[发明专利]用于石油升级的超临界反应器系统和工艺

权利要求书

1.一种用于升级基于石油的组合物的工艺，其包括：

在混合装置中组合超临界水流与加压、加热的基于石油的组合物以建立组合的进料流；

将所述组合的进料流引入包括在高于水的临界温度的温度和高于水的临界压力的压力下操作的至少一个下流式超临界升级反应器的升级反应器系统中；

其中所述下流式超临界升级反应器包括第一催化剂层和第二催化剂层，所述第二催化剂层垂直安置于所述下流式超临界升级反应器中的所述第一催化剂层下方，

其中所述第一催化剂层是具有第一空隙体积比的含非均相多孔金属的催化剂并且所述第二催化剂层是具有第二空隙体积比的含非均相多孔金属的催化剂，

其中，

在这个等式中，V_表观指的是催化剂层的表观体积，而V_实际指的是整个催化剂层的实际体积，意味着排除空隙空间和孔隙体积的催化剂层的体积；

所述第二空隙体积比不同于所述第一空隙体积比，并且

其中所述下流式超临界升级反应器包括安置于所述下流式超临界升级反应器的一个或多个侧面位置上的一个或多个净化流体入口，并且所述净化流体入口垂直安置于所述第一催化剂层与所述第二催化剂层之间、所述第一催化剂层上方、或两者的组合；

传送所述组合的进料流通过所述第一催化剂层和所述第二催化剂层，其中所述组合的进料流中的轻烃至少部分流过所述第一催化剂层和所述第二催化剂层，同时所述组合的进料流中的重烃在所述第一催化剂层的空隙、所述第二催化剂层的空隙或两个催化剂层的空隙中至少部分筛分；

在超临界水存在下在所述第一催化剂层或所述第二催化剂层中使所述筛分的重烃至少部分转化成轻烃；

注射净化流体通过净化流体入口以接触所述第一催化剂层、所述第二催化剂层或两者来减少堵塞；并且

将包含轻烃和所述转化的轻烃的升级产物传送出所述下流式超临界升级反应器。

2.根据权利要求1所述的工艺，其中所述第二空隙体积比小于所述第一空隙体积比。

3.一种用于升级基于石油的组合物的工艺，其包括：

在混合装置中组合超临界水流与加压、加热的基于石油的组合物以建立组合的进料流，

将所述组合的进料流引入包括在高于水的临界温度的温度和高于水的临界压力的压力下操作的至少一个超临界升级反应器的升级反应器系统中，

其中所述超临界升级反应器包括第一催化剂层和第二催化剂层，所述第二催化剂层垂直安置于所述超临界升级反应器中的所述第一催化剂层下方，

其中所述第一催化剂层是具有第一空隙体积比的含非均相多孔金属的催化剂并且所述第二催化剂层是具有第二空隙体积比的含非均相多孔金属的催化剂，并且

其中，

在这个等式中，V_表观指的是催化剂层的表观体积，而V_实际指的是整个催化剂层的实际体积，意味着排除空隙空间和孔隙体积的催化剂层的体积；

所述第二空隙体积比小于所述第一空隙体积比，

活化第一催化剂层、所述第二催化剂层或两者；

传送所述组合的进料流通过所述第一催化剂层和所述第二催化剂层，其中所述组合的进料流中的轻烃至少部分流过所述第一催化剂层和所述第二催化剂层同时所述组合的进料流中的重烃在所述第一催化剂层的空隙、所述第二催化剂层的空隙或两者中至少部分筛分；

在超临界水存在下在所述第一催化剂层或所述第二催化剂层中使所述筛分的重烃至少部分转化成轻烃；

将包含轻烃和所述转化的轻烃的升级产物传送出所述超临界升级反应器。

4.根据前述权利要求1或2所述的工艺，其进一步包括通过在至少400℃的温度下加热来活化所述第一催化剂层、所述第二催化剂层或两者。

5.根据前述权利要求1或2所述的工艺，其进一步包括在所述组合的进料流引入之前在所述升级反应器系统的所述温度和压力下用超临界水调节所述第一催化剂层、所述第二催化剂层或两者。