[发明专利]从石油中去除硫和金属的方法

权利要求书

1.一种从石油进料中选择性地除去金属化合物和硫的系统，所述系统包括：

混合区，所述混合区被配置成将预热水流和预热石油进料混合以形成混合水流，其中所述预热水流的温度高于水的临界温度并且压力高于水的临界压力，其中所述预热石油进料的温度低于150℃并且压力高于水的临界压力，其中所述预热石油进料包括石油进料，其中所述石油进料包括金属，其中所述金属包括金属卟啉；

流体连接到所述混合区的第一超临界水反应器，所述第一超临界水反应器被配置成允许发生转换反应以生成经提质的料流，所述第一超临界水反应器的压力高于水的临界压力并且温度高于水的临界温度，所述第一超临界水反应器不存在外部提供的氢，其中金属卟啉能够在所述第一超临界水反应器中分解以产生金属；

碳分散区，所述碳分散区被配置成将碳与补给水流混合以生成碳分散的水流，其中所述碳包括碳材料，其中所述碳的含量在所述石油进料的0.05重量％至所述石油进料的1.0重量％的范围内，其中所述碳分散的水流的温度高于水的临界温度并且压力高于水的临界压力，其中所述碳分散区无固定床，使得所述碳分散在所述碳分散的水流中，其中所述碳不含催化材料；

流体连接到所述第一超临界水反应器和所述碳分散区的补给混合区，所述补给混合区被配置成将所述经提质的料流和所述碳分散的水流合并以生成经稀释的碳分散的水流，其中所述碳分散的水流的温度高于水的临界温度并且压力高于水的临界压力，其中相比于所述经提质的料流，所述碳分散的水流提高了所述经稀释的碳分散的水流中的水与油的体积流量比，其中所述碳分散在所述经稀释的碳分散的水流中，其中所述碳捕集所述经提质的料流中存在的金属；以及

流体连接到所述补给混合区的第二超临界水反应器，所述第二超临界水反应器被配置成允许发生转换反应以生成碳分散的流出物料流，其中所述第二超临界水反应器的压力处于水的临界压力与所述第一超临界水反应器中的压力之间，其中所述第二超临界水反应器中的温度至少与所述第一超临界水反应器中的温度相同。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括：

流体连接到所述第二超临界水反应器的过滤冷却装置，所述过滤冷却装置被配置成降低所述碳分散的流出物料流的温度以生成冷却的碳分散流出物，其中所述冷却的碳分散流出物的温度低于225℃；以及

流体连接到所述过滤冷却装置的过滤元件，所述过滤元件被配置成从所述冷却的碳分散流出物中分离出所述碳以生成废碳和过滤后的料流。

3.根据权利要求2所述的系统，还包括：

流体连接到所述过滤元件的冷却装置，所述冷却装置被配置成降低所述过滤后的料流的温度以生成冷却料流；

流体连接到所述冷却装置的减压装置，所述减压装置被配置成降低所述冷却料流的压力以生成减压后的料流；

流体连接到所述减压装置的分离器单元，所述分离器单元被配置成对所述减压后的料流进行分离，以生成气相产物、水相产物和液态石油产物；以及

流体连接到所述分离器单元的烃分离器，所述烃分离器被配置成对所述液态石油产物进行分离，以生成轻质油产物和渣油产物。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述碳材料选自由下列组成的组：炭黑、活性炭及它们的组合。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述碳材料包含碳颗粒。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述碳颗粒的粒径小于10微米。

7.根据权利要求5所述的系统，其中所述碳颗粒的碳含量为至少80重量％。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述石油进料为选自由下列组成的组中的石油基烃：全馏程原油、拔顶油、燃料油、精炼流、来自精炼流的渣油、来自原油精炼的裂化产物料流、来自蒸汽裂化器的料流、常压渣油料流、减压渣油料流、煤衍生的烃和生物质衍生的烃。

9.根据权利要求1所述的系统，其中进入所述第一超临界水反应器的石油进料与水的体积流量比为1:10至1:0.1。

10.根据权利要求1所述的系统，还包括：

压力控制装置，所述压力控制装置被配置成降低所述经提质的料流的压力以生成减压的经提质的料流,其中所述减压的经提质的料流的压力低于所述经提质的料流的压力,其中所述减压的经提质的料流被引入所述补给混合区。