反應(yīng)區(qū)域提供熱，從而在所述催化劑的存在下加熱所述進(jìn)料流以使所述材料的化學(xué)鍵斷裂，將所述進(jìn)料流加熱到至少這樣的溫度:在所述溫度下所述催化劑可提供活化氫以與所述材料中斷裂的鍵反應(yīng)，從而使由所述材料形成的焦炭最小化； 料流出口通道，用于將產(chǎn)品及所述進(jìn)料流中任何未反應(yīng)組分排出所述加氫處理系統(tǒng)。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中所述氫化試劑為氫或含氫反應(yīng)物。
48.根據(jù)權(quán)利要求46或權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中所述熱源通過(guò)在所述材料的加氫處理期間發(fā)生的放熱反應(yīng)提供。
49.一種加氫處理系統(tǒng)，包括: 反應(yīng)區(qū)域，催化劑位于其中； 進(jìn)料流通道，布置為引導(dǎo)進(jìn)料流與位于所述反應(yīng)區(qū)域的所述催化劑接觸，從而使得所述進(jìn)料流在所述催化劑存在下至少部分反應(yīng)以形成產(chǎn)物流，所述進(jìn)料流包含適用于進(jìn)行加氫處理的材料和氫化試劑； 熱交換器，布置為接收所述產(chǎn)物流，并將熱從所述產(chǎn)物流傳遞至所述進(jìn)料流；以及 料流出口通道，用于將產(chǎn)品及所述進(jìn)料流中任何未反應(yīng)組分排出所述加氫處理系統(tǒng)。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的加氫處理系統(tǒng)，其中所述氫化試劑為氫或含氫反應(yīng)物。
51.根據(jù)權(quán)利要求46至50中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述材料為生物原油。
52.根據(jù)權(quán)利要求46至50中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述材料為生物材料、醫(yī)藥材料或可加氫處理的但在不存在由催化劑提供的活化氫的情況下能進(jìn)行不期望的反應(yīng)的任何材料。
53.根據(jù)權(quán)利要求46至52中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述催化劑為預(yù)硫化或原位硫化的NiMo催化劑，或所述催化劑為預(yù)硫化或原位硫化的CoMo催化劑。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)，其中所述催化劑包含:能催化由所述進(jìn)料流和/或氫化試劑原位形成活化氫的催化物質(zhì)。
55.根據(jù)權(quán)利要求46至54中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)為例如石油精煉系統(tǒng)的其他系統(tǒng)的部件。
【文檔編號(hào)】C10G1/06GK104508085SQ201380039059
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2013年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月25日
【發(fā)明者】李春柱, 理查德·古納萬(wàn), 莫爾塔扎·戈利扎德, 維拉烏特·猜瓦 申請(qǐng)人:科廷科技大學(xué)