結合脫金屬與用純或不純的氧化化合物將原油、殘渣或重油轉化成輕質液體的深度轉化的制作方法

專利名稱：結合脫金屬與用純或不純的氧化化合物將原油、殘渣或重油轉化成輕質液體的深度轉化的制作方法
技術領域：
本發明涉及本發明一般涉及烴的轉化，更具體地涉及將含雜質的重質烴轉化成能被分離成傳統產物餾分的輕質烴。
2．現有技術描述眾所周知，所有精制工藝留下難熔性或固態的重質殘渣，這些殘渣難以應用和處理。同樣眾所周知的是，油井經常遇到含有沉積物的原油，其特征是很高的密度和很高的粘度，因此難以運輸。這些原油的特征還在于高的金屬含量，例如鎳和釩、沉降物和淤渣、硫、鹽，此處只提及主要的雜質，它們構成任何類型催化劑的毒物。此外，不論如何，不可能完全避免這些組分在與這些原油接觸的任何物質上沉積。因此，應該理解如果使用催化劑，其全部表面和全部孔將迅速地被覆蓋，催化劑將完全無活性那么催化劑將僅僅占據反應器的空間，甚至如果沉積物通過由沉降物、鎳、釩、瀝青、所產生的碳化合物等組成的膠泥而在催化劑中積累顆粒，將有堵塞反應器的危險。
我們知道例如FCC工藝，其中試圖通過在再生爐中燃燒來調整碳沉積物，但是這要求催化劑在反應器和再生爐之間進行復雜的循環。此外，所述催化劑的循環產生棘手的侵蝕問題，這是由兩種情況造成的，即，物質本身的實際磨損，有時出現穿孔；以及催化劑一旦磨損就產生對人體有害的粉塵，且不論使用如何大型和先進的過濾器都不能阻止粉塵。由于所有遇到的限制和要采取的權衡措施，這種裝置只能處理減壓餾分(DsV)，即，通過從物料中除去減壓殘渣(RsV)來進行處理，其中在減壓殘渣中濃縮金屬、沉降物等。此外，用于燃燒所得焦炭的再生爐使用約700℃的最低溫度，以便進行燃燒。從再生爐排出、并在該過高溫度下輸送至反應器內的催化劑導致大量產生氣態產物，以及在與過熱催化劑第一次接觸時損失大量氫的高級芳族重質產物。此外，不可能改變液態轉化產物的分布狀況，這進一步伴隨大量氣體C1、C2和LPG C3、C4。
FCC僅僅使碳和氫在分子中的分布重排其從高分子量分子(高沸騰溫度)中抽取氫來產生輕質分子，但C4、C3、C2以及特別是Cl(CH4)占氫的很大一部分。甚至有純的氫氣排出。結果，已知作為HCO的重質餾分的含氫量低，不能循環用于新的轉化。所以，在良好的氫/碳比率的轉化期間的守恒是重要的。
加氫裂解的目的準確地是通過以有效的方式向物料中加氫來升高H/C比率。這種消耗氫氣的方法要求使用產生氫氣的裝置，該裝置使用大量能量和含氣態烴的物質(通常當CnH(2n+2)用作原料時使用含CO2的物料)。另外，氫氣僅僅在大于100巴的壓力下具有活性，這使裝置必須具有很大的厚度。為了說明其思想，在約450℃的溫度下在150巴下氫氣的存在提出棘手的技術問題，特別是關于適用于這些用途的特定合金鋼的特點。此外，被氫飽和的轉化產物是高級烷烴，所以給出辛烷值差的汽油。所以，必要的是使用能除氫的催化重整裝置，以增加辛烷值。看似矛盾的是，在這些操作中從在高難度下向產物中加氫開始，然后卻要強制除氫。因此，易于理解為什么重要的是在所有這些有關含氫量的操作中避免無效操作。
一些研究試圖生產活潑氫，表示為H，以便將氫引入缺氫物料中。所述H的生成需要大量能量，該能量在最終反應時返回，并“毀掉”所述烴分子，有可能釋放出碳。結果，由于完全脫氫而生成不飽和氣體(通常為物料的20-40％)，而不是在物料中引入氫。
其它研究工作使用在40巴下在1100-1200℃下過熱的氫氣來進行，其中裂化反應時間為60秒，以將油和重油的殘渣進行加氫熱裂解，例如B.SCH_TZE和H.HOFMAN在Erd_l und Kohle-Erdgas-Petrochemievereinigt mit Brennstoff-Chemie 1983,36No.10,457-461中所報告的那些。所得結果總是包括高氣體比例(12-27％)和大量焦炭。從熱動力學角度出發，這兩種方法不是有效的，如通過所有得到的實踐結果(過量產生氣體和焦炭)所證實。
眾所周知，構成減壓殘渣的分子可用減粘裂化爐進行熱“振動”，以“降低”粘度。這產生另外少量的通常用FCC轉化的物料。那么存在減粘裂化爐殘渣，其通常稱作閃蒸減粘裂化爐殘渣(RVR)，該殘渣只能用作重工業燃料，如果向其中加入輕質產物例如粗柴油或LCO(FCC粗柴油)以達到正常粘度。
這些例子說明包括重復處理和再處理的精制操作的復雜性。必須在接近20℃的溫度和接近1大氣壓的正常條件下關注物質的物理狀態(液體、固體或氣體)。
我們也知道焦化裝置，該裝置能處理殘渣以釋放液體，同時不生成固體碳，固體碳將具有與煤同樣的用途(也有同樣的難度)。
我們還知道有人嘗試改進靈活焦化裝置，其實際上包括將制得的焦炭氣化。氣化需要象焦化裝置那樣大的設備。其中用不能燃燒的氣體使精煉飽和，這種氣體必須輸出或用于其它目的，而不是精制操作所嚴格要求的那些(即，產生電力)。
我們也知道對加氫轉化RsV的嘗試，稱作HYCON工藝，該工藝將消耗約2.3％氫。被轉化的41％必須通過FCC操作，這存在相關提及的所有問題，特別是關于H2的直接泄漏和在氣體如CH4和C2H6中所含氫的損失。
這兩種工藝過于復雜，最終難以實施有效的精制流程。
FW和UOP在1997年10月27日報告他們實施一種催化工藝，稱為水轉化工藝(AQUACONVERSION PROCESS)以及UNION CARBIDE作為催化劑。實踐中，針對催化劑的一般問題仍然未解決。ELF ANTAR也公開了制備含10和20％水的Aquzole，只能穩定15天至一個月。
發明概述上述一個或多個問題可通過本發明的實施方案來解決。
參見

圖1，一個實施方案包括一種通過水或在600-800℃之間適當過熱的氧化氣體的幫助下將烴轉化成液體(汽油、粗柴油、燃料)的方法，其中烴是固態或具有高沸騰溫度，含有金屬、硫、沉降物。該方法包括將物料5在加熱器8中預熱至比反應器10的選定溫度低的溫度。通過注射器4將該物料注入空反應器10(即，不含催化劑)中。用來自過熱器2的氣體或過熱蒸汽的射流處理物料，以活化物料。使物料中的活化產物在選定溫度和選定壓力下在反應器中穩定，然后從一系列萃取器13中通過，以分離重質和輕質烴，并使物料脫金屬。以水/烴乳液形式出現的有用產物通常在破乳器16中破乳，形成含有不同雜質的水。含有輕質相的最終的烴在加熱器98中進行加熱，并根據與13相似的萃取器18的精制要求而分離成傳統產物的餾分。
附圖簡述本發明的其它目的和優點將在以下詳細說明和參考附圖中表現出來，其中圖1顯示根據本方法用于含烴產物的蒸汽轉化的一個實施方案的單元工藝流程。
圖2顯示一個實施方案中所用的萃取器/分離器。
圖3顯示一個實施方案中所用的反應器。
圖4顯示在非干燥國家中，根據本方法用于含烴產物的蒸汽轉化的單元工藝流程。
圖5顯示在缺乏水資源的沙漠地區中實施的同樣流程。
圖6顯示為了將鉆井或煉油廠的過量氣體轉化成液體而實施的同樣流程。
圖7顯示用于將重質餾分和油轉化成輕質餾分的工業中試，其中中試在總供應速率為5千克/小時，或2千克/小時常壓殘渣或1.5千克/小時減壓殘渣下操作。
圖8顯示在另一個實施方案中的工藝流程。
圖9顯示在另一個實施方案中的工藝流程。
圖10顯示在另一個實施方案中的工業中試。
雖然本發明可進行各種改進和采取其它形式，特定的實施方案通過附圖中的例子來說明，并將在此詳述。但是應該理解，附圖和詳述并不將本發明限制于特定的公開形式，恰恰相反，其目的是覆蓋全部改進、相等的情況和在所附權利要求中定義的本發明精神和范圍內的其它情況。
優選實施方案的詳細描述各種實施方案的特征是以下描述的不同特點，其可獨立或一起考慮，給出的列表用于說明目的，并不是全封閉的。
(1)物料按照原樣使用。在煉油廠中，我們的工藝稱作CPJ，該工藝能普遍接受原油、常壓殘渣(Rat)、減壓殘渣(RsV)或重質餾分。
(2)該方法從不使用任何要求必須能經受大氣壓的壓碎強度的大型蒸餾塔的減壓工藝。
(3)使用作為能量媒介物的氣體或蒸氣來處理引入的物料。
*如果該方法在煉油廠中進行，蒸氣優選是蒸汽。
*如果該方法在干燥或沙漠地區進行，氣體優選是N2+CO2(即，直接使用從爐中排出的煙霧)。
*任何組合是可能的，并經過試驗。例如-在包括氫氣裝置的煉油廠中，可使用由Benffield氫氣脫碳裝置脫除的CO2；-可使用CO2氣體+H2O(蒸汽)混合物；-可使用在脫碳之前從Benffield氫氣生產裝置排出的CO2+xH2的混合物，它是為所制備的汽油的辛烷值提供一些益處的混合物；-CO2+xH2或CO2+H2+H2O是合適的。
最有利的氣體或蒸氣將含有氧和/或氫。這些組分可結合或混合，例如或仍然是從Bensfiel裝置在轉化之后和在氫氣生產裝置中脫碳之前得到的CO2+H2。純N2是可接受的，但不是很有利的。可以只與優選來源于燃燒煙霧中的CO2一起選擇N2。
O2的直接引入需要特別小心地注射。例如，有可能用預注射器注入。(在這種情況下，不需要純O2。空氣(O2+4N2)是足夠的。)另外考慮將過量的輕質氣體(C1、C2)再吸收成主要的化學能量，在特定的萃取器中在200-220℃、20-30巴下部分回收該物質。這顯示CPJ方法的極度靈活性的另一方面。硫不妨礙該方法，并可能甚至是有益的(除考慮耐侵蝕性以外)。
(4)在傳統的爐中加熱、預熱或制備氣體。
(5)將新鮮的物料和任何循環的組分在傳統的爐中或通過一系列傳統的熱交換器適當地預熱。
(6)通過注射器將物料注入反應器中，形成預熱物料和氣體射流之前的緊密接觸，在膨脹期間，適當地預熱(或在純蒸汽的情況下過熱)。該注射器也將形成物質和氣體的自由射流，其不與任何材料壁接觸，以促進反應的引發。由注射器中的溫度、流速和膨脹速率決定的能量供應釋放出有用量的機械能，其提供對引發反應必要且剛好充足的能量供應，且不破壞分子附近的氫，并且不產生如FCC中出現的使分子裂化成很小片段的能量。
(7)裂化反應器是空的容器。不使用催化劑。該反應器使得反應由注射器引發以達到平衡。壓力減少了必要的體積，并提高工藝過程達到平衡的速度。在反應器內不存在任何物質，這表現出不具有任何反應劑停滯點的優點，其中停滯點的存在導致裂化時間過長，結果引起碳沉積物。
(8)產物、蒸氣和氣體隨后在接近大氣壓的壓力下在從裂化反應器排出時發生膨脹。如果為了回收初始氣體中的碳而引入2CH4+O2或2CO+4H2，那么將裂化反應器的出口冷卻至200-220℃，且不破壞壓力，這有可能作為第二種能力來建立加入CO+H2的反應平衡，該反應得到-CH2-，它連接于用于這種情況的H2O/烴乳液中所含的物質上。
CO+H2還能提供官能嵌段-C:_H’＇H這在其本身上加入不飽和鍵，得到醛，最簡單的例子是
＇H所有這些反應有助于生成液體并消除或阻止氣體的產生。然后，產物在大氣壓下膨脹。
(9)在所有情況下，將它們適當地冷卻，并通過一系列特定裝置分離，這些設備用于在根據產物的物理特性適當選擇的溫度下從輕質氣相中分離重質液相。
(10)將不符合所選標準的重質產物與新鮮物料一起循環。
(11)對符合所選標準的輕質產物進行萃取。在蒸汽的存在下，它們表現為很穩定的能容易破乳的水/烴乳液的形式。
(12)重質分子的裂化在受控方式下在所有這些工藝中進行。粗略地說，可以在注射器中的每一次操作時使分子的重量一分為二，轉化率為(1-1/e=0.63)。所以，該方法剛好改變產物的H/C比率。
(13)對分子裂化的控制使得有可能通過絕不施加形成氣體所需的能量和通過選擇反應器內不利于這種氣體出現的分子平衡條件來避免產生氣體。
(14)有用的產物可以是經過水化并由11中所述的乳液組成；或是無水的，通過萃取脫水獲得。
上述方法本身都不是關鍵的，可通過其它方式來補償產量較低、轉化率較低、能耗較高或固體碳的產量較大的缺陷。
根據一個實施方案的另一系列特點，十分關注在處理期間對物質的限制。
盡管這僅僅是很粗略和不完全的解釋，但可以想象，在熱學方面，熱量以分子機械振動的形式儲存。振動產生機械約束，這是由于與物料有關的慣性在分子中部是最高的，如果振動是適中的。這些約束隨后引起分子中部的斷裂。分子受熱越高(或更通常的是，其必須儲存更多的任何種類的能量)，振動就越強。在此方面，它將根據諧振方式由數個振動反波節和波谷振動，例如從鋼琴弦或旗子升降索在強風中的波動，或也可通過正在振動的長棒觀察到的那些現象。因為振動波谷是最大約束的位置，所以分子將在這些點斷裂，即在其長度的1/3、1/4處等。這解釋如果分子過度受熱(如果在其中傳遞過多能量)，其將斷裂成很小的片段，直至產生CH4、甚至是碳C為止。
對于這種簡單的解釋，也可理解為，由于分子的長度增加(因此分子更大和更重)，分子將具有更多的振動單元，使攪動的外側單元保持在一起的中心單元將受到較強的約束，以將所述外側單元保持在一起。當這種約束過大時，分子斷裂。
該例子可用于解釋為什么分子越重，其在不裂化的情況下的耐熱能力越低。為了說明這一概念，CH4不能經受高于700℃的溫度，且重質殘渣不能經受高于430℃的溫度。關于裝置的選擇，這些約束也通過由千卡/小時/平方米表示的可接受的最大熱流，或者也可通過在熱壁與冷流體之間的可接受的溫差來表示。臨界值取決于在操作條件下以其物理狀態(液體、固體或蒸氣)為特征的所考慮的產物。因此，獲得處理產物時可能出現的實踐知識是很重要的。
以下實施例將解釋與簡單分子的關系，如通常的C10H8，由兩個芳核構成。
注意6個芳族碳原子的每個環_，A表示環，¨表示每個核中的雙鍵。
_:_在此表示兩個_碳連接在一起。
如果__過度受熱，它失去氫，成為高度活性的，從而產生_:_ _:_+ ¨_:_ _:_
tf=80℃tf=278℃Téb=218℃ Téb=350(升華)d=0.963d=1.36n=1.60(液體) n=1.88
我們從固體/液體得到很硬的固體(由于同樣原因，必須注意含20個碳的分子構成通常稱作粗柴油或輕質民用燃料的產品)。一個實施方案的另一個特征因此包括防止出現這種現象。
觀察到新斷裂的鏈自然地在與斷裂成直角時是很活潑的，極性分子H_H(水)本身容易地附著于所述斷裂處，就象_C_那樣(二氧化碳)。
一個實施方案的另一個特征在于在轉化工藝中引入氧氣。
為了更好地理解本方法的獨特之處和高度的發明特點，我們將提供關于操作和注意事項的解釋。為此，我們再次選擇C20族作為例子C20H14_2Tf=300℃ Téb=SubH_,_:_-_:_,_HC20H14 Tf=188℃ Téb=452Sub_:_-_:AC20H14_ Tf=81℃ Téb=264/15mm _:_-_-_:_用外側的OH替代氫不是很好的(熔化溫度從188℃至300℃)。如果O消除C-C鍵，則獲得有益的效果(熔化溫度從188℃至81℃)。
現在我們將考慮這樣的情況，其中分子C20H14在引起振動的適當溫度下弱化，并將分子H_H(H2O)送至中心鍵
H H__:_-_:_ _:A-_H +_:_Tf=188℃ Tf=123℃ Tf=80℃Téb=452sub Téb=295℃Téb=218℃d=1.30d=1.01d=0.963n=1.76n=1.62n=1.60液體水的存在對所形成的產物是十分有益的。讓我們考慮高度緊密的分子C20H12，連接有兩個H2O；我們討論
H H____
___oH′＇HTf=278℃ Tf=123℃Tf=123℃Téb=350Sub Téb=295℃Téb=295℃d=1.36 d=1.01 d=1.01n=1.88 n=1.62 n=1.62該例子清楚地顯示可從蒸汽獲得的所有益處。
通過熱動力學考慮，也可確定根據以下反應在600-700℃下氧化可能形成的游離固體碳AS=42.14 AH=41.23 Téq=705℃AS=33.04 AH+31.40 Téq=677℃其中AS是熵變，AH是焓，Teq是在1巴壓力下的平衡溫度。
我們對H2O和CO2的有益效應作另一種可能的解釋是，當在注射器內正確地使用H2O和CO2時，傾向于消除可能偶爾形成的固體碳。
從這些例子可見，物理性質、特別是折光指數的檢測可能依照形成轉化產物的方向，并指向所述轉化。
易于理解一個實施方案的目的，該實施方案包括在能避免氫損失的條件下操作，因為氫損失形成向低熔融性核發展的不飽和組分。
如果我們考慮下述直鏈，當其被加熱至高溫時，開始根據以下流程損失氫
然后，不飽和鏈折疊并閉合ASAHTéq:941°K(668℃) -20.65-19.44 對于6個碳，熔化溫度從-95℃至+6℃。因此我們認為，一方面，應該絕不使用接近約650℃的溫度，另一方面，應該不供應這種情況下所需的能量；上述熱動力學值提供數量級。此外，觀察到當脫氫反應開始時，反應失去控制，因為環化反應釋放能量。
下面是如果存在更強的能量供應時可能出現的情況 ASAHTéq=1066°K(793℃) 120.78128.744H2+S°=4×32.21 高度脫氫的鏈閉合ASAHTéq=3381°K -20.4 -68.98 從直鏈奪取H2形成約&S/H2=+30.19并需要約&H/H2=+32.18閉環釋放能量(并減少&S約20.5)。
通過我們的注射器實現適當產物的初始調節之后，一個實施方案使得有可能在符合前述原則和不應超越的數量級的情況下引發和活化反應。
我們將說明H2O存在的另一個益處，其中H2O的作用類似于環化反應的阻止劑。
重質原油含有很少的簡單和直鏈分子；它們含有各種復雜的或多或少互相連接的多核芳族分子，參見根據以下流程易于縮合并含2-3個核的以下分子 Tf Téb S° AHf° d n101 340 96.7 55.5 1.18 1.67由于同樣的原因，觀察到第三個中心核的形成顯著增加該分子的密度。
用H2O蒸汽可按照步驟操作以使含14個碳的分子斷裂，并甚至顯示怎樣再次吸收含3個碳的輕質分子，否則該輕質分子將會產生氣體。第一步中心不飽和鍵的弱化AS/AH-29.96/-12.50Tf=124 Téb=307℃ Tf=68 Téb=170/15第二步分子的中心裂化
Tf=-26 Téb=178 Tf=-94 Téb=110第三步熔化和脫H2O(肯定出現)-2.04/-14.36Tf=-33 Téb=190°第四步不飽和支鏈的環化(自然出現)-15.44/-19.90Tf=-43 Téb=195-----------------------------------------21,17/-7.45＂＂＂v＂＂＂ ＂＂v＂＂ ＂＂v＂＂Tf=124 Téb=307℃ Tf=-43 Téb=195 Tf=-94 Téb=110FOL 輕質粗柴油 汽油可以觀察到反應的中間步驟通過適中的能量來進行，且整個反應是這樣出現的，在開始時施加的水在結束時回收(與催化劑的作用相似)。
也應該適當地注意，作為考慮之一和本方法的特征，初始熔化溫度為127℃，在第一步之后降至-26℃，然后-33℃；通過第四步，溫度是-43℃，最后，通過第五步，獲得熔化溫度為-94℃的產物。
因此，在整個反應的中間步驟期間存在該熔化溫度的連續下降。實驗顯示產生很少量的氣體和碳，并有可能將產物例如減壓殘渣或瀝青完全轉化成液烴。
我們將現在考慮直鏈的情況(在此例子中，含14個飽和碳)無H2O時為 AS AH36.04/19.57在H2O存在下的裂化根據以下流程進行AS AH43.71/59.981.91/37.89-30.72/-87.31.14/9.0
其給出總共36.04/19.57觀察到在這些操作中，首先必要的是打開C-C鍵，這需要約40-60千卡(活化)；和最后供應約20千卡/餾分(凈比能)。
注意，萃取一個H2需要約&H/H2=+32千卡，且如果這樣進行，將獲得差的結果。
所以，必要的是尋找一組能盡可能地滿足上述不同要求的設備，這通過如下實現將物料充分預熱，隨后由注射器中的膨脹來活化，在這種情況下要轉化的產物可能就溫度等效而言很短暫地停留在不穩定的范圍內，因為斷裂消耗能量，這使反應劑返回反應器所需的穩定范圍內，此時達到熱動力學平衡(按廚師的話說使其適當地“慢慢煮沸”)。
此處提供這些反應及其機理僅僅用于解釋在本方法中獲得出人意料的轉化結果的原因。
實驗結果的深入分析教導我們確定怎樣處理給定的物料，以及與由這些重質產物構成的復雜物質結構相關的問題；上面的敘述只是必要調整的指導原則。
我們顯然采用所有這些實驗，以構建熱動力學和物理性質的數據庫，其中對于1-10個碳/每分子的各族物質提供下面的摘錄作為說明物理和熱動力學性質 族(1)名稱 Tf℃ Téb℃S° AHf° d n Tc°K Pc VczcCH4 -186 -165.0 44.49 -17.89 0.415 氣體 190.7 45.8 990.290CO -199 -191.0 47.30 -26.41. 0.793 氣體 133.0 34.5 930.294H2C_-92-21.052.26 -28.00 0.815 氣體 410.0 67.0 112 0.223H3C_H -97.1 64.7 57.00 -48.05 0.812 1.3288 513.2 78.5 118 0.220HC__H +8.3 100.759.40 -90.50 1.220 1.3714 581.0 71.8 117 0.176物理和熱動力學性質族(10)Pj-Mend＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿單位 ℃℃cal/m Kcal/m＜-à 20℃-＞°K bar cc/m g/m名稱 TfTéb S° AHf°d n=1.Tc Pc Vc PM zc=0.Str-----------------------(n-1)---------------C10H8 n14 80 218 80.5 36.1 0.963.5898 748 40.0 413 128.269 _:_C10H12 t98-36 207＜83.2 4.2＞0.970.5414＜717 33.0 478＞132.268 _Cy6C10H14 n189 ..200＜84.5-11.7＞0.934.5260＜707 30.6 500＞134.264 2_-6HC10H18 d6-43 195 87.1-43.6 0.897.4810 687 25.8 543 138.249 2Cy6C10H18 d74-36 174 125.3 9.85 0.766.4265 623 25.8 587 138.297_C10C10H2O d66-66 171 129.2-29.3 0.741.4215 616 25.0 592 140.292 éC10C10H22 d20-30 174 130.2-59.7 0.730.4102 619 20.8 602 142.246 nC10------------------------------------------------C10H20_d18-5 208 137.7-78.9 0.830.4287 636 24.4 605 156.278 AldC10H21_H d57+7229 142.1-96.4 0.830.4372 667 29.8 619 158.337 alcC10H19__H d42 32 270 142.3-143.0.886.4288 717 29.4 644 172.322 酸---------------------------(n-1)-------------------注意分類氧化/鏈烷/鏈烯/鏈炔/環/芳族化物縮寫是Tf熔化溫度， Teb沸騰溫度S°標準熵， AHF°標準生成焓d成密度， n折光指數Tc臨界溫度， Pc臨界壓力Vc臨界體積， zc壓縮系數Str結構，簡寫為_表示芳核，Cy表示飽和環_表示炔屬，é表示烯屬，n表示正烷烴_表示雙鍵氧，_H表示OH官能團這些數據有助于監控、了解或預測在其不同處理條件下的物質狀態，以及可能的熱動力學平衡。特別是這些數據也使我們能預測導致生成碳和脫氫的化學不可逆性。總之，我們將描述在很大程度上幫助我們分析這些問題的指導原則，從新角度即從力學觀點的角度出發。
讓我們來考慮異C4環C6。第一，分子必須扭曲，以便從自由天然的展開狀態轉變成折疊狀態，這需要能量。如果然后通過除去相應的氫來脫去接近成核環C6的折疊異C4支鏈的每一端，就形成兩個新的碳-碳鍵。如此形成的只含10個碳的分子是一個真正的籠，具有下述驚人的物理性質C10H16 a742Tf=268Teb=升華 密度=1.070 n=1.5680C10H20 c686Tf=-94Teb=171密度=0.795 n=1.4386參考來自化學和物理手冊(Handbook of Chemistry and Physics) C10H20c686 Tf=-94Teb=171密度=0.795 n=1.4386 C10H16 a742Tf=268Teb=升華 密度=1.070 n=1.5680 注意，這些籠分子(特別是如果它們是芳族的)成為真正的金屬和有機金屬的“巢”或“夾心”，我們將在下面描述。對氣體、焦炭或固體碳殘渣出現的控制本方法的驚人特征之一在于其使得有可能轉化瀝青，且不產生顯著量的碳或氣體。根據在嘗試解釋觀察現象時獲得的知識，我們將嘗試解釋獲得這種結果的原因。
通過適當的方式(機械、熱、電或化學等)，總是可能轉化能量，根據熱動力學中常用的術語，我們將其稱作AH(焓變)。根據在監控物質狀態方面的經驗，我們在連續基礎上選取所述狀態的關鍵變量，可通過AS焓變概括。實際上，通過參考已列出的表，可以觀察到在SXL和物理熔化和沸騰參數，以及更通常的與狀態變化或物質有機化相關的參數之間存在很強的關聯。為了解釋該思想，我們將選擇含14個碳的不飽和分子。********************************************************************進料<_________出料_________> AS AH Téq℃*************** ********液體*********氣體***** ***** *****Cé14H28 _ Cé7H14 +Cé7H14…36.0619.18-------v------- -------v------- ---v--- ----- ----- 269°Tf=-13 Téb=251°Tf=-119Téb=94° 液體d=0.771 n=1.4335 d=0.697 n=1.400Cé14H28 _Cé12H24 +Cé2H4 33.83 22.33-------v------- -------v------- --v-- ---- ---- 387°Tf=-35 Téb=213° 氣體d=0.755 n=1.430Cé14H28 _C_13H24 +CH4 36.39 26.54-------v------- -------v------- --v-- ----- ----- 456°Tf=-5°Téb=234 氣體d=0.784 n=1.437Cé14H28 _C_14H26 +H2 27.41 39.50-------v------- -------v------- --v-- ----- ----- 1168°Tf=-0°Téb=252 氣體d=0.789 n=1.439Cé14H28 _C_7H12 +Cé7H14 +H2 63.48 64.02-------v------- -------v------- --v--- --v-- ----- ----- 720°Tf=-81°Téb=93.8°液體 氣體*********************************************************************該表顯示隨著所用能量水平的增加，斷裂分子的數目以及生成片段的量增加，這意味著形成的無序程度越大(這增加AS),CH4的生成量越大，脫氫量越大。此外，AH/AS比率給出了溫度Tee，此時反應劑在1巴壓力下達到自然平衡。如果只有液體是所期望的，整個過程將在限制為20千卡/分子的情況下進行，如上所述(由于同樣的原因，這也解釋了通過催化劑在高于700℃下再生進行的FCC將會脫氫和CH4的原因。沒有催化劑能改變實際的狀態。催化劑僅僅有利于中間步驟及其速度，使反應劑根據反應器的溫度達到熱動力學平衡)。
一個實施方案的另一個特征在于可以控制向液體轉化的速率，且不產生過量的輕質氣體例如甲烷或乙烷。我們將嘗試提供在我們所進行的不同實驗期間獲得的與化學不可逆性(其看來不常提及)相關的解釋。
本方法的一個特征基本上是這樣的事實，即，將分子分成兩部分，并重新開始，以保持控制該過程。
有人可能認為，為了加速該過程，溶液可簡單地用于施加更多的能量，這將確實產生較大量的輕質分子，如上表所示，其中包括大量氣體，假設其將總是有可能聚合以便返回成為液體。但是，由于化學不可逆性(沒有催化劑能克服化學不可逆性)，不可能通過適當的方式進行該操作。
為了說明該思想，假設我們考慮從甲烷、乙烷等產生液體。在這種情況下，將進行如下反應，例如A)AS=-1.95AH=+15.54Téq=-7669°KB)AS=-3.38AH=+10.33Téq=-3056°KC)AS=-0.54AH=+10.48Téq=-19400°K這些反應是不可逆的，因為不存在Teq負值。永遠不可能以可逆方式進行以下反應(A)(B)(C)Téb 117°K184°K272°K！ 399°K正常狀態 氣體 氣體 氣體 298°K 液體結果(1)必要的是在該方法中接受不可避免地生成CH4，通過整個反應C’概括C’)AS=-1.53 AH=-2.48Teq=1620°K或 2Cn4 _Cn7和Cn1 Keq(600℃)=1.93(該反應是可能的，因為Teq是正值)
(2)如果熱動力學可逆性被能量所阻礙根據反應C”必須脫氫C”)AS=-0.54AH=+10.48Teq=-19400°K(該反應是不可逆的，因為Teq是負值)C”/甚至通過合成氣體進行轉變，從下面的反應開始AS=+42.7AH=-8.52,(反應可能發生爆炸)該轉變是不可逆的，并將導致通過甲醇或費-脫法進行液態化時的總效率差。
特別是，可以僅僅當存在生成C2H2的副反應時進行C”。
實踐結論首先，必須避免氣體的產生，這正是本方法的內容。碳沉積物根據在控制焦炭產生方面的經驗，我們假設有兩個主要來源通過多芳核產生的塊狀沉積物；和通過氣體產生的粉狀碳。
很容易地目測，如果物質聚合成各種鄰接的多芳核，因為碳直接互相連接，并如上所述含有很少或不含氫連接鍵，那么熔化溫度隨著核數目而增加，并隨H/C比率(C10H8,Tf=80℃；C20H12,Tf=278℃，等)的降低而增加；我們越來越接近固體碳。
為了說明目的，這也可以通過我們研究化學不可逆性的方法來檢測。
為了說明該思想，選擇苯，并試圖使其裂化。觀察到分子熔化，再次伴隨脫H2，根據以下反應[1]該反應是不可逆的，因為Teq不能是負值。必須加入以下不可避免的副反應[2]
為獲得AS=0.0，必要的是從反應(2)采用1.17/259，或[3]得到整體反應*************************************************************[1]+[3]----------------------------以及6C氣體轉向Csol=焦炭0.0046C氣體_0,004焦炭-1.16 -4.55--------------------------------1.16+3.46*************************************************************在750℃下40秒50％轉化率的實驗數據證實上述發現的值，從而使我們堅定了對必須避免的問題的信心。
不可逆性的觀點為作為副反應中最困難的焦炭的產生提供了好的解釋。
粉狀碳沉積物出現的第二種方式是炔的方式，其中為了說明所用4CH4的目的，一些數據如下所示-----------------------------------------------------------Téq℃(21)AS=-3.84 AH=+31.08 -///°K-.........................................................*****-(22)AS=+27.89AH=+48.661472℃(23)AS=+55.65AH=+89.951343℃(24)AS=+85.2 AH=+71.4 565℃(25)AS=230.76AH=793.163164℃注Tf℃在3379℃下升華CH4的熱分解反應(24)表明，在565℃以上，CH4通過慢動力學分解，(約1小時達到800℃)，因為必要的是經歷由反應(25)概括的氣態。
所以，引起粉狀碳出現的過程(filiation)看來是 在任何情況下和在實踐中(1)在所有情況下，必須避免形成飽和的輕質氣體。
(2)游離氫的出現是不好的征兆。
(3)不飽和輕質氣體和氫氣的產生構成警告。
(4)乙炔的形成是嚴重警告。
(5)為了確定該過程是否正確地進行，通過折光指數監控芳構化是很有效的。乳液本方法的一個特征在于使用氧化中間體，當氧化中間體轉化成蒸汽時，自然產生穩定的水/烴乳液。
早已知道困難燃料的燃燒可通過加入5-10％水來大幅度改進。這種添加在燃燒第一階段期間提供重質分子的裂化，同時避免其聚合成聚芳族化物，聚合時將產生煙灰粒或粉狀碳。
在1997年8月5日，ELF公開了一種稱作Aquazole的產品，其含有10-20％水，表明主要問題是保證混合物的穩定性。目前，該穩定性可僅僅保持15天至1個月，盡管通過特定的混合工序和特別是特殊的添加劑。
可以理解本方法制備的中間乳液的直接益處，因為這些乳液可成為這些用途的主要目的。
我們有已放置8年但仍然穩定的乳液這表明我們克服了ELF所遇到的困難。
這些益處可通過分子內連接來解釋，即，分子內連接在無水狀態下將是不飽和的，并保持與水部分結合。也可能將上述所有氧化中間體控制在裂化操作440-600x下，這具有在萃取器的操作溫度200-220℃下的有利平衡。在任何情況下(1)我們獲得穩定的水/烴乳液，其含水量可簡單地通過在轉化中設定所用氣體的H2O/(X)比率來確定，X優選是CO2+Y；Y可以是任何氣體N2、H2等。這意味著從燃燒獲得的干煙(在1巴下在200℃之前取得)是合適的。
(2)所得產物(汽油，特別是煤油)含有結合水。
(3)由于簡單性和易于實施的原因僅僅限制于使用蒸汽，本方法根據所選設置能獲得氧化和水化的產物；或主要無水的產物。
實際上，當使用蒸汽時，有用的配方是乳液形式，生成輕質乳液，稱作“透明的”d=0.89-0.92較重的“蛋黃醬”乳液d=0.93-0.96其清楚地從過量的生產用水d=1.0中分離出來(如果存在過量，不屬于下面例子的情況)。
“蛋黃醬”(放置8年的樣品未移動)容易通過不同的機械方法來破乳，例如從一系列交叉的織物強制通過(該操作稱作擠出)。干砂能立即破壞乳液；存在另外的機械可能性，例如球在乳液中滾動等。
下面是評價這些乳液特征的例子，注P重量，克 V體積，厘米3Dp/V密度=重量/體積da密度(由密度計讀取)dn由顯示折光指數n的折光所計讀取的偏差。蛋黃醬 P總 Ptare 凈重 Dp/Vdadnn蛋黃醬總量 1700.0- 698.31=1001.690.96563.5 1.50625擠出的水 1163.8- 444.13=719.67------------------------------*********--------------------------透明的擠出的HC 282.02 13.0 1.50099直接透明的HC 731.36- 311.412=419.950.8916 0.902 13.3 1.50310***************** ********HC總量 701.97水/HC總比率 719.67/701.97=1.02選定操作條件(將在其它地方描述)后，有用的產物不含有任何游離水(水相d=1.0)。
對直接擠出的透明相進行的蒸餾給出以下結果蒸餾1概括不含砂且不攪拌配方 體積 重量餾分Ptot Ptar Pg V.tV 水 V.HCHC.secDp/V dn NPI-115 74.95 73.01 1.94 2.40.9 1.5 1.04 0.693 8.2 1.44963逆流 93.11 75.02 18.09 20.2 3.0 17.215.09 0.877 12.31.49360200-250 84.43 78.06 6.37 8.2…8.2 6.37 0.777 9.5 1.46368250-300 91.86 76.73 15.13 17.4 4.0 13.411.13 0.830 11.31.48297300-360 115.2877.01 38.27 43.8 …43.838.27 0.874 12.41.49466360+ 89.15 75.44 13.96 15.5 …15.513.96 0.901 19.31.56567---- ---- ----93.76 7.9 85.86蒸餾2概括 在砂中且不攪拌燒瓶202.78燒瓶+載體214.21燒瓶+載體+物料309.95克物料 95.74克砂300μ 610.34克，以覆蓋液體(所用的總重量)配方 體積重量餾分 PtotPtar P.gV.tV.水 V.HC HC.sec Dp/VdnNPI- 120 72.5070.06 2.44 3.25 0.9 2.251.54 0.684 6.51.43112120 72.8 72.50 0.30.3 0.3 --.--.--120- 200 81.1776.99 4.18 5.6 -.- 5.6 4.18 0.746 8.21.44963200- 250 85.4478.06 7.38 9.1 1.0 8.1 6.38 0.790 9.51.46368250- 300 95.1472.87 22.27 26.1 -.- 26.122.27 0.853 11.2 1.48191300- 360 119.05 72.99 46.06 53.0 -.- 53.046.06 0.869 12.6 1.49677----- ---- -----總量--->82.632.2 80.43殘渣95.74-82.63=13.110.901 19.0在第一種情況下的充足逆流，伴隨著大量劇烈釋放出的水，表明存在通過適中的化學力結合的水。在沒入砂中的液體的蒸餾期間，存在較弱的“解聚”和較少量的脫水。在任何情況下，這表明(1)262克“蛋黃醬”的烴能與719克擠出水結合，或在水中是其重量的2.5倍；和(2)在這種情況下，“透明和擠出的”烴已含有3-9％結合H2O。所以，可見本方法能自然地提供氧化產物或穩定的水/烴乳液。
我們檢測到，排出的生產用水不含任何醇或任何其它碳化合物，對蒸餾加工概括如下用15個塔板通過蒸餾分析生產用水。
物料100毫升97.81克輸送在99℃開始在100-101℃之間蒸餾在透明的水中含少量乳狀絮凝渾濁殘渣225.93-224.89=1.04克，深棕色不可燃，含小黑粒也觀察到水從經處理的物料中萃取不同的組分。
該水具有酸性pH，表示其已吸收SH2或物料的任何其它酸性組分。所有這些構成本方法帶來的全部有利因素，其中使用蒸汽，蒸汽的萃取活性隨著注射溫度以及在萃取區內的連續洗滌操作而增加。對產物的氧化或水化的控制本體系的其它特點可包括控制乳液的水化，或防止水化；和控制產物的氧化，或防止氧化。我們將顯示如何用我們的設備獲得這些結果。應該注意的是通過我們的萃取器，我們可選擇有用產品的標準，并將循環突出的產品。所以，讓我們考慮氧化汽油或粗柴油以及未被游離水水化的乳液的標準情況(選擇目標)。
顯然，必要的是避免輸送過多的生產用水來處理物料，盡管必須輸送足量的水。發現良好的水/物料的重量比(經處理的常壓殘渣)約為1。(該結果是評價上述結果中發現的。)如果目的是得到氧化化合物，顯然，如果所述化合物未被氧化，則認為它們是突出的，特別是如果目的是制備汽油或汽車粗柴油型餾分。
所以，作為一個實施方案特點的思想是，采用我們設定為約200℃的萃取器-接觸器-潷析器將常壓殘渣首先轉化成餾分PI-360，然后使所有這些萃余液(200-)在其目前狀態下通過我們的設備再蒸餾。
實際上，在循環期間，除常壓餾分以外的重質類似物被轉化成較輕的粗柴油、汽油型產品。提供這些操作的蒸汽的反應性也足以形成在產物蒸餾中所示的化學添加(直接蒸餾或在砂中蒸餾)。
現在我們考慮相反的標準，例如為了滿足現有位置的精制要求，其要求未水化的標準產物(指干燥的)。所以，本方法將所形成的無水產物(200-)進行循環，這將傾向于將它們水化，并形成氧化化合物。在這種情況下，我們將通過只一起循環萃取物(200+)和由殘渣組成的新鮮物料或任何其它要轉化的物料來操作(200是可根據所需循環變化的值)。
為了正確地理解這一點，我們以減壓殘渣為例，該殘渣在第一次生成期間將不產生任何常壓餾分。適當地注意，大致的流程由下面的關系構成RsV_DsVDsV_Rat下面詳述全部RsV(母代)轉化試驗，得到DsV(第一代)，然后得到Rat(第二代)。對于這類循環和選擇的設置，轉化產物未被水化，如其在分離水/烴的乳液之后進行的蒸餾所示。此處，蒸餾不產生任何水(與前面的情況相反，其中試圖得到同樣的結果)。這表明該問題在控制之中。循環結束時的轉化在流動期間的最終轉化 資源的總消耗有用的整體參考(3)-(4) 概括常壓餾分 Wt Dp/v ％Wt &％Wtdn nPI-150 =1.70 0.6872 3.49 3.49 6.51.43112150-200=3.89 0.7720 7.98 11.467.71.44420200-250=8.07 0.8200 16.55 28.018.21.44963250-300=24.96 0.8692 51.19 79.209.81.46691300-320=5.44 0.8685 11.16 90.3611.5 1.48511殘渣 =4.70 9.63100％總量-----→ 48.76(損失 1.24)在透明和擠出相中所含的轉化產物的蒸餾時間(參見表1)表明，不存在可檢測的脫水。白色蒸氣的釋放或在80℃、130℃、150℃、250℃、290℃下的噴濺清楚地顯示在用于獲得水化和氧化產物的處理時已遇到的脫水的關鍵問題；但其量可以忽略。為解釋該思想，其總量可以通過過量來評價，最多等于所觀察的損失量，或3.8％。(也應該注意樣品從配料柱轉移至適當的柱中，以更準確地檢測體積和重量，獲得密度Dp/v，該轉移過程進行時損失0.3克高度液態的輕質物質，對于常壓餾分300+達到0.75克，對于常壓殘渣達到2.15克，這是由于與粘度和表面張力的增加有關的流動問題。這給出產物在壁上的結合效應的思想，這種效應隨密度和折光指數而增加)。
最后，為了說明目的，關于這些試驗，應該注意的是，減壓殘渣的主要特點是密度為1.01，折光指數為1.594，固態。反應器-萃取器和產物蒸餾設備我們對轉化產物的蒸餾的報告提到“產物的逆流、脫水的涌入、噴濺等”，如果它們在傳統的蒸餾裝置中進行，將引起所有蒸餾塔板及其填充物的“噴出”。根據一個實施方案的新特點，我們想象一種設備，其不僅能在不存在上述問題的情況下進行所述蒸餾操作，而且能象真正的混合器-潷析器型的反應器-萃取器那樣操作。
參見圖2，原理如下將經過適當預熱或冷卻的產物輸送到雙層殼的柱中，該柱中含有被蒸汽飽和的水，其中簡單地通過設定室的壓力來設定所述殼的溫度；放熱時產生蒸汽；吸熱時消耗蒸汽；飽和水的存在為反應器-萃取器的內部容器提供了重要的傳熱。
此雙層立式殼處于假等溫至由飽和水的溫度確定的溫度，在此雙層立式殼中安裝一個管或一系列立式管，為了解釋該思想，使立式管升高到雙層殼的中間高度。所以，上部是空的。通過選擇輕質產物或氣體的低上升速率，該空間用作擋板-潷析器，使得重質或液體產物以霧或雨的形式返回到底部。為此，重質或液體產物的降落速度只需要大于輕質產物的上升速度。此外，此空間用作減緩任何不能適當控制的水的突然涌入或劇烈釋放。因為該空間是空的(在該區域內無填充物)，所以沒有材料危險。重質產物或液體保持在殼的底部，在殼與立式管之間。當殼與管之間的整個空間被填充時，重質產物在立式管內溢出，并在其較低的出口聚集。所以，該萃取是自動和自然的。
將進入的產物、液體或氣體以很適中的速度在雙層殼的底部注入重質或液相中。所以，它們分散于重質相內，與重質相在局部溫度和壓力條件下混合；因此，傳質通過接觸表面進行，并通過與靜止的重質相和進入的分散相之間平衡有關的濃度差異來控制。這些平衡由彼此存在的相的物理分離和在現有局部條件下的正當化學平衡兩者來確定。進入的產物加濃了重質相，并排出所傳遞的重質產物。對于可能形成的輕質化合物，它們在填充殼頂部的輕質相中再次出現，其在殼頂部經過潷析，從落回底部的液體部分或重霧中分離出來。該設備是特別有益的，因為它能在象液-液萃取油或瀝青或化學反應器那樣操作的同時進行蒸餾的等效操作。實際上，芳族產物例如糠醛對于在潤滑劑制備中的芳族產物的萃取具有公知的萃取能力。在任何情況下，這使我們能以安全和無風險的方式方便地分離從反應器排出的流出液。
當幾個這些設備串聯排列時，進行一系列分離，這完全確定了由管萃取的產物的特性，這是由于將精制產物輸送至用于確定另一種萃取物的下一個設備中。
應該注意，對于所用的操作條件，從常壓殘渣中分離常壓餾分是于200℃在1巴下進行的，而在傳統蒸餾塔中，該操作將在360℃下進行。
所提供的配置只用于說明目的，不應用于限制，因為可在各種變化下進行。例如對于2千克/小時的中試，因為熱量損失很大，所以選擇萃取器的電加熱，其中通過在給定速率和給定物料下加熱器的強度來調節溫度。同樣的系統使我們能進行工藝萃取和相關的成品常壓蒸餾，以使處理量達到50千克。
因此，該技術設備可滿足幾種目的，特別是化學轉化。我們將解釋該設備在將氣體混合物轉化成液體中的應用。
可見，我們的乳液是穩定的，且透明的產物可被氧化或水化，以及它們也與用于從“標準”循環中分離有用產物的關鍵反應器-萃取器的溫度(和操作壓力)有關。該未預料的效果激勵我們尋求一種能有助于確定設備尺寸和設定操作條件、且使實際實驗最少化的解釋。蒸汽對不飽和雙鍵的作用讓我們考慮含有標記為CeC的碳-碳雙鍵的鏈。在蒸汽的存在下，可能出現以下反應AS AH Teq 例子AS AHTéq-29.96/-10.990℃-32.15/-15.03 194℃特別值得注意的是，在這些條件下，有可能將乙烯轉化成醇，這解釋了我們能限制氣體產生的原因。也應該注意的是，在反應器-萃取器的操作條件下自然形成重質醇，這特別在有利于實現這類轉化的溫度下操作。
因此易于理解我們的乳液穩定的原因，以及本方法能制備氧化化合物的原因。實際上，對于乳液的穩定性，重質醇起到在水和烴之間的類似第三組分溶劑的作用，因為醇通過其官能團_H與水混溶，并通過基本的烴骨架與烴混溶。當我們考慮在乳液中的結合力弱這一事實時，因為其起源性質是物理性多于化學性，易于理解乳液可容易地通過我們已發現的簡單機械方法來“破乳”。含無機沉積物的金屬/復雜的乳液被轉化的減壓殘渣含有下表所概括的雜質，表中也列出了其分布。
RsV的分餾，通過萃取C3-C5,Kuwait位置*DAOC3*ExC4*ExC5*AspC5*＂＂＂＂＂RsV*％RsV物料*18.7*33.7*30.4*17.5*100％RsV*密度20℃*0.896*1.000*1.047*1.067*1.010 *折光指數20℃*1.519*1.592*1.624*1.641*1.59415 *Tf℃*50*60*100*146*+41℃ *沉降物 * * * **0.096％Pds*Res.Carb.％RsV*0.62*2.96*8.09*8.23*19.9*硫％RsV*0.53*1.62*1.62*1.23*5.0 *鎳ppmRsV*0.2*10.2*14.4*17.2*42*釩 ppmRsV*10*32.3*47.2*55.5*136 *NaCl ％Wt.*-*-*0.0003*0.0107*0.0110*VISC.Cst 100℃ * * * **1402Cst*H/C*1.64*1.35*1.22*1.18*H/C=1.33*
重質燃料的燃燒得到通常具有以下相應組成的灰分(排出SO4)SiO2:32,Fe2O3:25,Na:16,Va:14,Ni:6,Al:6,因此，要轉化的物料含有釩、鎳、鈉、鐵、鋁、硫等，在轉化中必須至少考慮它們，并應該優選除去。
我們觀察到金屬的第一個負效應是產生固體化合物，這是由于在520x和600℃之間形成低共熔體，例如SiO2+Na2O,V2O5+Na2O,V2O5+NiO2，可熔性最高的物質作為隨后可熔性較低的物質的流動劑。看來，下述游離化合物通過反應器的流出液以固態排出。化合物Tf Teb D nSiO2 17002230 2.32 1.4840SiS2 ＞1090 2.020 ……在任何情況下，如果操作在反應器中在過高的溫度下進行，觀察到沉積物含有形成的低共熔體，其將沉積在反應器壁上。所以，該限制與轉化化學無關；其只涉及物料雜質的特性。事實上，并不是所述雜質的存在構成阻礙作用，而是雜質在正在操作的反應器或萃取器中的聚集易于堵塞它們，因此只要不清除雜質，就會阻止任何可能的操作。因此，一個實施方案的新特點是，其根據雜質的含量限制反應器的操作溫度，在低于500℃下在減壓下殘渣的情況下。
用干燥的H2O蒸汽輕度萃取SiO2(參見下表)。溶解度SiO2/H2O SiO2/H2OppmPH2O液體飽和 H2O蒸汽飽和 干H2O蒸汽溫度 大氣壓 濃度 SiO2/H2Oppm@Tsat. 400℃ 500℃ 600℃100℃ 1 500 0.02 0.2 0.5 0.9200 15 1000 0.2 1.5 5.0 10.0235 30 1300 1.1 4.5 11.0 40.0氧化物，例如黃紅色的V2O5和深色的V2O3，在水中具有相當的溶解度，這有助于在我們的萃取器中萃取它們。釩-鈉化合物例如NaVO4或Na3VO4也溶于水中；黃色的NiSO4或綠色的NiCL3和FeCL2也是如此。通過萃取不同的氧化物，水可防止形成上述低共熔體，還減低其在反應器內的沉積速率。在我們的反應器中，水的存在和烴的氧化有助于形成化合物，例如C6H5SO3＞2Fe,3H2O(棕色)或C6H5SO3＞2Ni,6H2O或C2H3__＞2Ni(綠色)，其也在水中具有部分、但是相當的溶解度。
所有這些都解釋了在分離水/烴之后收集的水的顏色，以及密度比水大的絮凝物的外觀。在避免由反應器中的金屬導致的沉積物之后，觀察到它們在傾向于形成“籠”的重質聚芳烴中濃縮，如通過減壓殘渣的分析可見。
下表描述了主要在DsV和RsV中排出的一些Si和Fe的化合物。
化合物 PMTfTeb d nH5C2)3,Si,C6H5 192 149 230… … … 1.5617H2CéCH,Si,(_C6H5)3334 … 210/ 7mmHg … 1.130 …C6H5_＞4,Si 400 47417/ 7mmHg … ……C6H5)2,Si,(C6H4C6H5)2 488 170 570… … 1.140 1.100C6H5＞3,Si,C6H4C6H5412 174 580… … ……C6H5＞-＜C6H4＞)4,Si 640 283 600… … ……H3C)3,Si,C5H4＞2,Fe330 1688/0.06 … …1.5454H3C)3,Si,C5H4＞FeC5H5 258 2365/0.5… …1.5696因此利用該性質在本方法的位置13.4萃取它們，這是一個實施方案的另一個特性。
我們也觀察到甚至可能形成的輕質組分主要保持連接于二氧化硅或游離碳上，形成沸騰溫度PI-150℃的液體，如下表所示化合物 TfTeb D nH3C)4,C -17 +9 0.613 1.3476H3C)4,Si ¨ +26 0.652 ………H3CCH2)4,C -33 146 0.754 1.4206H3CCH2)4,Si …152 0.762 1.4246用于汽油的四乙基鉛(用于說明目的，我們指出四乙基鉛的突出物理性質)下面是一些鐵的另外的有機金屬化合物化合物PM Tf℃ Teb N 顔色C4H6Fe(CO)3 19319… ………黃色C6H4SFe(CO)2 22051Subl ………淺紅色C5H9C5H4)FeC5H5 25416… ………紅色液體H3C_C5H4)FeC5H5 2288587 ………H3CCO2C5H4)2,Fe 302… 114 ………C6H5C5H5＞FeC5H5 236110 … ………紅色_HCC5H4＞FeC5H5 214121 … ………金色H__CH2C5H4＞2Fe 302140 … ………棕紅色C6H5C5H4＞2,Fe338154 … ………黃色H__C6H4C5H4＞FeC5H5 278165 … ………金色熒光綠 黃色C6H5＞2,C5H3＞2,Fe490220 … ………紅色/黃色它們通常是液體，并根據本方法在100或200℃下萃取。
提供所有這些解釋，只用于說明目的，以解釋所觀察到的現象。
也觀察到可形成籠的高級聚芳族分子，其具有很高的折光指數，具有能萃取不需要的分子的強溶劑能力。這解釋了我們的技術，該技術包括在13.4處保持強的靜止液相，其中靜止液相的活性隨著溫度而增加；該相也來源于減壓殘渣的組分。對于所得產物的最終穩定性的觀察在低沸騰溫度下在有用的產物中總存在產物殘渣，例如化合物 PMTfTebd n 顏色H3C_C5H4)FeC5H52288587… … … …H3CCO2C5H4)2,Fe 302…114 … … … 紅色將醇加入這些化合物中，根據以下流程反應AS=-32AH=-15Teq200℃結果，最后的分離不能是簡單的蒸餾，這是因為固體-溶解的/氣相發生變化或隨后進行脫水。事實上，將出現被精制者稱作“水涌入”現象，這破壞傳統蒸餾裝置中的填充物。在我們的參比蒸餾中，在上述溫度以上觀察到這些效應，其形式是劇烈的逆流、突然脫水、伴隨釋放白色蒸氣的噴濺等。這是選擇我們的萃取設備進行該完全安全的最終穩定操作的原因。該設備使我們能分離所有產物，或約100千克，且不存在任何問題。對與反應器有關的注射的描述及其性能前面說明了注射器的作用是一方面傳遞蒸氣或氣體、要轉化的物料中所含的最大可用的能量，另一方面，其作用是形成蒸汽與物料之間的緊密接觸，優選不存在任何與金屬壁的材料接觸。
這些結果如下將實際上是與氣體或蒸氣有關的重質相的物料分成機械噴射流組，將旁路設定為相反的方向，根據圖3排列，自頂部至底部流動，并在注射器的軸上會合。通過相互偏移，它們然后以適中的速度沿著軸向流動，且不存在任何物質接觸。
機械噴霧的目的是形成細的液滴，優選形成一些霧，從而形成含烴物料的最大表面。噴霧可通過約5％過熱HP蒸汽來支持，該蒸汽有助于物料的霧化(其在沸騰器的注射頭和燃燒爐中是公知的)。
在該流體中，蒸氣或氣體射流在膨脹期間放置，其能量在盡可能完全的程度上主要被轉化成動能，因此具有高速度。
通過將高速蒸氣射流注入物料的噴霧射流中，獲得所述射流的機械剪切，其中能量傳遞有助于反應的活化，所有這些操作在很高的速度下進行，且不與材料壁接觸，并實際上處于反應器的所需溫度下。
根據特別用于蒸汽汽輪機或液壓汽輪機的技術，考慮到物料的多相狀態，可容易地進行焦炭和噴嘴的計算。在反應器上排列注射器以促進其機械清潔反應器是空的。大多數形成的固體碳被排出反應器的流出液所帶走，這是本方法的很大益處。但是，少量固體碳沉積在壁上，并傾向于聚集。所以，必須在合適的期間除去這些碳質沉積物或物料中所含的金屬氧化物化合物。不可燃性氧化物的存在要求使用機械方法，例如洗滌、噴砂或其它方式。為此，必要的是開放反應器，同時避免任何內部部件或突出的邊緣。
所以，注射器按組靠邊排列，互相相對，朝向反應器的外部，以使反應器打開后可保持其壁完全自由。通過置于反應器的頂部，然后置于底部，保持反應器的裸露環，它可通過任何機械方式容易地清潔。
該設備是特別有益的，特別是當與裝有填充物或填充有循環或不循環催化劑的反應器(減粘裂化爐的裂化反應室)所遇到的問題相比時。注射器和裂化反應鼓關鍵的問題是知道怎樣確定注射產物的條件以促進有用反應的適當引發，和怎樣確定所需條件以達到從裂化反應鼓排出的穩定產物的平衡。這種實際的定義構成一個實施方案的獨特思想，主要包括確定在實踐中控制所述工藝的關鍵參數。我們將描述一個例子，其中為了獲得輕質粗柴油、煤油產品而處理減壓殘渣。
我們將首先考慮減壓殘渣。根據專業知識，其密度和折光指數為我們提供了關于其結構的有價值的信息。通過C3、C4、C5萃取瀝青確定了要處理的分子的結構。我們將優選以整體樣品為例，并進行適中和易于進行的熱穩定性試驗(或熱裂化轉化)。
如果RsV是殘渣含量并在溫度T下操作，我們觀察到RsV消失，根據以下關系形成其它產物-t/Tsd(RsV)/dt= RsV eTs是時間單位例如對于殘渣，下面將給出所有轉化結果，我們發現溫度T℃: 430 460 490Ts秒700 140 40根據經驗，我們認為該反應速度與產物的組成和如果不受時間限制而任意發展時得到的產物組成之間的不平衡有關。
如果RsVeq是將與所有產物保持平衡的殘渣，我們將獲得d(RsV)/dt(RsVeq-RsV)=TsTo]]>To是對每種產物特定的時間單位。
此外，我們已詳細解釋的分子的機械斷裂條件與組成分子的原子間內聚力和所述物質超過可接受的最大形變的事實有關。
這導致力E等于E=力×形變。我們認為在Ts和溫度T之間有一個普適關系，其中R是優選氣體的普適常數，形式為-T(R/E)Ts=Toe因此，我們有評價E值的簡單方式，其中我們使用減壓殘渣。事實上，根據我們的假設，并考慮兩對溫度檢測值Ts(1)、T1；Ts(2)、T2，我們獲得 在我們的情況下，對于T1=430℃,Ts(1)=700s,T2=490℃,Ts(2)=40s，我們發現E的值約為42千卡/摩爾。這意味著如果我們不能保證該能量，在反應器內將不會立即出現任何物質(也意味著如果將更多的能量轉向分子，該分子將被震碎)。
我們現在檢驗物料的預熱和反應器的溫度。
在已提供42千卡/摩爾的能量且不將其轉化成熱量時，RsV的平均分子由于缺乏能量而只斷裂成2個片段。首先，必要的是防止所得的兩個片段立即結合。再次，這是注射器的作用，通過注射器在形成片段之間的膨脹期間注入氣態分子。注射通過這樣的事實來促進，即，蒸汽H2O或氣體CO2可與分子的斷裂端部進行化學反應。
根據一個實施方案，為了幾乎完全肯定地達到此目的，必要的是具有與碳原子對一樣多的氣態分子，以形成這種情況。如果蒸汽是唯一使用的組分，水(18克/摩爾)與烴(CHx 13 14)的重量比必須理想地約為18/(2×13)，或約0.7。
因為RsV分子成為片段，所以必要的是使它們置于穩定的熱動力學平衡下。為此，需要一段時間Ts,Ts主要取決于溫度。根據實驗數據Ts，將優選選取盡可能高的溫度，以減少操作時間，但我們發現這不能在無風險的情況下進行。
因此，460℃:
565℃:
聚芳族化物聚合成塊狀碳。
通過所用的反應劑，主要是蒸汽，可部分阻止這些副反應，但不能完全阻止。因此，最后的選擇是主要基于能接受的固體碳進行權衡。在實踐中，在440℃可以忽略固體碳。在520℃，在反應器內聚集的固體碳需要經常清洗，以將其除去；如果不采取任何措施，它們將起阻礙作用，可能完全填充反應器。
選取460-470℃的溫度，這給出良好的結果。觀察到壓力對反應速度具有很有益的影響。該影響在開始時很重要，從1至20或30b，然后該影響減弱，在150b達到峰值，并降低200巴以上。這是我們選取20或30巴壓力的原因，這使我們能在1巴下將時間Ts約分成兩部分。所以在470℃下，我們應該具有約25秒以達到反應器內的平衡。
在反應控制方面，我們的目的是在每次操作期間使分子斷裂成兩部分。這需要如上所述的20千卡/摩爾的凈值。如果我們為活化提供40千卡/摩爾，這足以從在470℃下預熱的物料獲得所需的結果。
事實上，從比裂化反應鼓的所需溫度略低的該溫度開始，當加入活化能量時，分子將具有比其正常狀態高的熱學溫度，但在吸收20千卡/摩爾時分子斷裂，最后使其處于為達到平衡所必要的剩余操作所需的溫度。
很好地理解這一點之后，考慮對有效閉合斷裂端部所必需的上述蒸汽(或氣體)的流速，有可能降低輸送至注射器的蒸汽的焓值。
為了在裂化反應釜中達到470℃，考慮到循環和所達到的不同能量轉換值，必要的是考慮在RsV中蒸汽的過熱溫度為約600-650℃。
在達到能量平衡且物質循環完成之后，選取約60b的蒸汽壓和在600℃下過熱是有益的。然后注射器噴嘴使蒸汽于470℃從60巴絕熱減壓至30巴，并使可在機械上作為動能獲得的60千卡/千克置于約700米/秒的蒸汽射流中，因此，我們獲得在反應器所需溫度下的蒸汽。在該溫度下，絕對沒有“烘烤”烴的危險，這吸收可作為動能的能量，該能量將機械“剪切”烴。
通常，預熱將比裂化反應釜的溫度低約20℃或25℃，或約為445-450℃。這對于預熱爐殘渣的操作和防止任何焦化問題是特別有益的。事實上，我們知道減粘裂化爐必須將同樣類型的殘渣加熱至460℃，且在該溫度以上出現焦化的危險。在這些操作條件下，在爐中永遠不會遇到任何焦化。
在任何情況下，在設定蒸汽流速和單元操作速度之后，調節蒸汽的過熱和物料的預熱，以獲得由裂化反應鼓的溫度確定的熱平衡。在實踐中，物料的預熱設定為比反應器出口的溫度低20或25℃，蒸汽爐的加熱燃料的流速可通過反應器的出口溫度來調整。
上述對減壓殘渣的例子可以通用，與物料無關。主要的關鍵參數是反應器的溫度，當產物較輕時，該溫度升高。例如對于很重的減壓餾分，溫度將為約500℃，對于輕質減壓餾分或很重的常壓粗柴油，該溫度將升至520℃。應用實例圖4顯示根據本方法用于在非干燥國家中將含烴產物進行蒸汽轉化的工藝流程。
圖5顯示在缺乏水資源的沙漠地區使用的同樣流程。
圖6顯示為了將油井或煉油廠的過量氣體轉化成液體而使用的同樣流程。
圖7顯示工業中試，在總供應速率為5千克/小時，或2千克/小時常壓殘渣或1.5千克/小時減壓殘渣下操作。該中試也將重質餾分和油轉化成輕質餾分。蒸汽轉化在此方面，參見圖4，用泵[1]將水引入
，引入由燃燒器[3]加熱的單管爐[2]；將過熱蒸汽送至注射器[4]中。
用泵[17]泵入儲存在釜[6]中的新鮮物料[5]，該釜接受循環料[14]并混合，將其送至爐[8]中，將全部物料預熱，并將其送至注射器[4]的入口。如上操作的注射器[4]將全部物料注入反應器[10]中。
在壓力測量[20]的控制下，閥門[12]通過將流出液釋放入萃取器體系[13]中來排出反應器的流出液，在近似于大氣壓的壓力下操作。
該萃取器體系(將在其它地方描述)包括一系列萃取{13.1至13.5}，設定為室溫至360℃。處于局部室溫，[13.2]設定為100℃,[13.3]用于分離未完全轉化的常壓殘渣的有用產物(通常是常壓餾分)。出口[13.4]也可實現此目的，在所有情況下，其停止[13.3]的最終分離。
出口[13.5]萃取最重的產物，該產物含有較多的聚芳族化物和固體碳前體金屬。
萃取一部分[13.52]，以防止其在設備中聚集，該部分用于構成重質燃料，只要它們在該燃料中仍然可接受，而剩余的部分[13.51]在[14]中循環，以準備新的轉化。
有用的產物[13.2]和[13.1]以高度穩定的乳液形式出現。它們通常被結合(但它們可被分離，如果需要輕質產物)并送至體系[15]，該體系通過機械破乳。這些被破壞的乳液被送至傳統的潷析器中，潷析器將烴[16.1]從水[16.2]中分離出來，并萃取較重的相(淤泥和沉降物)[16.3]。
烴餾分[16.1]被送至萃取器[18]中，該萃取器用于分離可被氧化或水化的烴。(傳統的蒸餾將存在“水涌入”的危險。)正常出料是[18.1] PI-100[18.2] 150-200[18.3] 200-250[18.4] 250-300[18.5] 300-350[18.6] 350+(常壓殘渣)
分餾點可通過改進萃取器的溫度來變化，如其它地方所解釋的那樣。重質燃料由輸出產物[18.6](常壓殘渣)和萃取物[13.52]構成。碳質殘渣(含有金屬)[15]用作燃料，優選加入爐[8]的燃燒器[9]中，并將不能壓縮的氣體作為主要燃料送至爐的不同燃燒器中，剩余的物質從重質燃料中獲取。最后，少量不能壓縮的氣體和由裝置的自消耗產生的小的碳質沉積物通過這樣的方式再次吸收，這留下使用者需要的最大量的液態產物。
一般來說，該設備沒有危險。所有主要的反應是吸熱的，因此是穩定的。生產用水蒸汽的存在使得有可能消除起火的任何潛在危險。在任何情況下，少量氣體的產生并未引起任何顯著的脫氣。
掛料(在反應器中保留的物質量)是較適中的，這為裝置提供快速的起動和關閉。裝置是自動穩定的，并按照所選取的操作技術進行自調節，特別是通過萃取物的自然溢流進行操作的萃取器。所有這些品質提供了極便捷的操作(特別當與其可替代的裝置相比時，例如在FCC中在RISER反應器和約3巴下的空氣供應再生器之間存在催化劑循環問題，在除去催化劑的細粒等時存在加氫循環問題)。在干燥地區的安裝如果不能使用水，缺水可容易地通過由包括CO2+H2O+N2的簡單燃燒產生的熱氣體來補償。
在這種情況下，圖4的爐[2]被圖5的爐[68]代替。該爐接受液態(或氣態)燃料[61]，該燃料由[60]泵入或壓縮，送至燃燒器[64]，該燃燒器也接受通過壓縮機[62]壓縮的空氣[63]，然后作為燃料送入燃燒器[64]中。將所得氣體(煙霧)的溫度調節至通過或多或少的對流區所需的溫度，其中對流區將與由900℃輻照后的氣體混合的這些氣體冷卻，如果氣體經過適當地加熱。事實上，根據所需氣體量設定燃料流速。氧氣計設定必要的氧化器-空氣，以避免任何過量，而要供應的氣體的預定溫度[54]控制用于調整所述溫度的旁路閥[67]。在此方面，水的用量與圖4中完全用蒸汽操作的情況相比降低了。設備[15]和[16]減少了，但反過來說，必要的是提供更復雜和與爐的供水泵相比在耗能方面更便宜有效的空氣壓縮機。其余的設備仍與上述相同。這種應用是很簡單安全的。
需要持久地監測爐中的燃燒(火焰檢測器)以防止在火焰熄滅時任何不定時的不受控制的燃燒，因為這種燃燒將引起反應器的融化。(注意反應器可以通過碳質沉積物的受控空氣燃燒來不時地脫焦化，因為固體沉積物將然后通過錘打或砂磨容易地除去)。在煉油廠或在油田中輕質氣體的再次吸收或使汽油的產量最大這種情況如圖6所示。如上所述，該方法有利地于200℃在萃取器中經歷氧化和水化階段。代替在轉化產物的不飽和鍵上接枝H2O，有可能在同樣條件下接枝由初始高溫反應獲得的-CH2-其中，在200℃下，在低溫下產生
因為氣體的性質在高溫下不如所攜帶的能量那樣重要，所以該混合物適用于重質產物的轉化，如上所述，其不飽和骨架構成-CH2-連接的良好基礎，它在200℃下在20-30巴壓力下在已含烴的反應器中有利地形成。這類設備如圖6所示。
從流程的角度出發，氣體的產生與圖5中的情況相同。只是調整燃燒變化。氧氣計配備有檢測CO2的設備，該設備將最后調整加入燃燒器的氧氣(或空氣)。
設備與前面相同，僅有的差別是反應器[10]的出口。從反應器排出的流出液未膨脹，并保持在約25巴的壓力下。它們通過交換器[82]冷卻，隨后它們經過萃取器[84]，該萃取器與[23]和[24]相同地操作。[84]處于最佳的溫度和壓力條件下，以進行有用的反應，并據此確定尺寸。隨著調節壓力[74]，操作閥門[85]，從反應器[84]排料，部分物料返回到初始工藝[13]中，在此是[83]中在大氣壓下，并提供出口[13.3]、[13.2]和[13.1]，這如圖4的情況操作。
氣體的部分自熱氧化需要連續監測燃燒，以及在意外情況下的快速脫氣方法(液壓保護和顯著的火焰以處理任何熄滅)。根據本領域的經驗，我們認為該技術將用于大型裝置，其中可完全有效地采取全部所需的安全措施和注意事項。
在以汽油為目的的情況下，可選擇更高級的氣體或燃料氧化，以獲得有利的CO2+H2O(完全氧化)或CO2+H2O+CO+H2(部分氧化)的混合物，以提高向輕質產物的轉化率和汽油辛烷值。在這種情況下，設備的安全要求再次是完全的，通過常用的精煉技術。
這三個變化說明根據必須滿足的要求和所施加的限制，本方法和應用設備可能采取的靈活性。工業中試的結果示例如圖7所示，中試可進行所有我們考慮的操作。由于空間和成本的原因，用于從乳液分離和擠出烴的操作[15]和[16]并不在連續的基礎上進行，而是根據圖8中的工藝流程在受控操作結束時作為再處理。
相似地，制備成品的穩定(一些反應性蒸餾)操作作為再處理進行，并根據圖9的工藝流程在我們的設備中在連續的基礎上進行。在這種情況下，反應器(大氣壓)只是在爐[8]和萃取器[13]之間的傳遞線，它代替根據圖4、5和6完全在線的全部設備[18]。
中試包括為加入氣體H2、CO2、N2、空氣或CH4而提供的歧管。
中試如圖10所示，其形式是最簡單的，并最接近工業應用。中試只用蒸汽轉化物料。[2]是用于水的單管爐。[1]是其增壓泵，用于從釜中收集檢測水平，以確定注射的水。[3]是用于加熱由泵[7]注入的物料的單管爐。[6]是新鮮物料和循環釜(循環必須小心監控，以保持可泵入的產物是液態的)。用氣泡檢測該釜，這提供處理物料的重量。[4]是上述注射器。[10]是根據本方法確定尺寸的反應器。[12]是反應器的出料閥，用于調整其壓力。[13]是一組如我們定義的萃取器。其溫度按照從一個萃取器到另一個萃取器的需要來設定。[28]是位于“devesiculator”之后的氣體出口的正排量計。[39]是另一個冷凝收集器。[13.1至13.5]是萃取出料口。
通過置于深井中的水銀溫度計檢測溫度。通過傳統壓力表檢測壓力。所得轉化產物的處理和檢測出口氣體排出的氣體[13]在經過“devesiculate”和在室溫下冷卻之后，進入精密正排量計，然后進入11.2升軟氣囊中的氣體取樣系統(首先通過能形成良好真空的減壓泵抽空)。
氣體的密度可簡單地通過稱量該氣囊的重量來確定(考慮定皮重)，其中以所得氣體的體積為基準，直接表示出口氣體的質量。樣品氣體的組成通過任何合適的技術獲得。在我們的情況下，因為有幾個大容量的軟氣囊，所以氣體可經過萃取，通過用液氮將其液化來冷卻，并在其再加熱期間自然蒸餾。如果在該反應中釋放氫氣，將容易地發現氫氣，因為氫氣不會被液氮捕捉，得到分子量為2的永久氣體。該工業工序提供對出口氣體的無可爭辯的量化分析。
從實踐角度出發，氣體的流動使得有可能確定注射器以及隨后反應器的操作能量條件的適當設置，因為我們知道含烴氣體的產生量必須是最小的(目標是無)。所以，氣體主要由SH2、CO2和CO組成，這可通過簡單的方法容易地確定比例。所得的液態產物在很短暫的潷析之后出現這些產物，其形式是輕質流動相，稱作“透明的”；穩定的乳液，稱作“蛋黃醬”；和游離水相，它有時包括沉降物或絮凝淤積物，稱作“絮凝物”。
這些不同相或乳液的比例根據物料和操作條件而變化。乳液相通常占主要地位，并甚至可以是唯一存在的相。在所有情況下，通過上述方法擠出乳液，生成“透明”相(來自蛋黃醬)和“臟”水(有顏色和酸性)。直接的透明相和蛋黃醬透明相構成在[16.11]中的出口產物，它包含有用的轉化產物(其可以是如上所述水化或氧化的)。
然后在連續基礎上，根據圖9的工藝流程分離這些產物。使它們在爐[8]中在約1巴下加熱至360x，然后進入用作傳遞線的[10]，最后在[13.5-18.5]中產生常壓殘渣；在[13.4-18.4]中產生餾分300-360；在[13.3-18.3]中產生餾分200-300；在[13.2-18.2]中產生餾分100-200；在[13.1-18.1]中產生餾分[PI-100]。分餾點可通過改進萃取器的溫度來變化。我們有意將餾分限制為5，因為這在圖7的第一轉化階段中是充足的。因此我們獲得顯著量的產物，對這些產物可進行所有所需的評價和檢測。
所得產品的詳細特性通過傳統的蒸餾獲得，且不進行攪拌或填充，以觀察這些可脫水的產物的脫水現象。我們通過折光指數和密度獲知所得產物的結構，從而更好地進行轉化。
這對于循環是特別重要的，確保未聚合任何聚芳族化物，因為聚芳族化物將退化成塊狀焦炭。所得結果的示例1減壓殘渣RsV的轉化[5] 物料 RsV.物料100.0 d=1.01 固體n=1,594[15] Csol 3.0固體燃料3％[41] C氣體 4.02燃料氣體 2％[16.3]+ 其它 4.0[13.52] 提純 3.5\重[18.5] 8.5/燃料 12％[18.1-18.4]Dat 77.0 0.839 常壓餾分轉化 常壓餾分 ％Wt Dp/V n[-18.1] PI-1502.57 0.6871.43112[-18.2] 150-200 3.77 0.7721.45504[ 200-250 4.61 0.8251.46368-18.3] 250-300 46.68 0.8536 1.47443[-18.4] 300-360 19.37 0.8535 1.48936Dp/v是重量/體積系數密度，da是在密度計上讀取的相同密度。
該轉化的關鍵點如下所列工藝參考 性質 d密度 n折光指數
H2O 天然 1.00物料[5]物料RsV 1.01 1.594 固體[13.1-13.2][50]Dv/P da n[16.1] 透明 0.8930.906 1.51671[16.2] 蛋黃醬 0.9771.51252透明擠出的 0.9250.933 1.51567[16.11透明+透明擠出的，來自{13.1-13.2} 在餾分中的％轉化 常壓餾分 ％Wt.Dp/Vn[18.1] PI-1503.03 0.687 1.43112[18.2] 150-200 4.44 0.772 1.45504[18.3] 200-250 5.43 0.825 1.46368[18.4] 250-300 55.000.85361.47443[18.5] 300-360 22.820.85351.48936常壓殘渣9.28循環主要流體 在餾分中的％[13.3] 200℃ DsV餾分 ％Wt.Dp/vnPI-2008.24 0.831 1.50099200-250 29.210.903 1.50835250-330 52.180.932 1.51879RsV.3 10.371.595很低的流量循環+提純 在餾分中的％[13.4] 360℃ DsV餾分 ％Wt.Dp/vnPI-195無 ………………………………………195-250 8.63 0.859 1.49888250-300 43.330.904 1.53737RsV.4 48.041.625[13.5] 470℃無 …………………………………………………………觀察到餾分[13.4]含有RsV部分和萃取金屬和聚芳族化物的(250-300)DsV。除去其中一部分，以便吹掃反應器。所選的3.5％獲得良好的結果。2常壓殘渣的轉化 反應器470℃[51物料 Rat.物料 100.0d=0.97固定 n=1.5576[15] Csol 1.5固體燃料[41] C氣體 3.02燃料氣體1.5％[16.3] + 其它 3.0[13.52]提純 2.0\重[18.5] 9.5/燃料11.5％常壓餾分總量 81.0 在進料中 在進料中的％轉化 常壓餾分 ％Wt Dp/V n[-18.1] PI-150 2.70.69 1.432[-18.2] 150-20010.6 0.77 1.452[-18.3] 200-25019.0 0.82 1.462[-18.4] 250-30033.2 0.86 1.484[-18.5] 300-36015.5 0.88 1.497常壓殘渣9.50[5] 進料Rat.，進料100.0 d=0.97 固定 n=1.5576[5] Rat DsVCut％Wt.Dp/V n循環主要流體在餾分中的％[13.3] 200℃ DsV餾分％Wt.Dp/v nPI-200 6.95 1.503200-250 28.14 0.8671.509250-330 49.45 0.9231.530RsV.3 15.46 1.599很低的流量循環+提純在餾分中的％[13.4] 360℃ DsV餾分％Wt.Dp/v nPI-1950.0………………………195-250 10.5 1.509250-325 39.80.9341.530RsV.4 48.04 1.06 1.630[13.5] 470℃ 無 …………………………………………………清楚地觀察到金屬和重質聚芳族化物在萃取物[13.4]的RsV中濃縮，這是清除一部分該萃取物的原因。與只處理RsV的情況相比，循環降低；所以，處理容量是2千克/小時常壓殘渣的公稱值。3氧化化合物或水化乳液的制備通過進行常壓殘渣的第一次轉化操作，獲得直接的透明產物+乳液。考慮在中試中使它們再次經過操作，以在此新轉化期間氧化或水化它們。
在第二次轉化之后，在直接的透明和擠出相的砂中進行的蒸餾給出以下結果
配方 重量 密度 折光指數部分 V.t 蒸汽 V.HC HC，干 Dp/V nPI-120 3.25 0.92.25 1.54 0.684 1.43112120 0.3 0.3-.--.--120-2005.6 -.-5.64.18 0.746 1.44963200-2509.1 1.08.16.38 0.790 1.46368250-30026.1 -.-26.1 22.270.853 1.48191300-36053.0 -.-53.0 46.060.869 1.49677H2O=2.2克80.43克干HC相同物料的無砂蒸餾生成H2O=7.9克85.86克干的HC這清楚地顯示形成水化和氧化產物，該產物在120-250℃之間的相似溫度下在1巴下首先解聚。此外，眾所周知，根據以下類型的反應，水與乙烯鍵連接AS AHTeq 例子 AS AH Teq1b-29.96 /-10.9 90℃-32.15 /-15.03 194℃這些反應的平衡溫度特別在1b下獲得，對于重質醇是200℃，對于輕質醇是200℃。
經驗清楚地顯示已得到氧化和水化的烴，這通過與醇相應的水的化學平衡溫度來證實。
水化和氧化產物的存在有利于所得產物的品質，特別是汽油。
氧化或水化還均有利于在爐中和在柴油機中的燃燒。此外，因為來源于官能團_H的極性特征，這些產物用作在水和烴骨架之間的第三組分溶劑，從而有可能獲得在時間上高度穩定的乳液(我們的樣品經過8年以上，仍未移動)。4 最后的重質減壓餾分的轉化，稱作80,Kuwait，來自OilPlan BPDunkerque反應器500℃選擇這些受控操作條件，以證明產量增加，并檢測對反應器中沉積速度的控制。此外，物料和流出液的糠醛液-液萃取技術使我們能分析所得產物的結構，并確定用于根據本方法設計的裝置的操作和確定尺寸。
進料 80,K100.0d=0.936 固體 n=1.530[15] Csol 3.0 固體燃料3％[41] C氣體: 4.0 2燃料氣體 2％[16.3]+ +其它 0.5[13.52]提純 3.5 重[18.5] 11.2 燃料 14.7％常壓殘渣總量77.8 在進料中[16.11透明+透明擠出的來自[13.1-13.2]％進料轉化 常壓餾分％Wt. Dp/V n[-18.1] PI-150 10.49 0.692 1.429[-18.2] 150-200 17.06 0.746 1.443[ 200-250 17.26 0.786 1.465-18.3] 250-300 17.56 0.841 1.485[-18.4] 300-360 15.43 0.878 1.509[18.5]常壓殘渣11.20[5] 進料80,K100.0 d=0.936 固體 n=1.530用糠醛萃取分離餾分P.AR :P.A : A-N : N-B*Dp/V:1.058 :1.008: 0.943: 0.866*n. 1.610 :1.575: 1.529: 1.489*％Wt.13:21 : 21 : 46 *循環主流體d n[13.3] 200℃ 0.972 1.568低流量循環+清除d n[13.4] 360° 1,02 1.591一些聚芳族化物未萃取[13.5] 470℃(在[13.4]返回)
清楚地觀察到重質金屬和聚芳族化物在萃取物[13.4]中濃縮，這是清除一部分萃取物的原因。轉化在低循環下通過所選的操作條件、特別是500℃的反應器進行。
注意產生顯著量的汽油(27.55重量％PI-200℃，與FCC汽油相比，這是很有利的)。5用各種氣體混合物進行的轉化和物料性質對反應器溫度的影響為了能在缺水的干燥地區操作，或為了提高汽油的品質，我們研究由本方法提供的另一方面，包括用各種永久氣體或易于生產的混合物操作，例如爐煙。
一些裝置，例如在生產氫氣的BENFIEL裝置的脫碳裝置，脫掉大量CO2，我們可考慮以后使用這些CO2。
另一個考慮是證明我們在用輕質減壓餾分或重質常壓粗柴油操作方面的知識和經驗，以獲得較輕的粗柴油和汽油，或換句話說，為了滿足對這些產物的不平衡的市場需求。事實上，我們的裝置可促進粗柴油或所需汽油的生產，它們不能通過現有的轉化裝置獲得，現有轉化裝置具有生成產物的固定分布。
所以，我們選擇ELF牌馬達油作為要轉化的物料，這種馬達油是普遍的，易于在所有超級市場中找到，其密度是0.885，指數n=1.488(平均值)。
我們知道，CO2是良好的轉化物料；CO2+H2O表現出潛在的益處；CO2+H2可以是有益的；但H2存在活性差的危險，并將僅僅通過其物理特性參與反應；N2可以是充足的，但當單獨使用時，不能防止焦化。研究了所有這些組合。
我們能證明，選擇520-530℃的反應器溫度是很實際的。
在不進行循環時，觀察到的轉化如下6 在不循環的情況下將油轉化成純CO2[5]進料油 100.00d=0.885 n=1.488[16.11]轉化 餾分 ％Wt. Dp/v nPI-150 6.74 0.700 1.432150-200 8.62 0.750 1.448200-250 8.99 0.807 1.464250-300 9.35 0.824 1.476300-360 9.49 0.836 1.487常壓殘渣總量 43.10Rat 3.110.860[13.3] 52.79 0.878[13.4] 0.910.861[13.5] …………7 在不循環的情況下將油轉化成CO2+H2[5]進料油100.00 0.885 1.488轉化 餾分％Wt. Dp/v nPI-150 8.53 0.727 1.433150-200 8.93 0.760 1.447200-250 11.56 0.798 1.463250-300 8.34 0.816 1.474300-360 7.70 0.832 1.48745.06Rat1.740.848[13.3] 52.63 0.880[13.4] 0.910.915[13.5] …………8 在不循環的情況下將油轉化成CO2+H2O[5]進料油100.00 0.885 1.488[16.11]轉化 餾分 ％Wt. Dp/VnPI-150 3.91 0.762 1.441150-200 7.54 0.732 1.450200-250 10.14 0.7891.464250-300 9.58 0.812 1.475300-360 14.56 0.8281.48445.73Rat 13.67 0.848[13.3] 38.30 0.880[13.4] 1.40 0.686[13.5] 0.9 0.885
H2O傾向于減慢輕質餾分的出現，正如所預料的那樣。在分離這些氣態混合物的性能中不存在顯著的差別。
從辛烷值的角度出發，分類的上行順序是CO2、CO2+H2O、CO2+H2，且不存在任何主要的差別。必須注意避免氣流CO2+H2O過量，因為過量將作為純損失而降低轉化率。9在循環的情況下將油轉化成CO2+H2O[5]進料馬達油 100.00 d=0.886 n=1.49148[15] Csol 0.5 固體燃料 0.5％[41] C氣體 3.2 燃料氣1.6％[16.3]+ +其它 0.0[13.52]提純 0.5 /燃料[18.5] 6.3 \重6.8％[18.1-18.4]Dat 89.5常壓餾分轉化常壓餾分 ％Wt. Dp/V n[-18.1]PI-15016.79 0.721 1.427[-18.2]150-200 13.24 0.763 1.445[ 200-250 18.43 0.811 1.462-18.3]250-300 18.24 0.831 1.478[-18.4]300-360 21.80 0.868 1.489[13.3] 0.882 1.507[13.4] 0.897 1.511[13.5] … …油被轉化成30％汽油PI-200。
這些不同的例子顯示，不同的物料可通過很安全的方式轉化，具有優異的產量。(對純N2的試驗顯示，沒有明顯的焦化趨勢)。10反應器中的沉積物我們選擇ELF馬達油作為實施例6、7、8和9中的試驗物料，認為特別是我們僅僅受輕質餾分的轉化分析的化學考慮的限制。我們基本上用永久氣體進行轉化，特別是由Air Liquide供應的CO2和氫氣，和可從商業獲得的軟化水，爐溫是530℃。
我們通過根據特別用于烴的技術進行受控燃燒來對沉積物進行比例控制，同時密切監控燃燒。未解釋的問題仍然關于反應器中的局部物料損失。
所以我們決定在長時間受控操作之后(1)小心地進行燃燒；和(2)開放反應器及其注射器。注射器是干凈的。
然后我們通過公知的錘擊技術來提取反應器中的沉積物結垢，和通過深孔鉆孔旋轉提取灰色粉末。結垢或粉末都是不能燃燒的。
對于62300克物料，收集了151.2克固體，得到固體沉積物/物料比率為0.24％。這些沉積物的來源只能是經處理的油，且只作為聚集物出現。
(在我們的殘渣轉化試驗中，我們選用機械清洗技術從反應器中提取碳質和固體殘渣，這是更困難的，但卻是顯示所得沉積物重量的更準確操作。為了實際目的，然后分析這些沉積物。)11 通過殘渣或物料的萃取進行脫金屬這些是Kuwait RsV的性質，我們可用它作為轉化中的參比物料。
用丙烷C3萃取、丁烷C4和戊烷C5進行萃取，可以根據其特性分離減壓殘渣的組分，從DAO(用于脫瀝青油)至很硬的瀝青(Asp C5)。
通過萃取C3-C5 6/1得到RsV的級分RsV位置*DAOC3 * ExC4*ExC5*AspC5！ *％RsV進料*18.7* 33.7*30.4*17.5 ！100％RsV *密度20℃*0.896 * 1.000 *1.047 *1.067！1.010 *折光指數20℃*1.519 * 1.592 *1.624 *1.641！1.59415 *Tf℃*50 * 60 *100 *146 ！+41℃ *沉降物* * ** ！0.09％Pds *Res.Carb.％RsV*0.62* 2.96*8.09*8.23 ！19.9 *硫 ％RsV*0.53* 1.62*1.62*1.23 ！5.0 *鎳 ppmRsV*0.2 * 10.2*14.4*17.2 ！42*釩 ppmRsV*1.0 * 32.3*47.2*55.5 ！136 *NaCl％Wt.*- * - *0.0003 *0.0107 ！0.0110*VISC.Cst100℃** ** ！1402Cst *H/C*1.64* 1.35*1.22*1.18 ！H/C=1.33*觀察到金屬(鎳、釩)在大多數聚芳族化物產物中濃縮，其具有高的折光指數n和最高的密度。樣品用于鹽和硫。
這些組分起阻礙作用，因為它們是任何隨后可進行的催化精制處理的毒物。含有所述組分的聚芳族化物是焦化前體，當它們混合時，使產物的粘度增加到不能再泵入的程度，從而大大降低用于燃料用途的燃料的質量。由于所有這些原因，必要的是分別萃取它們。
實施例1中所述的該減壓殘渣(RsV)的轉化提供以下在萃取[13.4]處的萃取物很低的流量循環+提純 ％在餾分中的％[13.4] 360℃ DsV餾分 ％Wt.Dp/v nPI-195無 …………………195-250 8.630.8591.49888250-300 43.33 0.9041.53737RsV.4 48.04 1.625通過參考密度和折光指數，觀察到萃取物[13.4]實際上完全由EXC4、EXC5和AspC5組成。
但是，萃取物[13.3]的分析顯示它實際上不包含帶有金屬、鹽、硫等的組分，因為其最重的級分是DAO，和10％RV.3等于EXC3。循環主要流體在餾分中的％[13.3] 200℃ DsV餾分 ％Wt. Dp/v nPI-200 8.24 0.8311.50099200-250 29.21 0.9031.50835250-330 52.18 0.9321.51879RsV.3 10.371.595[13.5] 470℃無…………………………………………………(萃取器[13.5]作為安全設備操作。)在360℃下和在大氣壓下，萃取器[13.4]以有效和受控的方式，通過濃縮精制萃取物[13.4]中的金屬、鹽和硫來使物料脫金屬，這構成一個實施方案的新特性。原油和殘渣的金屬和其它雜質的含量通過公知的精制技術用丙烷C3、丁烷C4、戊烷C5對典型的減壓殘渣進行分級，獲得以下萃取物和萃余液位置*DAOC3*ExC4*ExC5*AspC5*＂＂＂＂RsV*％RsV進料*18.7*33.7*30.4*17.5*100％RsV*沉降物 * ** **0.096％Pds*硫％RsV*0.53*1.62*1.62*1.23*5.0％Pds*鎳ppmRsV*0.2*10.2*14.4*17.2*42*釩ppmRsV*1.0*32.3*47.2*55.5*136*NaCl％Wt. **-*0.0003*0.0107*0.0110*-------------------------------------------------------*H/C*1.64*1.35*1.22*1.18*H/C=1.33*
DAO是稱為脫瀝青油的產物；ExC4是C4的萃取物；ExC5是C5的萃取物，Asp C5是所得的相應殘渣瀝青。
金屬、NaCl和硫在含氫量低的高級芳族重分子中濃縮。
在燃燒時，這些殘渣給出具有典型的相應組成的灰分，如下所示灰分SiO2:32Fe2O3:25Na:16Va:14Ni:6Al:6此外，我們知道低共熔體(玻璃)在550-660℃下出現
所以，觀察到任何催化劑都不能通過金屬“被玻璃填滿”。
因為我們的裂化反應器是空的，所以它能經受長時間的操作，且在反應器壁上沒有快速沉積，如所觀察到的那樣，對于其它考慮，在這種情況下應該于460-480℃操作。所以，通過最重的液體產物來載附和萃取金屬。
轉化馬達油時需要反應器處于500-520℃。實際上觀察到在裂化反應器壁上很少有不能燃燒的沉積物。
這使我們能普及提取碳質殘渣與金屬沉積物的機械清洗技術，優選通過燃燒(這在壁上殘留金屬沉積物和灰分)。此時，因為裂化反應器是空的，所以在進行機械清洗和剝離操作中未遇到問題。硫未出現任何問題。
雖然本發明描述了特定的實施方案，但應該理解的是，實施方案用于說明目的，這些實施方案并不限制本發明的范圍。對所述實施方案的許多變化、改進、增加和提高是可能的。這些變化、改進、增加和提高可在以下權利要求所述的本發明范圍內。
權利要求
1．一種將含殘渣的烴或可能含有雜質的重質餾分轉化成可蒸餾的輕質產物的方法，該方法包括將烴料預熱至第一溫度；用具有第一能量的射流處理物料，從而將至少一部分第一能量傳遞至物料，并使物料達到活化能，在此活化能下，至少一部分物料分子分裂成較輕的分子；在反應器中在第二溫度下穩定物料，其中反應器在第一壓力下操作；使物料在第二壓力下膨脹，以及使物料從一系列萃取器通過，至少一個萃取器設計為使物料脫金屬，至少一個萃取器設計為制備水/烴乳液。
2．根據權利要求1的方法，進一步包括破乳得到烴和蒸餾所得的烴。
3．根據權利要求2的方法，其中破乳包括擠出乳液，然后將一種或多種所得的烴相進行潷析，其中擠出選自迫使乳液從一個或多個篩網通過；將干砂倒在乳液上；和使鐵球在乳液中滾動。
4．根據權利要求1的方法，其中所述物料的預熱和處理在注射器中進行，該注射器用于將物料和射流注入無催化劑的反應器中。
5．根據權利要求1的方法，其中所述射流包括過熱蒸汽。
6．根據權利要求5的方法，其中所述過熱蒸汽絕熱膨脹，以使第一部分第一能量通過機械轉換，且其中在過熱蒸汽膨脹之后，蒸汽處于第二溫度。
7．根據權利要求1的方法，其中所述射流包含選自H2O、CO2、CO、H2和N2的一種或多種氣體。
8．根據權利要求1的方法，其中所述射流的能量由傳統的熱爐提供。
9．根據權利要求1的方法，其中所述射流的能量由在壓力下和暴露于空氣中燃燒烴來提供。
10．根據權利要求1的方法，其中所述物料是細粉狀固體。
11．根據權利要求9的方法，其中所述物料用至少一對會聚料流注射，且其中射流指向會聚料流，其中射流將動能傳遞至物料，從而引起物料分子的剪切。
12．根據權利要求1的方法，其中選擇第一壓力以使裂化時間和反應器的體積最小化。
13．根據權利要求1的方法，其中基本上全部斷裂的物料分子都斷裂成兩部分。
14．根據權利要求1的方法，其中穩定物料包括使至少一種氧化化合物與新斷裂的物料分子反應，其中至少一種氧化化合物選自H2O和CO2。
15．根據權利要求13的方法，其中氧化化合物對物料中碳的比率至少是0.7。
16．根據權利要求1的方法，其中使物料從一系列萃取器通過的步驟包括使物料與重質相混合，將物料輸送至穩定室中，并從物料潷析液體產物。
17．根據權利要求1的方法，其中第二壓力是大氣壓，第一壓力大于大氣壓。
18．根據權利要求1的方法，其中用于制備水/烴乳液的至少一個萃取器設計為在200℃下操作。
19．根據權利要求1的方法，其中用于使物料脫金屬的至少一個萃取器設計為在360℃下操作。
20．根據權利要求1的方法，其中萃取器系列包括至少一個在第一溫度下操作的第一萃取器，然后在第二溫度下操作的第二萃取器，然后在第三溫度下操作的第三萃取器，其中第一溫度高于第二溫度，第二溫度高于第三溫度，其中第一萃取器設計為將減壓殘渣轉化成減壓餾分，第二反應器設計為將減壓餾分轉化成常壓殘渣，其中第三萃取器設計為將重質烴轉化成輕質烴。
21．一種設備，包括一個空的反應器體；一個或多個入口，設計為將烴料引入所述反應器中；一個噴嘴，設計為將射流引入所述反應器中，以剪切所述烴料的分子；和一個或多個出口，設計為使所述烴料從所述反應器體中排出。
22．根據權利要求21的設備，進一步包括用于預熱所述物料的第一加熱器和用于加熱所述射流的第二加熱器。
23．根據權利要求22的設備，進一步包括與所述一個或多個出口連接的一個或多個萃取器，設計為將所述烴料脫金屬和生成水/烴乳液。
24．根據權利要求23的設備，進一步包括一個或多個破乳器，設計為從所述乳液中分離所述烴。
25．根據權利要求24的設備，進一步包括一個或多個蒸餾萃取器，設計為將所述烴蒸餾成輕質烴產物。
全文摘要
一種用于在600－800℃之間適當過熱的氣體射流的幫助下將烴轉化成液體(汽油、粗柴油、燃料)的方法,其中烴是固態或具有高沸騰溫度,并含有金屬、硫或沉降物。該方法包括將物料(5)在加熱器(8)中預熱至比反應器(10)的選定溫度低的溫度。通過注射器(4)將物料注入空的反應器(10)中(即,不含催化劑)。用來自過熱器(2)的氣體或過熱蒸汽的射流處理物料,以活化物料。使物料中的活化產物在選定溫度和選定壓力下在反應器中穩定,然后從一系列萃取器(13)通過,以分離重質和輕質烴,并使物料脫金屬。以水/烴乳液形式出現的有用產物通常在破乳器(16)中破乳,形成含有不同雜質的水。將含有輕質相的最終的烴在加熱器(98)中進行加熱,并根據與(13)相似的萃取器(18)的精制要求而分離成傳統產物的餾分。
文檔編號C10G33/08GK1323338SQ99812187
公開日2001年11月21日 申請日期1999年10月7日 優先權日1998年10月16日
發明者P·喬根森 申請人:拉尼斯科控股有限公司