特表 2023-527780 下流の油変換の性能向上のための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-06-30

(54)【発明の名称】下流の油変換の性能向上のための方法

(51)【国際特許分類】

   C10G 55/04 20060101AFI20230623BHJP

   C10G 19/073 20060101ALI20230623BHJP

   C10G 29/04 20060101ALI20230623BHJP

   C10G 9/00 20060101ALI20230623BHJP

【ＦＩ】

C10G55/04

C10G19/073

C10G29/04

C10G9/00

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022571154

(86)(22)【出願日】2021-05-19

(85)【翻訳文提出日】2023-01-11

(86)【国際出願番号】 US2021033244

(87)【国際公開番号】W WO2021236827

(87)【国際公開日】2021-11-25

(31)【優先権主張番号】63/027,052

(32)【優先日】2020-05-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】518230452

【氏名又は名称】エンライテン イノベーションズ インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100102978

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 初志

(74)【代理人】

【識別番号】100102118

【弁理士】

【氏名又は名称】春名 雅夫

(74)【代理人】

【識別番号】100160923

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 裕孝

(74)【代理人】

【識別番号】100119507

【弁理士】

【氏名又は名称】刑部 俊

(74)【代理人】

【識別番号】100142929

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 隆一

(74)【代理人】

【識別番号】100148699

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 利光

(74)【代理人】

【識別番号】100188433

【弁理士】

【氏名又は名称】梅村 幸輔

(74)【代理人】

【識別番号】100128048

【弁理士】

【氏名又は名称】新見 浩一

(74)【代理人】

【識別番号】100129506

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 智彦

(74)【代理人】

【識別番号】100205707

【弁理士】

【氏名又は名称】小寺 秀紀

(74)【代理人】

【識別番号】100114340

【弁理士】

【氏名又は名称】大関 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100214396

【弁理士】

【氏名又は名称】塩田 真紀

(74)【代理人】

【識別番号】100121072

【弁理士】

【氏名又は名称】川本 和弥

(72)【発明者】

【氏名】マコウスキー ミコラ

(72)【発明者】

【氏名】ゼナイティス マイケル

【テーマコード（参考）】

4H129

【Ｆターム（参考）】

4H129AA02

4H129CA01

4H129CA05

4H129CA08

4H129CA09

4H129CA10

4H129CA11

4H129CA24

4H129CA25

4H129CA27

4H129CA28

4H129CA29

4H129MA01

4H129MA07

4H129MA12

4H129MB02B

4H129MB04A

4H129MB07A

4H129NA01

4H129NA21

4H129NA45

(57)【要約】

本技術は、下流の油変換の性能を向上させるための方法を提供する。したがって、とりわけ、熱変換プロセスからの液体炭化水素の収率を向上させるための方法を提供するものである。この方法は、ナトリウム塩および変換フィードストックの混合物を生成するために、炭化水素フィードストックを有効量の金属ナトリウムおよび有効量の外因性キャッピング剤と２５０～５００℃の温度で接触させる工程を含む。炭化水素フィードストックは、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量、少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量、および少なくとも５ｗｔ％のマイクロ残留炭素含有量を有する炭化水素を含んでも良い。変換フィードストックは、炭化水素フィードストック中のものより少ない硫黄含有量、炭化水素フィードストック中のものより少ないマイクロ残留炭素含有量、炭化水素フィードストック中のものより少ないアスファルテン含有量を有する炭化水素を含んでも良い。この方法は、ガス状生成物、精製生成物、および残留生成物を生成するために、変換フィードストックを熱変換プロセスに供する工程をさらに含み、残留生成物に対する精製生成物の割合は、炭化水素フィードストックを同じ熱変換プロセスに供することによって生成される割合よりも大きい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱変換プロセスからの液体炭化水素の収率を向上させるための方法であって、以下の工程：
ナトリウム塩および変換フィードストックの混合物を生成するために、炭化水素フィードストックを有効量の金属ナトリウムおよび有効量の外因性キャッピング剤と２５０～５００℃の温度で接触させる工程であって、
前記炭化水素フィードストックが、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量、少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量、および少なくとも５ｗｔ％のマイクロ残留炭素含有量を有する炭化水素を含み、
前記変換フィードストックが、前記炭化水素フィードストック中のものよりも少ない硫黄含有量、前記炭化水素フィードストック中のものよりも少ないマイクロ残留炭素含有量、および前記炭化水素フィードストック中のものよりも少ないアスファルテン含有量を有する炭化水素を含む、前記接触させる工程と、
ガス状生成物、精製生成物、および残留生成物を生成するために、前記変換フィードストックを熱変換プロセスに供する工程であって、
前記残留生成物に対する精製生成物の割合が、前記炭化水素フィードストックを同じ前記熱変換プロセスに供することによって生成される前記割合よりも大きい、前記熱変換プロセスに供する工程と
を含む、方法。

【請求項2】

以下の工程：
ナトリウム塩および変換フィードストックの混合物を生成するために、炭化水素フィードストックを有効量の金属ナトリウムおよび有効量の外因性キャッピング剤と２５０～５００℃で接触させる工程であって、
前記炭化水素フィードストックが、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量、少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量、少なくとも１５ｐｐｍのバナジウム含有量、および少なくとも５ｗｔ％のマイクロ残留炭素含有量を有する炭化水素を含み、
前記変換フィードストックが、前記炭化水素フィードストック中のものよりも少ない硫黄含有量、前記炭化水素フィードストック中のものよりも少ないマイクロ残留炭素、および前記炭化水素フィードストック中のものよりも少ないアスファルテン含有量を有する炭化水素を含む、前記接触させる工程と、
０．５ｗｔ％未満の硫黄および１５０ｐｐｍ未満のバナジウムを有するプレミアムアノードグレードのコークス生成物を生成するために、前記変換フィードストックを熱変換プロセスに供する工程と
を含む、方法。

【請求項3】

以下の工程：
ナトリウム塩および変換フィードストックの混合物を生成するために、炭化水素フィードストックを有効量の金属ナトリウムおよび有効量の外因性キャッピング剤と２５０～５００℃の温度で接触させる工程であって、
前記炭化水素フィードストックが、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量、少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量、少なくとも１０ｐｐｍのニッケル含有量、および少なくとも５ｗｔ％のマイクロ残留炭素含有量を有する炭化水素を含み、
前記変換フィードストックが、０．５ｗｔ％未満の硫黄含有量、前記炭化水素フィードストック中のものよりも少ないマイクロ残留炭素、および０．２５ｗｔ％未満のアスファルテン含有量、および＜０．１ｗｔ％の灰含有量を有する炭化水素を含む、前記接触させる工程と、
０．５ｗｔ％未満の硫黄、０．７ｗｔ％未満の窒素、１０ｐｐｍ未満のニッケル、２．５×１０^７／℃より大きい熱膨張係数、および３２０×１０^６オーム－インチの電気抵抗率を有する高純度ニードルコークス生成物を生成するために、前記変換フィードストックを熱変換プロセスで処理する工程と
を含む、方法。

【請求項4】

以下の工程：
ナトリウム塩および変換フィードストックの混合物を生成するために、炭化水素フィードストックを有効量の金属ナトリウムおよび有効量の外因性キャッピング剤と２５０～５００℃の温度で接触させる工程であって、
前記炭化水素フィードストックが、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量、少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量、および少なくとも１００ｐｐｍの総金属含有量を有する炭化水素を含み、
前記変換フィードストックが、０．５ｗｔ％未満の硫黄含有量、５０ｐｐｍ未満のバナジウム含有量、５０ｐｐｍ未満のニッケル含有量、前記炭化水素フィードストック中のものよりも低いアスファルテンの濃度、および前記炭化水素フィードストック中のものよりも大きい残留炭化水素（＞５３８℃）に対する低沸点炭化水素（＜５３８℃）の割合を有する炭化水素を含む、前記接触させる工程と、
任意で、二重変換生成物を提供するために、前記変換フィードストックを熱変換プロセスにさらに供する工程と、
混合またはさらなる変換処理を行わずに燃料グレード生成物を生成するために、前記変換フィードストックまたは前記二重変換フィードストックを触媒変換プロセスに供する工程と
を含む、方法。

【請求項5】

以下の工程：
ナトリウム塩および変換フィードストックの混合物を生成するために、炭化水素フィードストックを有効量の金属ナトリウムおよび有効量の外因性キャッピング剤と２５０～５００℃の温度で接触させる工程であって、
前記炭化水素フィードストックが、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量、少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量を有する炭化水素を含み、かつ粘度、密度、マイクロ残留炭素、金属含有量、および清浄度／適合性からなる群から選択される１つ以上の燃料グレード規格を満たさず、
変換生成物が、０．５ｗｔ％未満の硫黄含有量を有する炭化水素を含み、かつ粘度、密度、マイクロ残留炭素、金属含有量、および適合性からなる群から選択される１つ以上の燃料グレード規格を満たし、ならびに
前記燃料グレード規格が、５０℃で３８０ｃＳｔ未満の粘度、９９１ｋｇ／ｍ^３未満の密度、１８ｗｔ％未満のマイクロ残留炭素含有量、３５０ｍｇ／ｋｇ未満のバナジウム含有量、およびＡＳＴＭ Ｄ４７４０による清浄度スポットテストの結果が１または２である、前記接触させる工程
を含む、方法。

【請求項6】

前記二重変換フィードストックおよび固体コークス生成物を提供するために、前記変換フィードストックを熱変換プロセスに供する工程をさらに含み、
前記変換フィードストックが、少なくとも５ｗｔ％のマイクロ残留炭素含有量を有し、ならびに
二重変換生成物が、前記炭化水素フィードストック中のものよりも低い不純物濃度、および前記変換フィードストックのものよりも大きい高沸点残渣炭化水素（＞５３８℃）に対する低沸点炭化水素（＜５３８℃）の割合を有する炭化水素を含む、
請求項４に記載の方法。

【請求項7】

精製フィードストックおよび前処理されたフィードストックを提供するために、前記接触させる工程の前に前記炭化水素フィードストックを前処理する工程をさらに含み、
前記精製フィードストックが、前処理前の前記炭化水素フィードストックよりも低い不純物濃度を含み、
前記前処理された炭化水素フィードストックが、前記精製フィードストックよりも高い不純物濃度を含み、および
前記前処理された炭化水素フィードストックが、前記変換フィードストックを生成するために前記接触させる工程に供された前記フィードストックである、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記前処理工程が、外部から印加された場による相分離、熱の添加による分離、水素化変換、熱変換、触媒変換、触媒処理、溶媒抽出、溶剤脱瀝、またはそれらの任意の２つ以上の組合せを含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記前処理工程が、硫黄、窒素、酸素、金属、およびアスファルテンの１つ以上を除去するために、炭化水素フィードストックを外因性水素および／または触媒と接触させることをさらに含む、請求項７または請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記熱変換プロセスが、ビスブレーキング、遅延コーキング、流動コーキング、Ｆｌｅｘｉｃｏｋｉｎｇ（商標）、パイロリシス、それらの変種、またはそれらの任意の２つ以上の組み合わせを含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記熱変換プロセスが、約４００℃～約５７０℃の温度で操作される、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記熱変換プロセスが、約１０～約２００ｐｓｉｇの圧力で操作される、請求項１０または請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記熱変換プロセスが、約４５０℃～約５００℃および約２０～１００ｐｓｉｇで操作される、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記触媒変換プロセスが、流動接触分解（ＦＣＣ）、残留ＦＣＣ、水素化処理、残留水素化処理、水素化分解、触媒改質、水素化脱硫、水素化脱窒素、水素化脱金属、または残留アップグレード／水素化変換、それらの変種、またはそれらのいずれか２つ以上の組み合わせを含む、請求項４に記載の方法。

【請求項15】

前記触媒が、コバルト、モリブデン、ニッケル、タングステン、白金、パラジウム、アルミナ、シリカ、ゼオライト、それらの異性体、酸化物、硫化物、またはそれらのいずれか２つ以上の組合せを含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記触媒変換プロセスが、約２５０℃～約５７５℃の温度で操作される、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記触媒変換プロセスが、約１０～約３０００ｐｓｉｇの圧力で操作される、請求項１５に記載の方法。

【請求項18】

前記触媒変換プロセスが、約４００℃～約５７５℃および約１０００～約３０００ｐｓｉｇで操作される、請求項４または６～１７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項19】

前記触媒変換プロセスが、約４５０℃～約５７５℃および約１５～約１００ｐｓｉｇで操作される、請求項４または６～１７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項20】

前記熱または触媒変換工程に併せて硫黄回収ユニットを使用して硫化水素を回収する工程をさらに含み、前記硫黄回収ユニットの能力が、ナトリウムでの処理中にナトリウム塩に変換された前記硫黄に比例して増加する、請求項１～１９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項21】

前記炭化水素フィードストックが、バージン原油もしくは熱分解プロセスの生成物であるか、またはそれに由来する、請求項１～２０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項22】

前記炭化水素フィードストックが、石油、重油、ビチューメン、シェールオイル、およびオイルシェールからなる群から選択される、請求項１～２０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項23】

前記硫黄含有量が、０．５ｗｔ％～１５ｗｔ％の範囲である、請求項１～２２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項24】

前記アスファルテン含有量が、１ｗｔ％～１００ｗｔ％の範囲である、請求項１～２３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項25】

前記アスファルテン含有量が、２ｗｔ％～４０ｗｔ％の範囲である、請求項２４に記載の方法。

【請求項26】

前記炭化水素フィードストックが、精油中間流、水素化分解残留物、水素化処理残留物、ＦＣＣスラリー、残留ＦＣＣスラリー、大気圧または真空残渣物、溶剤脱瀝タール、脱瀝油、ビスブレーカータール、高硫黄燃料油、低硫黄燃料油、アスファルテン、アスファルト、蒸気分解タール、ＬＣ－Ｆｉｎｉｎｇ（登録商標）残留物、またはＨ－Ｏｉｌ（登録商標）残留物の１つ以上を含む、請求項１～２５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項27】

前記炭化水素フィードストックが、５０℃で１～１０，０００，０００ｃＳｔの粘度および１５．６℃で８００～１２００ｋｇ／ｍ^３の密度を有する、請求項１～２６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項28】

前記炭化水素フィードストックが、５０℃で４００～９，０００，０００ｃＳｔの粘度を有する、請求項１～２７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項29】

前記炭化水素フィードストックが、室温で固体である、請求項１～２８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項30】

前記硫黄含有量が、アスファルテン硫黄と非アスファルテン硫黄とを含み、前記変換フィードストック中の非アスファルテン硫黄に対するアスファルテン硫黄の前記割合が、前記炭化水素フィードストック中より低い、請求項１～２９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項31】

前記炭化水素フィードストックと比較して、前記変換フィードストックの粘度が、５０℃で少なくとも５０ｃＳｔ、または４０％低下し、前記変換フィードストックの密度が、前記変換フィードストックの硫黄含有量における減少１ｗｔ％あたり約５～約２５ｋｇ／ｍ^３減少する、請求項１～３０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項32】

前記変換フィードストックの鉄およびバナジウム含有量が、前記炭化水素フィードストックと比較して少なくとも４０％減少された、請求項１～３１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項33】

前記変換フィードストックの前記ニッケル含有量が、前記炭化水素フィードストックと比較して少なくとも４０％減少された、請求項１～３２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項34】

前記炭化水素フィードストック中の前記アスファルテン含有量の少なくとも４０％が、前記変換フィードストック中の液体炭化水素油に変換される、請求項１～３３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項35】

前記外因性キャッピング剤が、水素、硫化水素、天然ガス、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、エテン、プロペン、ブテン、ペンテン、ジエン、これらの異性体、またはこれらのいずれか２つ以上の混合物である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。

【請求項36】

前記炭化水素フィードストックが、約４００ｐｓｉｇ～約３０００ｐｓｉｇの圧力で金属ナトリウムと組み合わされる、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。

【請求項37】

前記炭化水素フィードストックと金属ナトリウムとの反応が、１分～１２０分の時間起こる、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。

【請求項38】

前記変換フィードストックから前記ナトリウム塩を分離する工程をさらに含む、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。

【請求項39】

前記分離する工程が、
ａ．凝集ナトリウム塩を含む硫黄処理混合物を提供するために、ナトリウム塩および変換フィードストックの混合物を元素状硫黄と共に約１５０℃～５００℃の温度に加熱することと、
ｂ．脱硫した液体炭化水素および分離されたナトリウム塩を提供するために、前記硫黄処理混合物から前記凝集ナトリウム塩を分離することと
を含む、請求項３８に記載の方法。

【請求項40】

金属ナトリウムおよび元素状硫黄を提供するために、前記分離されたナトリウム塩を電解する工程をさらに含む、請求項３９に記載の方法。

【請求項41】

前記ナトリウム塩が、硫化ナトリウム、水硫化ナトリウム、またはポリ硫化ナトリウムのうちの１つ以上を含む、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。

【請求項42】

前記電解する工程が、アノライト区画と、カソライト区画と、前記アノライト区画を前記カソライト区画から分離するＮａＳＩＣＯＮ膜とを備える電気化学セルにおいて行われ、前記カソライト区画内のカソライト中に、金属ナトリウムを含むカソードが配置され、前記アノライト区画内のアノライト中に、前記ナトリウム塩を含むアノードが配置され、ならびに電源が前記アノードおよび前記カソードに電気的に接続される、請求項４０または請求項４１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年５月１９日に出願された米国仮出願番号６３／０２７０５２の優先権を主張し、その内容全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

技術分野
本技術は、炭化水素フィードストック中の硫黄およびアスファルテン含有量および不純物を減少させ、下流の油変換プロセスの性能を向上させる方法に関するものである。触媒変換性能と熱変換性能の両方が向上する可能性がある。

【背景技術】

【0003】

技術背景
多くの石油フィードストックを含む炭化水素油には、有機硫黄化合物の形状で除去困難な硫黄や、金属、および炭化水素の利用を阻害する他のヘテロ原子含有化合物がしばしば含まれる。炭化水素油に存在する望ましくない不純物は、一般に５１０℃～５６５℃（９５０°Ｆ～１０５０°Ｆ）またはそれより高い沸点で定義される真空残留蒸留画分に見られる樹脂やアスファルテンに濃縮され得る。従来の精製構成では、高価で低沸点の蒸留画分（ガソリン、ディーゼル、ジェット、およびガス油）を低価で高沸点の底画分（大気圧および真空残留）から分離することによって、望ましくない不純物をさらに濃縮する。低沸点蒸留画分は、水素化処理、アルキル化処理、接触改質処理、接触分解処理など、確立されたプロセスを使って容易に処理し、最終生成物に変換することが可能である。高沸点残渣流は、不釣り合いに高い金属含有量が触媒を汚染し、アスファルテンのポリ芳香族構造が不純物との接触を妨げるため、容易に処理することができない。

【0004】

炭化水素中に存在する硫黄種は、アスファルテン硫黄（すなわち硫黄含有アスファルテン種）と非アスファルテン硫黄（すなわち硫黄含有非アスファルテン種）として特徴づけることができる。とりわけ、非アスファルテン硫黄は一般に、チオール、硫化物、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン（ＤＢＴ）誘導体などを含み、主に真空残渣画分に含まれるが、任意の蒸留画分に含まれる飽和物、芳香族および樹脂成分にも含まれることがある。これらの硫黄種、特にガソリン、ナフサ、灯油、ディーゼル、およびガス油画分内に位置する硫黄種は、一般に、従来の触媒処理または水素化処理、水素化脱硫、または水素化分解などの変換プロセスを用いて除去することができる。アスファルテン硫黄は、最も重い残渣蒸留画分内のアスファルテンに位置し、飽和種と硫黄により結合した硫黄含有多核芳香族化合物の凝縮層によって主に特徴づけられる。ＤＢＴおよびＤＢＴ誘導体および硫黄ブリッジは、アスファルテン硫黄種の大部分を占めても良い。さらに、ニッケル、バナジウム、および鉄を含む金属は、アスファルテン画分に位置するポルフィリン金属錯体内に濃縮されていることが多い。硫黄は、厳しい動作条件にアスファルテン硫黄をさらさずに、容易に除去することはできない。

【0005】

残渣熱または触媒変換ユニットは、通常、高温（＞３５０℃／６６２°Ｆ）、高い水素分圧（５００～３０００ｐｓｉｇ）、金属やコークス析出によって不活性化される特殊触媒を有する厳しい動作条件下で操作する。残渣流を最も厳しい動作条件にさらした後でさえ、硫黄や金属の一画分は除去されず、油中に残留する。その結果、低価値の残渣底流は、１）アスファルトに変換されるか、２）熱変換ユニット（コーカーなど）で処理されて価値の高い中間体をできるだけ多く抽出するか、３）高硫黄バンカー燃料に混合されるかのいずれかである。

【発明の概要】

【0006】

技術の概要
驚くべきことに、硫黄含有アスファルテンの硫黄および金属を優先的に除去するプロセス、および／または炭化水素フィードストック中のアスファルテン画分の一部を非アスファルテン液体生成物に変換するプロセスが発見されてきた。このプロセスは、特にアスファルテン画分内の減少した硫黄（およびその他のヘテロ原子）含有量と減少した金属含有量を有する変換フィードストックを提供する。本技術を使って、炭化水素フィードストックのアスファルテン画分に濃縮された不純物はそのようなフィードを金属ナトリウムと接触させることで最も良く除去でき、一方でそれ以外の場所に濃縮された不純物は従来の精製プロセスで最も良く除去できる可能性がある。さらに、アスファルテン画分内に含まれる高濃度の不純物を減少させることで、下流のプロセスユニットの動作を最適化し、精油所の操業性および収益性を改善することができる。

【0007】

したがって、第１の態様において、本技術は、ナトリウム塩および変換フィードストックの混合物を生成するために、炭化水素フィードストックを有効量の金属ナトリウムおよび有効量の外因性キャッピング剤と２５０～５００℃の温度で接触させる工程であって、前記炭化水素フィードストックは少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量、少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量、および少なくとも５ｗｔ％のマイクロ残留炭素含有量を有する炭化水素を含み、前記変換フィードストックは、前記炭化水素フィードストック中のものよりも少ない硫黄含有量、前記炭化水素フィードストック中のものよりも少ないマイクロ残留炭素含有量、および／または前記炭化水素フィードストック中のものよりも少ないアスファルテン含有量を有する炭化水素を含む、前記接触させる工程と、およびガス状生成物、精製生成物、および残留生成物を生成するために、前記変換フィードストックを熱変換プロセスに供する工程であって、前記残留生成物に対する精製生成物の割合が、前記炭化水素フィードストックを同じ熱変換プロセスに供することによって生成される割合よりも大きくなる、前記熱変換プロセスに供する工程と、を含む、熱変換プロセスからの液体炭化水素の収率を向上させる方法を提供する。熱変換プロセスが、例えばコークス化工程である実施形態において、本方法は、真空ガス油の収率の向上、コークス損失の低減、およびすべての後続流の硫黄含有量の減少を提供する。硫黄含有量が少ないと、例えばクラウスプラントで扱うＨ_２Ｓが少なくなり、ガス油の水素化処理装置の負荷が減り、コークスが甘くなる。さらに、方法で使用する金属ナトリウムの量を変化させることで、下流の収率と経済性を最適化することも可能である。

【0008】

第２の態様において、本技術は、従来可能とされたよりも汚れたフィードからアノードグレードコークスを調製するための方法を提供するものである。この方法は、ナトリウム塩および変換フィードストックの混合物を生成するために、炭化水素フィードストックを有効量の金属ナトリウムおよび有効量の外因性キャッピング剤と２５０～５００℃で接触させる工程であって、前記炭化水素フィードストックは、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量、少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量、少なくとも１５ｐｐｍのバナジウム含有量、および少なくとも５ｗｔ％のマイクロ残留炭素含有量を有する炭化水素を含み、前記変換フィードストックは、前記炭化水素フィードストック中のものよりも少ない硫黄含有量、前記炭化水素フィードストック中のものよりも少ないマイクロ残留炭素、および／または前記炭化水素フィードストック中のものよりも少ないアスファルテン含有量を有する炭化水素を含む、前記接触させる工程と、および０．５ｗｔ％未満の硫黄と１５０ｐｐｍ未満のバナジウムを有するプレミアムアノードグレードのコークスを生成するために、前記変換フィードストックを熱変換プロセスに供する工程と、を含む。

【0009】

第３の態様では、本技術は、従来可能とされたよりも汚れたフィードからニードルグレードのコークスを調製する方法を提供する。この方法は、ナトリウム塩と変換フィードストックの混合物を生成するために、炭化水素フィードストックを有効量の金属ナトリウムと有効量の外因性キャッピング剤と２５０～５００℃の温度で接触させる工程と、前記炭化水素フィードストックは、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量と、少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量と、少なくとも１０ｐｐｍのニッケル含有量と、少なくとも５ｗｔ％のマイクロ残留炭素含有量とを有する炭化水素を含み、前記変換フィードストックは、前記炭化水素フィードストック中のものよりも少ない硫黄含有量、前記炭化水素フィードストック中のものよりも少ないマイクロ残留炭素、および／または前記炭化水素フィードストック中のものよりも少ないアスファルテン含有量を有する炭化水素を含み、および０．５ｗｔ％未満の硫黄、０．７ｗｔ％未満の窒素、１０ｐｐｍ未満のニッケル、２．５×１０^７／℃より大きい熱膨張係数、および３２０×１０^６オーム－インチの電気抵抗率を有する高純度ニードルコークス生成物を生成するために、前記変換フィードストックを熱変換プロセスに供する工程と、を含む。

【0010】

第４の態様において、本技術は、触媒変換プロセスにおける炭化水素フィードストックの変換を向上させるための方法を提供する。この方法は、ナトリウム塩および変換フィードストックの混合物を生成するために、炭化水素フィードストックを有効量の金属ナトリウムおよび有効量の外因性キャッピング剤と２５０～５００℃の温度で組み合わせる工程であって、前記炭化水素フィードストックは、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量、少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量、および少なくとも１００ｐｐｍの総金属含有量を有する炭化水素を含み、前記変換フィードストックは、０．５ｗｔ％未満の硫黄含有量、５０ｐｐｍ未満のバナジウム含有量、５０ｐｐｍ未満のニッケル含有量、前記炭化水素フィードストック中のものよりも低いアスファルテンの濃度を有し、および／または前記炭化水素フィードストック中のものよりも残留炭化水素（＞５３８℃）に対する低沸点炭化水素（＜５３８℃）の割合が大きい炭化水素を含む、前記組み合わせる工程と、二重変換生成物を提供するために、任意に前記変換フィードストックを熱変換プロセスに供する工程と、および混合またはさらなる変換プロセスを行わずに燃料グレード生成物を生成するために、前記変換フィードストックまたは前記二重変換フィードストックを触媒変換プロセス（例えば、触媒水素化処理）に供する工程と、を含む。この方法は、下流の触媒プロセスにおいて、ａ）触媒寿命の向上させること、ｂ）ガソリン収率の向上させること、ｃ）コーカーの完全なバイパス化し得ることによって、残留流を含む炭化水素フィードの変換と性能を向上させる。

【0011】

第５の態様において、本技術は、規格外の炭化水素フィードストックから低硫黄燃料グレード生成物を、ほとんどあるいは全く混合せずに生成するための方法を提供する。この方法は、ナトリウム塩および変換フィードストックの混合物を生成するために、炭化水素フィードストックを有効量の金属ナトリウムおよび有効量の外因性キャッピング剤と２５０～５００℃の温度で組み合わせる工程と、前記炭化水素フィードストックは、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量、少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量を有する炭化水素を含み、粘度、密度、マイクロ残留炭素、金属含有量、および清浄度／適合性からなる群から選択される１つ以上の燃料グレード規格を満たさず、前記変換生成物は０．５ｗｔ未満の硫黄含有量を有する炭化水素を含み、および粘度、密度、マイクロ残留炭素、金属含有量、および適合性からなる群から選択される１つ以上の燃料グレード規格を満たし、および燃料グレード規格は、５０℃で３８０ｃＳｔ未満の粘度、９９１ｋｇ／ｍ^３未満の密度、１８ｗｔ％未満のマイクロ残留炭素含有量、３５０ｍｇ／ｋｇ未満のバナジウム含有量、およびＡＳＴＭ Ｄ４７４０による清浄度スポットテストの結果が１または２である、前記組み合わせる工程を含む。例えば、低硫黄バンカー燃料は、開示された方法を介して調製することができる。いくつかの実施形態において、生成物は、公称量のブレンドストックを混合することで規格に近づけることができる燃料グレードに近い生成物であり、例えば、０．５ｗｔ％～１０ｗｔ％を混合することが挙げられる。

【0012】

本開示の概要は前述のとおりであり、必然的に簡略化、一般化、および詳細の省略が含まれる。したがって、当業者は、本概要が例示に過ぎず、いかなる意味でも限定的であることを意図しないことを理解するだろう。特許請求の範囲によって定義される、本明細書に記載される方法の他の態様、特徴、および利点は、本明細書に記載され、添付の図面と併せて解釈される詳細な説明において明らかになるだろう。

【図面の簡単な説明】

【0013】

本技術の上記および他の特徴および利点が得られる態様が容易に理解されるように、添付の図面に示されるその特定の実施形態を参照することによって、上記で簡単に記載された技術のより詳細な説明がなされるだろう。これらの図面は、技術の典型的な実施形態のみを描いており、したがって、その範囲を限定するものとはみなされないことを理解した上で、本技術は、添付図面の使用を通じて、さらに具体的かつ詳細に記載および説明されるだろう。

【図1】任意の分離工程および電解工程を含む、本技術の方法の第１、第２、または第３の態様の例示的な実施形態のフロー図である。

【図2】任意の分離工程および電解工程を含む、本技術の方法の第４の態様の例示的な実施形態のフロー図である。

【図3】任意の分離工程および電解工程を含む、本技術の方法の第４の態様の別の例示的な実施形態のフロー図である。

【図4】任意の前処理工程と、任意の分離および電解工程と、および精油処理工程とを含む、本技術の方法の例示的な実施形態のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

技術の詳細な説明
以下の用語は、以下に定義されるとおり、全体を通じて使用される。

【0015】

本明細書で使用される場合、要素を説明する文脈で（特に以下の請求項の文脈で）「１つの（ａ）」および「１つの（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」等の単数冠詞および同様の参照語は、本明細書に別途示されるか文脈によって明らかに矛盾しない限り、単数と複数の両方をカバーするように解釈されるものとする。本明細書における値の範囲の記載は、本明細書で特に指示されない限り、範囲内に入る各個別の値を個別に参照するための省略法として役立つことを単に意図しているだけであり、各個別の値は、本明細書に個別に記載されているかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載されたすべての方法は、本明細書に特に示されない限り、または文脈によって明らかに矛盾する場合を除き、任意の適切な順序で実行することができる。本明細書で提供される任意のおよびすべての実施例、または例示的な言語（例えば、「など」）の使用は、単に実施形態をより良く照らすことを意図しており、特に断らない限り、特許請求の範囲を制限するものではない。本願明細書のいかなる文言も、いずれの非請求項の要素を必須とするものと解釈されるべきではない。

【0016】

本明細書で使用する「約」は、当業者によって理解され得るものであり、使用される文脈によってある程度異なるだろう。なお、当該用語が使用される文脈から、当業者にとって明確でない用法がある場合には、「約」は当該用語のプラスマイナス１０％までを意味するだろう。

【0017】

本明細書において使用される「アスファルテン」はＣ_３－８アルカンのいずれかに不溶な油の成分を指す。アスファルテンは、Ｓ、Ｎ、およびＯから選択される１つ以上のヘテロ原子を含むポリ芳香族分子を含む。アスファルテンに含まれる硫黄種を明細書において総称して「アスファルテン硫黄」と呼ぶ。炭化水素油の非アスファルテン画分およびそれらの画分に含まれるその他の全硫黄を明細書において総称して「非アスファルテン硫黄」と呼ぶ。後者としては、例えば、チオール、硫酸塩、ベンゾチオフェン、およびジベンゾチオフェンを含むチオフェン、硫化水素、および他の硫化物を含む。

【0018】

本明細書において、「炭化水素フィードストック」とは、炭化水素を主成分とする精製、変換、または他の工業プロセスの投入物となり得る任意の物質を指す。炭化水素フィードストックは室温で固体または液体であっても良く、ヘテロ原子含有（例えば、Ｓ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、金属）有機および無機物質などの非炭化水素成分を含んでも良い。原油、精油流、化学プラント流（例えば、蒸気分解タール）およびリサイクルプラント流（例えば、タイヤまたは都市固形廃棄物からの潤滑油およびパイロリシス油）は、炭化水素フィードストックの非限定的な実施例である。

【0019】

本技術は、下流の油変換プロセスの収率を向上させる方法を提供するものである。したがって、第１の態様において、ナトリウム塩および変換フィードストックの混合物を生成するために、炭化水素フィードストックを有効量の金属ナトリウムおよび有効量の外因キャッピング剤と２５０～５００℃の温度で接触させる工程を含む熱変換プロセスからの液体炭化水素の収率を向上させるための方法を提供する。炭化水素フィードストックは、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量、少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量、および少なくとも５ｗｔ％のマイクロ残留炭素含有量を有する炭化水素を含む。変換フィードストックは、炭化水素フィードストック中のものよりも少ない硫黄含有量、炭化水素フィードストック中のものよりも少ないマイクロ残留炭素含有量、および／または炭化水素フィードストック中のものよりも少ないアスファルテン含有量を有する炭化水素を含む。ＡＳＴＭＤ４５３０に基づき測定されるマイクロ残留炭素（ＭＣＲ）は、炭化水素が高温にさらされた後に炭素質の堆積物を形成する傾向を示す。ＭＣＲは、ＡＳＴＭＤ１８９に従って測定されるコンラドソン残留炭素（ＣＣＲ）と数値的に同等であり、互換的に使用しても良い。任意の実施形態において、変換フィードストックは、炭化水素フィードストック中のものよりも少ない硫黄含有量、炭化水素フィードストック中のものよりも少ないマイクロ残留炭素含有量、および炭化水素フィードストック中のものよりも少ないアスファルテン含有量を有する炭化水素を含む。変換フィードストックは、ガス状生成物（例えば、蒸気、Ｈ_２Ｓ、Ｃ_１－Ｃ_４飽和ガス、Ｃ_２－Ｃ_４オレフィンおよびイソブタン）、精製生成物（例えば、ナフサ、ディーゼル、ガス油、ライトサイクルオイルおよびヘビーサイクルオイル）および残留生成物（例えば、コークスまたはビスブレーカータール）を生成するために、熱変換プロセス（例えば、コークス化またはビスブレーキングプロセス）に供されるものであり、残留生成物に対する精製生成物の割合は、炭化水素フィードストックを同じ熱変換プロセスに供することによって生じるものよりも大きい。

【0020】

第２の態様では、プレミアムアノードグレードコークスまたはニードルコークスを生成するための方法が提供される。この方法は、ナトリウム塩と変換フィードストックの混合物を生成するために、炭化水素フィードストックを有効量の金属ナトリウムおよび有効量の外因性キャッピング剤と２５０～５００℃の温度で接触させる工程を含む。炭化水素フィードストックは、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量、少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量、少なくとも１５ｐｐｍのバナジウム含有量、および少なくとも５ｗｔ％のマイクロ残留炭素含有量を有する炭化水素を含む。変換フィードストックは、炭化水素フィードストック中のものより少ない硫黄含有量、炭化水素フィードストック中のものより少ないマイクロ残留炭素、および／または炭化水素フィードストック中のものより少ないアスファルテン含有量を有する炭化水素を含む。任意の実施形態において、変換フィードストックは、炭化水素フィードストック中のものよりも少ない硫黄含有量、炭化水素フィードストック中のものよりも少ないマイクロ残留炭素、および炭化水素フィードストック中のものよりも少ないアスファルテン含有量を有する炭化水素を含む。変換フィードストックは熱変換プロセスに供され、０．５ｗｔ％未満の硫黄含有量、１５０ｐｐｍ未満のバナジウムを有するプレミアムアノードグレードコークスが生成される。

【0021】

第３の態様において、ナトリウム塩の混合物と変換フィードストックを生成するために、炭化水素フィードストックを有効量の金属ナトリウムおよび有効量の外因性キャッピング剤と２５０～５００℃の温度で接触させる工程を含む、ニードルコークスを生成するための方法が提供される。炭化水素フィードストックは、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量、少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量、少なくとも１０ｐｐｍのニッケル含有量、および少なくとも５ｗｔ％のマイクロ残留炭素含有量を有する炭化水素を含み、変換フィードストックは、０．５ｗｔ％未満の硫黄含有量、炭化水素フィードストック中のものよりも少ないマイクロ残留炭素、０．２５ｗｔ％未満のアスファルテン含有量、および／または＜０．１ｗｔ％の灰含有量を有する炭化水素を含む。任意の実施形態において、変換フィードストックは、０．５ｗｔ％未満の硫黄含有量、炭化水素フィードストック中のものよりも少ないマイクロ残留炭素、０．２５ｗｔ％未満のアスファルテン含有量、および＜０．１ｗｔ％の灰含有量を有する炭化水素を含む。変換フィードストックを熱変換プロセスで処理し、０．５ｗｔ％未満の硫黄、０．７ｗｔ％未満の窒素、１０ｐｐｍ未満のニッケル、２．５×１０^７／℃より大きい熱膨張係数および３２０×１０^６オーム－インチの電気抵抗率を有する高純度ニードルコークス生成物が生成する。

【0022】

第４の態様において、本技術は、触媒変換または処理プロセスにおけるフィードストックの変換を向上させるための方法を提供する。この方法は、ナトリウム塩および変換フィードストックの混合物を生成するために、炭化水素フィードストックを有効量の金属ナトリウムおよび有効量の外因性キャッピング剤と２５０～５００℃の温度で組み合わせる工程と、二重変換生成物を提供するために、任意にさらに変換フィードストックを熱変換プロセスに供する工程と、および混合またはさらなる変換処理をせずに燃料グレード生成物を生成するために、変換フィードストックまたは二重変換フィードストックを触媒変換プロセス（例えば、触媒水素化処理、流動接触分解など）に供する工程と、を含むことができる。この方法において、炭化水素フィードストックは、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量と、少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量と、および少なくとも１００ｐｐｍの総全属含有量を有する炭化水素を含む。変換フィードストックは、０．５ｗｔ％未満の硫黄含有量、５０ｐｐｍ未満のバナジウム含有量、５０ｐｐｍ未満のニッケル含有量、炭化水素フィードストック中のものよりも低いアスファルテンの濃度、および／または炭化水素フィードストック中のものよりも残留炭化水素（＞５３８℃）に対して割合が大きい低沸点炭化水素（＜５３８℃）を有する炭化水素を含む。任意の実施形態において、変換フィードストックは、０．５ｗｔ％未満の硫黄含有量、５０ｐｐｍ未満のバナジウム含有量、５０ｐｐｍ未満のニッケル含有量、炭化水素フィードストック中のものよりも低いアスファルテンの濃度、および炭化水素フィードストック中のものよりも残留炭化水素（＞５３８℃）に対して割合が大きい低沸点炭化水素（＜５３８℃）を有する炭化水素を含む。

【0023】

第４の態様において、変換フィードストックは、少なくとも５ｗｔ％のマイクロ残留炭素含有量を有する場合、方法は、二重変換フィードストックおよび固体コークス生成物を提供するために、変換フィードストックを熱変換プロセス（例えば、コーカー）に供する工程をさらに含んでも良い。そのような実施形態において、二重変換生成物は、炭化水素フィードストック中のものよりも低い不純物濃度を有する液体炭化水素、および変換フィードストックのものよりも大きい高沸点残渣炭化水素（＞５３８℃）に対する低沸点炭化水素（＜５３８℃）の割合を含む。第４の態様の任意の実施形態において、燃料グレード生成物は、ガソリン、ディーゼル、灯油、ジェット燃料、石油ナフサ、またはＬＰＧであっても良い。

【0024】

第５の態様において、本技術は、低硫黄燃料グレード生成物を生成するための方法を提供する。この方法は、ナトリウム塩と変換フィードストックの混合物を生成するために、炭化水素フィードストックを有効量の金属ナトリウムおよび有効量の外因性キャッピング剤と２５０～５００℃の温度で組み合わせる工程を含む。炭化水素フィードストックは、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量、少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量を有する炭化水素を含み、粘度、密度、マイクロ残留炭素、金属含有量および清浄度／適合性からなる群から選択される１つ以上の燃料グレード規格を満たすことができない。変換生成物は、０．５ｗｔ％未満の硫黄含有量を有する炭化水素を含み、粘度、密度、マイクロ残留炭素、金属含有量、および適合性かからなる群から選択される１つ以上の燃料グレード規格を満たし、燃料グレード規格は、５０℃で３８０ｃＳｔ未満の粘度、９９１ｋｇ／ｍ^３未満の密度、１８ｗｔ％未満のマイクロ残留炭素含有量、３５０ｍｇ／ｋｇ未満のバナジウム含有量であり、およびＡＳＴＭ Ｄ４７４０によって測定された清浄度スポットテストの結果が１または２である。いくつかの実施形態では、変換生成物は、２つ以上、３つ以上、４つ以上、または５つすべての燃料グレード規格を満たす。いくつかの実施形態において、生成物は、公称量の混合ストックを混合することによって規格に近づけることができる燃料グレードに近い生成物であり、例えば、０．５ｗｔ％、１ｗｔ％、２ｗｔ％、３ｗｔ％、４ｗｔ％、５ｗｔ％、６ｗｔ％、７ｗｔ％、８ｗｔ％、９ｗｔ％、または１０ｗｔ％、もしくは０．５～１０ｗｔ％、１～１０ｗｔ％、または２～７ｗｔ％などの前述の値のいずれか２つの間およびそれらを含む範囲に混合される。

【0025】

本明細書に記載の方法の任意の実施形態において、方法は、精製フィードストックおよび前処理された炭化水素フィードストックを提供するために、接触させる工程の前に炭化水素フィードストックを前処理する工程をさらに含んでも良い。精製フィードストックは、前処理前の炭化水素フィードストックよりも不純物濃度が低く、前処理された炭化水素フィードストックは、精製フィードストックよりも高い不純物濃度を含み、および前処理された炭化水素フィードストックは、変換フィードストックを生成するために、接触させる工程に供されたフィードストックである。前処理工程を含む本方法の任意の実施形態において、前処理工程は、外部から印加された場による相分離、熱の添加による分離、水素化変換、熱変換、触媒変換または処理、溶媒抽出、溶剤脱瀝、またはそれらの任意の２つ以上の組合せを含んでも良い。任意の実施形態において、前処理工程は、硫黄、窒素、酸素、金属、およびアスファルテンのうちの１つ以上を除去するために、炭化水素フィードストックを外因性水素および／または触媒と接触させる工程を含んでも良い。精製フィードストックおよび前処理された炭化水素フィードストックを生成するための前処理工程の実施例は、常圧蒸留、減圧蒸留、蒸気分解、接触分解、熱分解、流動接触分解（ＦＣＣ）、溶剤脱瀝、水素化脱硫、ビスブレーキング、パイロリシス、触媒改質、アルキル化、およびこれらのいずれか２つ以上の組合せを含む。常圧蒸留や減圧蒸留などの特定の前述のプロセスのうち、精製フィードストックと前処理された炭化水素フィードストックが直接得られるものもあれば、その後の分離工程を必要とするものもあることは理解されるだろう。例えば、蒸気分解、接触分解、熱分解、ＦＣＣ、およびパイロリシスは、その後、蒸留や他の分離プロセスによって精製フィードストックと前処理された炭化水素フィードストックに分離することができる生成物の混合物をもたらす。

【0026】

熱変換プロセスを含む本明細書に記載の方法の任意の態様または実施形態において、熱変換プロセスは、ビスブレーキング、遅延コーキング、流動コーキング、Ｆｌｅｘｉｃｏｋｉｎｇ（商標）、パイロリシス、それらの変形、またはそれらのいずれかの２つ以上の組み合わせであっても良く、またはそれらを含んでも良い。任意の実施形態において、熱変換プロセスは、約４００℃～約５７０℃の温度で操作されても良い。任意の実施形態において、熱変換プロセスは、約１０～約２００ｐｓｉｇの圧力で操作されても良い。任意の実施形態において、熱変換プロセスは、例えばコーカーの中のように、約４５０℃～約５００℃および約２０～１００ｐｓｉｇで操作されても良い。

【0027】

触媒変換プロセスを含む本明細書に記載の方法の任意の態様または実施形態において、触媒変換プロセスは、流動接触分解（ＦＣＣ）、残留ＦＣＣ、水素化処理、残留水素化処理、水素化分解、触媒改質、水素化脱硫、水素化脱窒素、水素化脱金属、または残留アップグレード／水素化変換（例えば、ＡＲＤＳ（登録商標）、ＬＣ－Ｆｉｎｉｎｇ（登録商標）、Ｈ－Ｏｉｌ（登録商標））、それらの変種またはそれらのいずれか２つ以上の組み合わせを含む。触媒は、コバルト、モリブデン、ニッケル、タングステン、白金、パラジウム、アルミナ、シリカ、ゼオライト、それらの異性体、酸化物、硫化物、またはそれらのいずれか２つ以上の組合せを含んでも良い。任意の実施形態において、触媒変換プロセスは、約２５０℃～約５７５℃の温度で操作されても良い。任意の実施形態において、触媒変換プロセスは、約１０～約３０００ｐｓｉｇの圧力で操作されても良い。任意の実施形態において、触媒変換プロセスは、約４００℃～約５７５℃および約１０００～約３０００ｐｓｉｇで操作されても良い。任意の実施形態において、触媒変換プロセスは、約４５０℃～約５７５℃および約１５～約１００ｐｓｉｇで操作されても良い。

【0028】

本明細書に記載される方法の任意の態様または実施形態において、蒸留（常圧蒸留または減圧蒸留の両方）などの他の精油プロセスが方法の一部として採用され得ることが理解されるだろう。代替的に、特定の態様または実施形態において、熱または触媒変換プロセスの代わりに、他の精油プロセスが使用されても良い（例えば、図４参照）。

【0029】

本方法の炭化水素フィードストックは、バージン原油（例えば、石油、重油、ビチューメン、シェールオイル、およびオイルシェール）であるか、またそれからに由来するものであっても良い。炭化水素フィードストックは、残留フィードストック、例えば、熱分解プロセスの生成物であっても良い。残留フィードストックは、本技術の様々な前処理プロセスによって製造されても良く、「前処理された炭化水素フィードストック」と呼ぶだろうが、このフィードストックはまた、金属ナトリウムおよび外因性キャッピング剤と接触させることも可能である。したがって、前処理されたフィードストックは、炭化水素フィードストックの蒸留生成物、（大気圧または真空残渣物、ガソリン、ディーゼル、灯油、およびガス油）、および精油中間流を含み得る。任意の実施形態において、前処理された炭化水素フィードストックは、水素化処理生成物、水素化分解残留物、水素化変換残留物（例えば、ＬＣ－Ｆｉｎｅｒ（登録商標）（Ｃｈｅｖｒｏｎ Ｇｌｏｂａｌ Ｌｕｍｍｕｓ）残留物、またはＨ－Ｏｉｌ（登録商標）（Ａｘｅｎｓ）残留物）、ＦＣＣスラリー、残留ＦＣＣスラリー、大気圧または真空残渣物、溶剤脱瀝タール、脱瀝油、蒸気分解タール、ビスブレーカータール、高硫黄燃料油、低硫黄燃料油、アスファルテン、アスファルト、およびコークスを含み得る。前述の炭化水素フィードストック（前処理された炭化水素フィードストックを含む）は、任意の地層（オイルサンド、従来型貯留層またはタイト貯留層、シェールオイル、オイルシェール）または地理的位置（北米、南米、中東など）に由来していても良い。本方法の特定の態様および実施形態、特に第２および第３の態様において、炭化水素フィードストックは、有意な量の芳香族化合物、例えば、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％を含む。

【0030】

本技術の方法において、炭化水素フィードストックは、炭化水素（例えば、炭化水素油）および不純物を含む。同様に、残留フィードストックは炭化水素や不純物を含む。いくつかの実施形態において、残留フィードストックは、炭化水素フィードストックよりも高い濃度の不純物を有する。本明細書で使用される「不純物」は、硫黄、酸素、窒素、リン、および金属などのヘテロ原子（すなわち、炭素および水素以外の原子）を意味する。不純物には、ナフテン酸、水、アンモニア、硫化水素、チオール、チオフェン、ベンゾチオフェン、ポルフィリン、Ｆｅ、Ｖ、Ｎｉなどの物質中に見つけられても良く、またそのような物質を含んでも良い。本方法の任意の実施形態において、炭化水素フィードストックまたは残留フィードストックは、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量および少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量を有する炭化水素を含む。硫黄含有量は、アスファルテン硫黄と非アスファルテン硫黄を含むが、フィードストック中の硫黄原子のｗｔ％として測定される。任意の実施形態において、硫黄含有量は、例えば、０．５、１、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、または１５ｗｔ％、あるいは前述の値のいずれか２つの間およびそれらを含む範囲を含む、０．５ｗｔ％～１５ｗｔ％の範囲であっても良い。したがって、硫黄含有量の範囲は、任意の実施形態において、１ｗｔ％～１５ｗｔ％、０．５ｗｔ％～８ｗｔ％、または１．５ｗｔ％～１０ｗｔ％であっても良い。

【0031】

本技術の方法において、アスファルテン含有量は、フィードストックのｎ－ペンタン不溶画分として測定されたフィードストック中のアスファルテンの総量を指す。しかしながら、本方法のいくつかの態様または実施形態において、アスファルテン含有量は、十分な量の１つ以上のＣ_３－８アルカンと混合した後、フィードストックから沈殿またはその他の方法で分離した不溶性画分として測定される場合がある。Ｃ_３－８アルカンは、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、それらの異性体、またはそれらのいずれか２つ以上の混合物であっても良い。任意の実施形態において、フィードのアスファルテン含有量は、ヘプタンに不溶な成分として定義し得る。アスファルテンの物性や構造、特定のアスファルテンを生成するために必要なプロセス条件（温度、圧力、溶媒／油比）の詳細については、Ｊ．Ｇ．Ｓｐｅｉｇｈｔ，“Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ａｓｐｈａｌｔｅｎｅｓ Ｐａｒｔ １：Ａｓｐｈａｌｔｅｎｅｓ，Ｒｅｓｉｎｓ ａｎｄ ｔｈｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ”，Ｏｉｌ ＆ Ｇａｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ－Ｒｅｖ ＩＦＰ，Ｖｏｌ ５９（２００４）ｐｐ．４６７－４７７（参照によりその全体およびすべての目的のために本明細書に組み込まれる）に記載される。ヘプタン（Ｃ_７）不溶性アスファルテン含有量を測定する標準試験法は、ＡＳＴＭ規格Ｄ６５６０－ｌ７に記載され、ペンタンを含むあらゆるアルカンに拡張することができる。

【0032】

本方法の任意の実施形態において、炭化水素フィードストックまたは残留フィードストックのアスファルテン含有量は、少なくとも１ｗｔ％、少なくとも２ｗｔ％、少なくとも３ｗｔ％、少なくとも４ｗｔ％、または少なくとも５ｗｔ％であっても良い。例えば、アスファルテン含有量は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、７０、８０、９０、９５、または１００ｗｔ％、もしくは前述の値のいずれか２つの間およびそれらを含む、１ｗｔ％～１００ｗｔ％の範囲であっても良い。したがって、任意の実施形態において、アスファルテン含有量は、２ｗｔ％～１００ｗｔ％、１ｗｔ％～３０ｗｔ％、２ｗｔ％～３０ｗｔ％、５ｗｔ％～１００ｗｔ％、１０ｗｔ％～１００ｗｔ％、または２０ｗｔ％～１００ｗｔ％の範囲であっても良い。

【0033】

本方法の任意の実施形態において、炭化水素フィードストック中のアスファルテン含有量の上昇がナトリウム処理プロセスに対して高すぎる粘度をもたらす場合、炭化水素フィードストックを希釈剤を使って希釈することが必要である場合がある。アスファルテンは芳香族であるため、希釈剤は通常、芳香族（すなわち、芳香環を有する化合物）を含むだろう。希釈剤は、単一の化合物（例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン、ナフタレン、１－メチルナフタレン）、それらのいずれか２つ以上の混合物、または芳香族である精油中間体（例えば、ライトサイクルオイル、改質物）であっても良い。必要な希釈剤の量は、フィードストックのアスファルテン含有量やプロセスに必要な粘度によって変化するだろう。フィードストック中の高いアスファルテン含有量は、アスファルテン含有量が低いフィードストックに比べて、より多くの希釈剤を必要とする場合がある。本方法でアスファルテンの処理を可能にするために、適切な量の希釈剤を選択することは当業者の技術範囲内である。

【0034】

また、本方法は、炭化水素および前処理された炭化水素フィードストックと比較して、変換フィードストック中のナフテン酸含有量および／または金属含有量を減少／除去することができる。任意の実施形態において、炭化水素フィードストックまたは前処理された炭化水素フィードストックは、（凝集的または個別的に）約１～約１０，０００ｐｐｍの金属を含む。金属は、炭化水素構造に結合した天然由来の金属であっても、上流プロセスで前処理された炭化水素フィードストックに巻き込まれた残留金属片（例えば、腐食生成物または触媒片）であっても良い。任意の実施形態において、金属は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、ポスト遷移金属、および８２以下の原子量を有するメタロイドからなる群から選択される。任意の実施形態において、金属は、バナジウム、ニッケル、鉄、ヒ素、鉛、カドミウム、銅、亜鉛、クロム、モリブデン、ケイ素、カルシウム、カリウム、アルミニウム、マグネシウム、マンガン、チタン、水銀、およびそれらのいずれか２つ以上の組み合わせの群から選択される。任意の実施形態において、金属は、バナジウム、ニッケル、鉄、およびそれらのいずれか２つ以上の組み合わせからなる群から選択される。任意の実施形態において、炭化水素フィードストックまたは前処理された炭化水素フィードストックの金属濃度は、（凝集的にまたは個別的に）約２～約１０，０００ｐｐｍ、約１０～約１０，０００ｐｐｍ、約１００～約１０，０００ｐｐｍ、約１００～約５，０００ｐｐｍ、約１０～約１，０００ｐｐｍ、約１００～約１，０００ｐｐｍなどであっても良い。

【0035】

本技術の方法は、不純物の除去／低減により用いられた炭化水素および前処理された炭化水素フィードストックをアップグレードするだけでなく、粘度や密度などの物性も向上させることができる。炭化水素フィードストックまたは前処理された炭化水素フィードストックは、５０℃で１～１０，０００，０００ｃＳｔの粘度を有することができる。例えば、粘度は、１、１０、２５、５０、１００、２００、３００、４００、５００、１，０００、２，０００、５，０００、１０，０００、２５，０００、５０，０００、１００，０００、５００，０００、１，０００，０００，２，０００，０００，３，０００，０００，４，０００，０００，５，０００，０００，６，０００，０００，７，０００，０００，８，０００，０００，または９，０００，０００ｃＳｔ、または前述の値のいずれか２つの間およびそれらを含む範囲を含んでも良い。したがって、任意の実施形態において、炭化水素フィードストックまたは前処理された炭化水素フィードストックの粘度は、例えば、１００～１０，０００，０００ｃＳｔ、３８０～９，０００，０００ｃＳｔ、５００～９，０００，０００ｃＳｔ、または５００～５，０００，０００ｃＳｔなどであって良い。

【0036】

炭化水素フィードストックまたは前処理された炭化水素フィードストックは、１５．６℃または６０°Ｆで８００～１２００ｋｇ／ｍ^３の密度であっても良い。例えば、密度は、８００、８２５、８５０、８７５、９００、９２５、９７５、１０００、１０５０、１１００、１１５０、１２００ｋｇ／ｍ^３、または前述の値のいずれか２つの間およびそれらを含む範囲であっても良い。したがって、任意の実施形態において、密度は、例えば、８５０～１２００ｋｇ／ｍ^３、９００～１２００ｋｇ／ｍ^３、９５０～１２００ｋｇ／ｍ^３、または９２５～１１００ｋｇ／ｍ^３であっても良い。

【0037】

本技術の方法において、炭化水素フィードストックまたは前処理された炭化水素フィードストックを、有効量の金属ナトリウムおよび有効量の外因性キャッピング剤と接触させる。金属ナトリウムの任意の適切な供給源を使用することができ、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第８，０８８，２７０号に記載されているように、電気化学的に生成された金属ナトリウムを含むが、これらに限定されない。「有効量」とは、所望の結果をもたらすための物質または薬剤の量を意味する。例えば、本発明の方法における有効量の金属ナトリウムは、炭化水素フィードストック中のアスファルテンおよび／または硫黄の量を減少させるのに十分な、化学量論的、超化学量論的、または準化学量論的量の金属ナトリウムを含み得る。

【0038】

本方法で使用される外因性キャッピング剤は、典型的には、接触させる工程中に硫黄および他のヘテロ原子が金属ナトリウムによって抽出された時に形成されるラジカルをキャッピングするために使用される。いくらかのフィードストックには、少量の天然由来のキャッピング剤（「内在性キャッピング剤」）を内在し得るものもあるが、そのような量は、本方法で生成されるフリーラジカルを実質的にすべてキャッピングするには不十分である。有効量の外因性（すなわち、添加）キャッピング剤が本方法で使用され、例えば、存在する硫黄、窒素、または酸素１モルあたり１～１．５モルのキャッピング剤（例えば、水素）が使用されても良い。本明細書の開示に基づいて、使用される特定の炭化水素フィードストックまたは前処理された炭化水素フィードストックについて本発明の方法を実施するために必要な外因性キャッピング剤の有効量を決定することは、当業者の技術範囲内である。外因性キャッピング剤としては、水素、硫化水素、天然ガス、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、エテン、プロペン、ブテン、ペンテン、ジエン、これらの異性体、またはこれらのいずれか２つ以上の混合物を含み得る。任意の実施形態において、外因性キャッピング剤は、水素および／またはＣ_１－６非環状アルカンおよび／またはＣ_２－６非環状アルケン、またはそれらのいずれか２つ以上の混合物であっても良い。

【0039】

接触させる工程で使用される金属状態のナトリウムの有効量は、炭化水素および前処理された炭化水素フィードストックのヘテロ原子、金属およびアスファルテン不純物のレベル、不純物の所望の変換または除去の程度、使用温度および他の条件によって変化するだろう。任意の実施形態において、化学量論的または化学量論的よりも多い量の金属ナトリウムを使用して、例えば、硫黄含有量に対して１～３モル当量の金属ナトリウムなどの、すべてのまたはほぼすべての硫黄含有量を除去しても良い。任意の実施形態において、炭化水素フィードストックまたは前処理された炭化水素フィードストックは、その中の硫黄含有量に対して１モル当量以上の金属ナトリウム、例えば、１．１、１．１５、１．２、１．２５、１．３、１．４、１．５、２、２．５または３当量の金属ナトリウムに接触させる。

【0040】

驚くべきことに、（炭化水素／前処理された炭化水素フィードストック中の）金属ナトリウムと硫黄含有量の準化学量論的な比率を用いて、アスファルテン硫黄の量を非アスファルテン硫黄に対して優先的に低下させ得る。したがって、任意の実施形態において、前処理された炭化水素フィードストック（または代替的に炭化水素フィードストック）は、その中の硫黄含有量に対して化学量論的量未満の金属ナトリウムと接触させ得る。本技術において、硫黄含有量に対する金属ナトリウムの化学量論的量は、前処理された炭化水素（または炭化水素）フィードストック中のすべての硫黄含有量を硫化ナトリウムに変換するために必要な金属ナトリウムの理論量であることが理解されるだろう。例えば、約１モルの硫黄原子を含むフィードストック中の硫黄のすべてを硫化ナトリウムに変換するために必要な金属ナトリウムの化学量論的量は、２モルの金属ナトリウムであることが当業者には理解されるだろう。このような実施例における硫黄含有量に対する金属ナトリウムの化学量論的量未満の量は、金属ナトリウム２モル未満、例えば１．６モル、または０．８モル当量の金属ナトリウムであるだろう。任意の実施形態において、硫黄含有量に対する化学量論的量未満の金属ナトリウムは、０．１当量～１当量未満であっても良い。そのような準化学量論的量の実施例は、硫黄含有量に対する金属ナトリウムの０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９または１当量未満、あるいは前述の値のいずれか２つの間およびそれらを含む範囲を含む。したがって、任意の実施形態において、準化学量論的量は、０．１～０．９当量、０．２～０．８当量、０．４～０．８当量などの範囲であっても良い。

【0041】

接触させる工程は、約２５０℃～約５００℃の温度で行われるため、金属ナトリウムは溶融状態（すなわち液体）となるだろう。例えば、接触させる工程は、約２５０℃、約２７５℃、約３００℃、約３２５℃、約３５０℃、約３７５℃、約４００℃、約４２５℃、約４５０℃、約５００℃、または前述の温度のいずれか２つの間およびそれらを含む範囲で実施されても良い。したがって、任意の実施形態において、接触は、約２７５℃～約４２５℃、または約３００℃～約４００℃（例えば、約３５０℃）で行われても良い。

【0042】

任意の実施形態において、接触させる工程は、約４００～約３０００ｐｓｉの圧力、例えば、約４００ｐｓｉ、約５００ｐｓｉ、約６００ｐｓｉ、約７５０ｐｓｉ、約１０００ｐｓｉ、約１２５０ｐｓｉ、約１５００ｐｓｉ、約２０００ｐｓｉ、約２５００ｐｓｉ、約３０００ｐｓｉ、または前述の値のいずれか２つの間およびそれらを含む範囲で行われても良い。

【0043】

金属ナトリウムと炭化水素／前処理された炭化水素フィードストック中のヘテロ原子汚染物質との反応は比較的速く、数秒とは言わないまでも数分以内に完了する。フィードストックと金属ナトリウムの組み合わせを混合すると、さらに反応が速くなり、工業的規模でこの反応によく使用される。しかしながら、特定の実施形態では、変換の程度を改善するために滞留時間の延長が必要となったり、特定のヘテロ原子不純物の除去を目標に動作条件を調整したりしても良い。したがって、任意の実施形態において、接触させる工程は、約１分～約１２０分、例えば、約１、約５、約７、約９、約１０、約１５分、約３０、約４５、約６０、約７５、約９０、約１０５、または約１２０分間で実施されても良く、または前述の値のいずれか２つの間およびそれらを含む範囲の時間実施される。したがって、任意の実施形態において、時間は、約１分～約６０分、約５分～約６０分、約１分～約１５分、約６０分～約１２０分などの範囲であっても良い。

【0044】

本方法は、炭化水素フィードストック（または前処理された炭化水素フィードストック）中のものより少ない硫黄含有量を有する炭化水素油を含む変換フィードストックを生成する。任意の実施形態において、変換フィードストックの硫黄含有量は、０．５ｗｔ％未満、例えば、０．４ｗｔ％未満または約０．４ｗｔ％、０．３ｗｔ％未満または約０．３ｗｔ％、０．２ｗｔ％未満または約０．２ｗｔ％、０．１ｗｔ％未満または約０．１ｗｔ％、さらには約０．０５ｗｔ％未満または約０．０５ｗｔ％、または前述の値のいずれか２つの間およびそれらを含む範囲であっても良い。変換されたフィードストックと比較した炭化水素または前処理された炭化水素フィードストックからの硫黄含有量の除去効率（別名、変換効率）は、重量比で少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９６％、少なくとも９７％、少なくとも９８％、少なくとも９９％または１００％、または前述の値のいずれか２つの間およびそれらを含む範囲とし得る。金属ナトリウムの有効量が化学量論的量より大きい場合、硫黄含有量の変換効率は非常に高く、例えば、少なくとも９０％であり得る。

【0045】

本方法（第１、第２、第３、および第４の態様の方法を含むがこれらに限定されない）において準化学量論的量の金属ナトリウムを使用する場合、低い変換効率が観察されるが、アスファルテン硫黄からの硫黄含有量は、非アスファルテン硫黄からのものと比較して優先的に減少させる。例えば、（総）硫黄含有量の変換効率は、これには、約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％を含む約１０％～約８０％の範囲であっても良く、または前述の値のうちいずれか２つの間およびそれらを含む範囲であっても良い。同時に、アスファルテン硫黄の対応する硫黄含有量の変換効率は、総変換効率よりも各ポイントで高い。例えば、任意のフィードに対するアスファルテン硫黄の硫黄含有量の変換効率は、対応する全硫黄分変換効率より１％～４０％高い範囲（例えば、１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１１％、１２％、１３％、１４％、１５％、１６％、１７％、１８％、１９％、２０％、２２％、２４％、２５％、２７％、３０％、３２％、３５％、３７％、または４０％高い、もしくは前述の値のいずれか２つの間およびそれらを含む範囲）であっても良い。

【0046】

本技術の変換フィードストックは、炭化水素または前処理された炭化水素のフィードストックと比較して、金属濃度が減少している。変換フィードストックの金属含有量は、炭化水素フィードストックまたは前処理された炭化水素フィードストックと比較して少なくとも２０％減少しても良く、例えば、２０％～１００％減少させても良い。炭化水素フィードストックまたは前処理された炭化水素フィードストックと比較して、変換フィードストック中の金属の減少率（総じてまたは個別に）の実施例は、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、９７％、９８％、９９％、１００％、または前述の値のいずれか２つの間およびそれらを含む範囲を含む。したがって、任意の実施形態において、減少率は、２０％～９９％、２０％～９５％、７０％～９９％、または１００％までであっても良い。金属は、本明細書に開示されているもののいずれかであっても良い。いくつかの実施形態では、金属は、鉄、バナジウム、ニッケル、またはそれらのいずれか２つ以上の組み合わせから選択される。例えば、変換フィードストックの鉄およびバナジウム含有量は、炭化水素フィードストックまたは前処理された炭化水素フィードストックと比較して、少なくとも２０％低減される。同様に、任意の実施形態において、変換フィードストックのニッケル含有量は、炭化水フィードストックまたは前処理された炭化水素フィードストックと比較して、少なくとも２０％減少される。

【0047】

本方法はまた、炭化水素フィードストックや前処理されたフィードストックと比較して、改善された物性を有する変換フィードストックを提供する。しかしながら、本方法の変換フィードストックの物性は、ナトリウムと硫黄の比率に必ずしも比例して変化しないことが分かってきた。例えば、金属脱金属の程度、特に鉄、バナジウム、ニッケルを含む触媒寿命に有害な金属は、一般に所定のナトリウムと硫黄の比率では脱硫の程度より大きくなる。実施例６は、触媒変換プロセスとは異なり、ナトリウム処理の初期金属含有量に対する無感度を示す。低いナトリウム／総硫黄添加比率でのナトリウム脱金属は、望ましくないほど高い金属含有量を有する炭化水素フィードを触媒変換または処理する前に前処理することで非常に有利になる可能性がある。

【0048】

重質残留フィードストックの価値を大きく低下させる追加の物性は、ナトリウムを用いた処理後に改善される。アスファルテン画分の脱硫は、水素化変換で見られる水素飽和や、熱分解プロセスで示される炭素排出を伴わずに行われる。その結果、アスファルテン含有量の少なくとも一部は、本方法によって、可溶性の、安定性の、および脱硫された変換液体生成物に変換され、より価値の高い液体生成物（例えば、アスファルテンに由来する炭化水素油）の収率を高める。したがって、本方法によって生成される変換フィードストックは、炭化水素フィードストック（または前処理されたフィードストック）中のものよりも少ないアスファルテン含有量を有し得る。任意の実施形態において、本方法は、少なくとも一部のアスファルテンをパラフィンなどの炭化水素油に変換する。任意の実施形態において、前処理されたフィードストック中のアスファルテン含有量の少なくとも５％、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％以上が、変換フィードストック中の液体炭化水素油に変換される。炭化水素または前処理されたフィードストックから除去されたアスファルテン含有量に対する変換効率は、使用されるナトリウムの量によって異なるが、一般に高く、例えば、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、最大９８％、最大９９％、もしくは最大９９．９％でさえ、または１００％、または前述の値のうちいずれか２つの間およびそれらを含む範囲（例えば、７０～１００％または７５～９９．９％など）である。

【0049】

アスファルテンを、付着している官能基の数が少ない、より小さな低分子量成分に変換すると、通常、硫黄を１ｗｔ％除去するごとに、少なくとも４０％から最大で５桁（１００００倍）の粘度の低下と約１～約３単位のＡＰＩ重力の増加をもたらす。任意の実施形態において、変換フィードストックの粘度は、５０℃で少なくとも５０ｃＳｔ、または少なくとも４０％低下しても良い。任意のそのような実施形態において、粘度は、５０℃で少なくとも１００ｃＳｔ、少なくとも２００ｃＳｔ、少なくとも３００ｃＳｔ、またはそれ以上低下する。１，０００ｃＳｔ（上記参照）を超える粘度を有する、本明細書に開示される炭化水素フィードストックまたは前処理された炭化水素フィードストックのいずれかのうち、低下が特に大きく、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９９％、または１００％（例えば、粘度が少なくとも４０～９９％低下する）であっても良い。任意の実施形態において、変換フィードストックの密度は、炭化水素フィードストックまたは前処理された炭化水素フィードストックと比較して、変換フィードストックの硫黄含有量が１ｗｔ％減少するごとに約５～約２５ｋｇ／ｍ^３減少する。例えば、密度の減少は、約５、約１０、約１５、約２０、約２５ｋｇ／ｍ^３、または前述の値のうちのいずれか２つの間およびそれらを含む範囲（約５～約２０ｋｇ／ｍ^３または約１０～約２５ｋｇ／ｍ^３など）であっても良い。

【0050】

上述のように、任意の実施形態において、本方法は、金属ナトリウムと接触させる前に、不純物を含む炭化水素フィードストックを前処理する工程を含んでも良い。いくつかの場合において、炭化水素フィードストックを前処理して前処理されたフィードストック中の不純物を濃縮し、そのため処理するフィードストックの量を減少させる場合がある。例えば、バージン原油を蒸留して、精製フィードストックと、バージン原油（炭化水素フィードストック）の両方に含まれるものよりも高い硫黄含有量および高いアスファルテン含有量を有する精製フィードストックおよび大気圧残渣物（前処理されたフィードストック）として、１つ以上の軽質蒸留物カットを生成することが可能である。あるいは、炭化水素フィードストックを前処理して望ましくない不純物の一部を除去し、不純物濃度の低い精製フィードストックと前処理後に残存する不純物を有する前処理されたフィードストックを提供することも可能である。前処理された炭化水素フィードストックは、選択された変換レベルのため、または前処理プロセスが不純物を除去できないため、不純物を含み得る。例えば、真空残渣を水素化処理反応器（（ＬＣ－Ｆｉｎｉｎｇ（登録商標）ユニットまたはＨ－Ｏｉｌ（登録商標）ユニットなど）で処理し、硫黄を除去して残渣画分をより価値の高い生成物に変換し得る。しかしながら、触媒の存在下で、３５０℃および１５００～３０００ｐｓｉｇを超える動作条件で水素化処理後、水素化処理済みの底流に難分解性の硫黄やアスファルテン画分が残ってしまう。前処理プロセスは、分離プロセス、熱または触媒による変換プロセス、または処理プロセスのいずれか、もしくはそれらの２つ以上の組み合わせを含んでも良い。

【0051】

任意の実施形態において、前処理プロセスは、エネルギー（熱）を使用した物理的分離、相添加（溶媒または吸収剤）、圧力変化、または外場もしくは勾配の適用のうちの１つ以上を含む分離プロセスを含み、前処理された炭化水素フィードストック中の不純物を濃縮し得る。分離プロセスには、重力分離、フラッシュ蒸発、蒸留、凝縮、乾燥、液液抽出、ストリッピング、吸収、遠心分離、静電分離、およびそれらの変種を含み得る。分離プロセスは、残渣油超臨界抽出法（ＲＯＳＥ（登録商標））等の溶剤脱瀝プロセスを含む溶媒抽出プロセスをさらに含んでいても良い。例えば、炭化水素フィードストックを脱塩して塩分や水分を除去したり、ＡＰＩセパレータを用いて油から水分や固形分を分離したり、蒸留塔を用いて原油中の低硫黄からの低沸点生成物と高硫黄からの高沸点生成物とを分離したりしても良い。分離プロセスには、吸着、ろ過、浸透、またはそれらの変種などの固形剤またはバリアが必要な場合もある。開示された各分離処理により、炭化水素フィードストックよりも不純物濃度が低い精製フィードストックと、精製フィードストックよりも不純物濃度が高い前処理された炭化水素フィードストックが得られる。任意の実施形態において、前処理された炭化水素フィードストックは、炭化水素フィードストック中よりも高濃度の不純物を含む。

【0052】

任意の実施形態において、前処理プロセスは、分子構造を変更する、または炭化水素フィードストックの炭素含有量の少なくとも一部の排出をもたらす熱または触媒プロセスを含んでも良い。熱変換プロセスには、炭素をコークスとして排出することで分解蒸留物の収率を高めるコーカー、ビスブレーカー、または他のプロセスが含んでも良い。触媒プロセスには、接触分解（ＦＣＣまたは残渣ＦＣＣ）、水素化分解装置、残渣水素化分解装置および水素化変換（例えば、ＬＣ Ｆｉｎｉｎｇ（登録商標）、Ｈ－Ｏｉｌ（登録商標））など）があるが、これらに限定されない固定床および流動床プロセスを含んでも良い。変換プロセスは、水素と触媒の両方を必要とする水素化処理プロセスであっても良い。

【0053】

本方法の前処理工程は、全フィードベースで炭化水素の飽和または特定の不純物の除去をもたらす処理プロセスを含んでも良い。したがって、任意の実施形態において、前処理プロセスは、溶媒脱脂、水素化処理、残渣水素化処理（ＲＨＴ）、水素化脱硫（ＲＤＳ）、水素化脱金属（ＨＤＭ）もしくは水素化脱窒素（ＨＤＮ）、またはそれらの２つ以上の組合せを含み得る。不純物（または複数の不純物）の全体の濃度は低下するものの、一般に処理プロセスでは、炭化水素フィードストックよりも不純物濃度の低い精製フィードストックと、精製フィードストックよりも不純物濃度の高い前処理された炭化水素フィードストックが生成される。それにもかかわらず、前処理された炭化水素フィードストックの不純物濃度は、炭化水素フィードストックよりも低くても良い。さらに、触媒処理プロセスでは、金属やマイクロ残留炭素による触媒の失活が促進されるため、アスファルテン中の高濃度の不純物を有するフィードストックを処理することは一般的にできない。

【0054】

本技術の方法では、変換フィードストックとナトリウム塩を含む混合物が生成される。本方法は、変換フィードストックからナトリウム塩を分離する工程をさらに含んでも良い。ナトリウム塩は粒子で構成されており、その粒子は非常に細かく（例えば＜１０μｍ）、および標準的な分離方法（例えば、ろ過や遠心分離）では完全に除去することができない。任意の実施形態において、分離する工程は、ａ．凝集ナトリウム塩を含む硫黄処理混合物を提供するために、ナトリウム塩と変換フィードストックの混合物を元素状硫黄で約１５０℃～５００℃の温度に加熱する工程と、および脱硫液体炭化水素と分離されたナトリウム塩を提供するために、硫黄処理混合物から凝集ナトリウム塩を分離する工程と、を含んでも良い。この分離は、米国特許第１０，４３５，６３１号（その内容全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる）に記載されるように実施することができる。

【0055】

本方法は、分離されたナトリウム塩から金属ナトリウムを回収する工程をさらに含み得る。任意の実施形態において、本方法は、金属ナトリウムを提供するために、分離されたナトリウム塩を電解する工程をさらに含んでも良い。分離されたナトリウム塩は、硫化ナトリウム、水硫化ナトリウム、またはポリ硫化ナトリウムの１つ以上を含んでも良い。電解は、例えば、米国特許第８，０８８，２７０号、または米国仮特許出願第６２／９８５，２８７号に従って、電気化学セルで実施しても良く、これらの各々の内容全体は、あらゆる目的のために本明細書に参照として組み込まれるものとする。電気化学セルは、アノライト区画、カソライト区画、およびアノライト区画をカソライト区画から分離するＮａＳＩＣＯＮ膜を含んでも良い。金属ナトリウムを含むカソードは、カソライト区画内のカソライト中に配置される。ナトリウム塩を含むアノードは、アノライト区画内のアノライト中に配置される。電源がアノードとかソードに電気的に接続される。任意の実施形態において、分離されたナトリウム塩は、金属ナトリウムを提供するために塩を電解する前に、有機溶媒に溶解される。

【0056】

現在の熱脱硫や触媒脱硫プロセスでは、副生成物として硫化水素を生成するため、クラウスプラントなどの硫黄回収ユニットで処理する必要がある。硫黄回収ユニット（ＳＲＵ）は非常に効率的だが、動作中に硫黄を排出するため、精製設備は地域や国の当局によって規制された厳しい硫黄排出規制の対象となる。多くの場合、精製設備は硫黄排出規制値に近いか、あるいはその値で操業する。ナトリウムを用いた脱硫では、元素状硫黄を生成し、固体または液体として貯蔵し、市場に販売され得る。ナトリウムを使って除去された各有機結合硫黄は、ＳＲＵで処理されるものとする同量の硫黄がＨ_２Ｓとして置換される。その結果、精製設備では、既存のＳＲＵの処理量と動作コストの削減（およびその結果、硫黄の排出量も削減する）、あるいは炭化水素フィードストックの少なくとも一部をナトリウムで脱硫して設備の硫黄処理能力を向上させることで、運転上の柔軟性を得る。任意の実施形態において、本方法は、硫黄回収ユニット（例えば、クラウスプラント、ＳＣＯＴユニット等）を使用する硫黄回収工程を含む。任意のそのような実施形態において、硫黄回収ユニットの容量は、炭化水素フィードストックをナトリウムで処理する間に回収された硫黄に比例して増加される。

【0057】

次に、本技術の方法の例示的な実施形態について、図１～４のフロー図を参照しながら説明する。図１の精製および変換システム１０に関して、本明細書に記載の硫黄およびアスファルテン不純物（例えば、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量（本明細書において「ｗｔ％」は「重量パーセント」を意味する）および少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量）を含む炭化水素フィードストック１０１は、有効量の金属ナトリウム１０３と本明細書に記載の外因性キャッピング剤１０５と共に反応器１２０（連続またはバッチ）に装入される。反応は、本明細書に記載されるように、高温および高圧で実施されても良く、ナトリウム塩および変換フィードストックの混合物１２１を与えるために典型的には数分以内に完了するが、高いアスファルテン含有フィードは、本明細書に開示されるようにより長い時間を必要とする場合がある。変換フィードストックは、本明細書に記載されるように、炭化水素フィードストック中のものよりも少ない硫黄含有量を有する炭化水素油を含み、炭化水素フィードストック中のものよりも少ないアスファルテン含有量を含むことができる。さらに、変換フィードストックは、炭化水素フィードストックに比べて、非アスファルテン硫黄に対するアスファルテン硫黄の割合が低い。任意に、混合物１２１は反応器１２０から別の容器１３０に輸送され、そこでナトリウム塩は変換フィードストックから容易に分離できるほど大きな粒子に凝集される。任意の適切な凝集方法を用いることができるが、本明細書に記載されるような高温での元素状硫黄１０７を有する凝集を用いることができる。凝集したナトリウム塩、金属および変換フィードストックの得られた混合物１３１は、次に、金属１４３およびナトリウム塩１４５を含まない変換フィードストック１４１を与えるために、遠心分離機のような任意の適切なプロセスおよび装置１４０によって分離され得る。任意選択的に、本明細書に記載されるように、金属ナトリウム１５３および元素状硫黄１５７を提供するために、ナトリウム塩１４５は、ＮａＳｉＣＯＮ膜などのナトリウムイオン選択性セラミック膜１５２を有する電解セル１５０で電解に供されても良い。なお、金属ナトリウム１５３および元素状硫黄１５７は、それぞれ本方法の１０３および１０７として再利用することができる。変換フィードストック１４１は、熱変換プロセス、１６０、例えば、コークス化プロセス、ビスブレーキングプロセス、または本明細書に記載の他のそのようなプロセスに供され、精製生成物１６１（例えば、ナフサ、ディーゼル、ガス油、およびライトサイクルオイルおよびヘビーサイクルオイル）、ガス状生成物１６３（例えば、蒸気、Ｈ_２Ｓ、Ｃ_１－Ｃ_４飽和ガス、Ｃ_２－Ｃ_４オレフィンおよびイソブタン）および残留生成物１６５（例えば、コークスまたはビスブレーカータール）を提供し得る。残留生成物１６５に対する精製生成物１６１の割合は、本明細書に記載のように、ナトリウムを使用してフィードを最初に脱硫せずに炭化水素フィードストック１０１を同じ熱変換プロセスに供することによって生成されるものよりも大きくなる。

【0058】

図１の精製変換システム１０を利用する本方法のいくつかの実施形態では、炭化水素フィードストック１０１は、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量、少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量、少なくとも１５ｐｐｍのバナジウム含有量、および少なくとも５ｗｔ％のマイクロ残留炭素含有量を有する炭化水素を含む。変換フィードストック１２１／１４１は、炭化水素フィードストック１０１中のものよりも少ない硫黄含有量と、フィードストック１０１中のものよりも少ないマイクロ残留炭素とを有する炭化水素を含み、炭化水素フィードストック１０１中のものよりも少ないアスファルテン含有量を含んでも良い。変換フィードストック１４１を適切な熱変換プロセスに供した後、０．５ｗｔ％未満の硫黄および１５０ｐｐｍ未満のバナジウムを有するプレミアムアノードグレードコークスを生成することができる。

【0059】

図２は、精製および変換システム２０を用いた本技術の他の方法の実施形態を示す。不純な炭化水素フィードストック２０１は、少なくとも０．５ｗｔ％の硫黄含有量、少なくとも１ｗｔ％のアスファルテン含有量、少なくとも１００ｐｐｍの総金属含有量を有する炭化水素を含んでも良い。このフィードストックは、図１に例示され、本明細書に記載されるような方法に類似した、金属ナトリウム２０３および外因性キャッピング剤２０５と共に、反応器２２０に装入される。得られたナトリウム塩と変換フィードストックの混合物２２１は、本明細書に記載されるように、凝集２３０（元素状硫黄２０７を有する）および変換フィードストック２４１からのナトリウム塩２４５の分離２４０に処理することができる。変換フィードストック２４１は、０．５ｗｔ％未満の硫黄含有量、５０ｐｐｍ未満のバナジウム含有量、５０ｐｐｍ未満のニッケル含有量、炭化水素フィードストック中のものよりも低いアスファルテンの濃度、および／または炭化水素フィードストック２０１中のものよりも大きい残留炭化水素（＞５３８℃）に対する低沸点炭化水素（＜５３８℃）の割合を有する炭化水素を含む。再び、ナトリウム塩２４５は、本明細書に記載されるように、金属ナトリウム２５３および元素状硫黄２５７を提供するために電解２５０されても良い。変換フィードストック２４１、は、次に、本明細書に記載されるような触媒変換プロセス（水素２６５を用いた水素化処理２７０など）、または他のそのようなプロセスに供する。燃料グレードの製品２７２は、この方法で生成される。

【0060】

代替的に、図３に示すように、精製および変換システム３０を使用して同じプロセス実施形態を実施しても良いが、任意の熱変換工程３６０を採用して二重変生成物３６１を生成し、その後これを水素を用いた触媒変換プロセス３７０に供して再び燃料グレード生成物３７２を生成する。図２と同様に、熱変換プロセス３６０は、また、ガス状生成物３６３および残留生成物３６５を生成する。

【0061】

図４は、精製および変換システム４０を用いた本技術の別のプロセス実施形態を示し、不純な炭化水素フィードストック４０１は、プロセス／装置４００において前処理され、第１の残留フィードストック４０２および精製フィードストック４０４が提供される。第１の残留フィードストック４０２および第１の精製フィードストック４０４をもたらす任意の適切な前処理プロセスを、本明細書に記載するように使用することができる。残留フィードストック４０２は、任意でさらに前処理（４１０）され、第２の残留フィードストック４１１および精製フィードストック４１３を提供しても良い。任意選択で、１つ以上の不純物（例えば、Ｈ_２Ｓ、ＮＨ_３、水、軽質炭化水素などのガス状不純物）は、第１および／または第２（図示のとおり）の前処理工程中に別個流４１５で除去されても良い。次に、第２の残留フィードストック４１１は、本明細書に記載されるように、反応器４２０において金属ナトリウム４０３および外因性キャッピング剤４０５で処理され、ナトリウム塩および変換フィードストックの混合物４２１を提供し得る。混合物４２１のナトリウム塩は、次に、変換フィードストック４４１、金属４４３、およびナトリウム塩４４５を提供するために、前述のように凝集（４３０）および分離（４４０）され得る。ナトリウム塩４４５は、本明細書に記載のナトリウムイオン選択性セラミック膜４５２（例えば、ＮａＳｉＣＯＮ）を有する電解セル４５０で電解して、回収された金属ナトリウム４５３および元素状硫黄４５７を提供しても良い。変換フィードストック４４１は、任意の精油プロセス（複数可）４８０（例えば、蒸留、熱変換、触媒変換、または同類のもの）に掛けられ、燃料グレード生成物４８２および残留生成物４８１を提供し得る。

【実施例】

【0062】

実施例１－ナトリウムによる炭化水素フィードストックの脱硫処理
様々な炭化水素フィードストックを金属ナトリウムで処理し、金属ナトリウム処理が不純物除去や物性向上に広く適用できることを実証した。炭化水素フィードストックには、異なる地理的位置や地形からのバージン原油と、一般的な精製および改良設備内にある様々な変換および処理されたフィードストックが含まれた。炭化水素フィードストック７００ｇを、１．８ＬのＰａｒｒ連続攪拌槽反応器において、適当な質量のナトリウムで以下の条件でバッチ式またはセミバッチ式に処理し、変換炭化水素とナトリウム塩の混合物を得た。反応条件、フィード、および生成物の特性を表１に示す。

【0063】

表１の結果は、溶融金属ナトリウムが不純物を効果的に除去し、変換フィードストックの物性を向上させ、したがって変換フィードストックの代替可能性が改善することを明らかに示す。変換フィードストックは、アスファルトまたは高硫黄バンカー燃料油として販売されるよりむしろ、燃料グレード生成物として直接販売されるか、下流の精油ユニットでより価値の高い生成物に変換されても良い。

【0064】

（表１）

【0065】

実施例２－ナトリウムによる炭化水素フィードストックの脱硫処理
連続操作中に不純物を除去し、物性を向上させるための金属ナトリウム処理の幅広い適用性をさらに実証するために、例えば、図４に本質的に示される連続システムを使用するパイロットプラントにおいて、様々な炭化水素フィードストックおよび前処理された炭化水素フィードストックを金属ナトリウムで処理した。炭化水素および前処理された炭化水素フィードストックには、バージン原油、真空残渣、および一般的な精製および改良設備内で生産される部分変換フィードストックが含まれた。各フィードストックを適当な質量のナトリウムと共に１２Ｌ連続攪拌槽反応器で以下の条件で処理し、変換炭化水素とナトリウム塩の混合物を得た。すべてのテストキャンペーンで、水素が外因性キャッピング剤として使用された。反応条件、フィード、および生成物の特性を表２に示す。

【0066】

実施例１と同様に、表２の結果は、溶融金属ナトリウムが不純物を効果的に除去し、変換フィードストックの物性を向上させ、したがって変換フィードストックの代替可能性が改善することを明らかに示す。変換フィードストックは、アスファルトまたは高硫黄バンカー燃料油として販売されるよりむしろ、燃料グレード生成物として直接販売されるか、下流の精油ユニットでより価値の高い生成物に変換されても良い。

【0067】

（表２）

【0068】

実施例３－アスファルテン画分における硫黄の優先的な除去
５回の別個の実験により、混合真空残渣流をナトリウムのモル当量増加で処理した。真空残渣物７００ｇを３５０℃、水素分圧７５０ｐｓｉｇでナトリウムと接触させた。主な結果は表３にまとめる。アスファルテン画分からの硫黄の優先的除去に対するナトリウムを使用した処理の効果をまとめたものであり、
１．アスファルテン中に含まれる総硫黄の画分は、ナトリウムと硫黄比０．９４で変換生成物の２８．５％から７．９％に低減された。
２．非アスファルテン硫黄に対するアスファルテン硫黄の割合は、ナトリウムのモル当量の増加の関数として低下する。この割合の低下は、すべての実用的なナトリウムと硫黄の比率において、非アスファルテン硫黄からよりも大きいアスファルテン硫黄からの硫黄の割合が除去されたことを示しており、下流の精製プロセス（例えば、図２に示されるプロセスにおいて）で水素化処理触媒の負荷を軽減するために重要な結果である。

【0069】

（表３）様々な油画分からの硫黄の除去

【0070】

実施例４：ナトリウムで前処理することによって、触媒変換プロセスにおける炭化水素の変換を向上させること
精油中間流（前処理された炭化水素フィードストック）を様々なモル当量のナトリウムで処理し、モル当量のナトリウムの選択が下流の触媒変換プロセスにおける炭化水素の変換をいかに向上させるために使用され得るかを実証した。各精油中間体７００ｇを３５０℃および７５０ｐｓｉｇ、または４００℃および１５００ｐｓｉｇの水素分圧でナトリウム処理した。主な結果は表４にまとめる。

【0071】

炭化水素フィードストックを準化学量論的モル当量のナトリウムで処理することは、触媒を汚染する不純物：アスファルテン硫黄、金属、およびアスファルテンを優先的に除去することにより、ＦＣＣまたは残渣水素処理装置（ＲＨＴ）フィードストックを前処理するのに好ましい場合がある。すべての場合において、アスファルテン画分からはより大きい割合の硫黄が除去された。さらに、除去された金属の画分は除去された全硫黄の割合を上回っており、下流の精油工程でさらに処理するために、金属およびアスファルテン硫黄の含有量が低い部分変換生成物を生成するには、低いナトリウム／硫黄添加比率が有利である可能性があることを示す。

【0072】

（表４）

【0073】

実施例５：真空残渣フィードストックから規格内低硫黄燃料油を生成すること
真空残渣フィードストックを、例えば図１に示されるような連続システムを使用したパイロットプラントで金属ナトリウムを使用して処理し、規格内の低硫黄燃料油の生成を実証した。真空残渣フィードストックを適当な質量のナトリウムと共に１２Ｌ連続攪拌槽反応器で以下の条件で処理し、変換炭化水素とナトリウム塩の混合物を得た。すべてのテストキャンペーンで、水素が外因性キャッピング剤として使用された。反応条件、フィードおよび生成物の特性を表５に示す。

【0074】

本実施例は、炭化水素フィードストックを有効量のナトリウムおよび有効量の外因性キャッピング剤と接触させると、規格内低硫黄燃料油が生成できることを明確に実証する。

【0075】

（表５）

【0076】

実施例６：コーカーフィードをナトリウムで前処理することによって、コーカー生成物の収率および品質を向上させること
表１の真空残渣物、ＳＤＡタール、ビスブレーカー残留物、水素化分解残留物の４つのフィードストックを金属ナトリウムで処理し、コーカーフィードストックを熱変換前に金属ナトリウムで前処理した時のコーカー生成物の収率と品質の改善を実証した。炭化水素フィードストック７００ｇを、１．８ＬのＰａｒｒ連続攪拌槽反応器において、適当な質量のナトリウムで以下の条件でバッチ式またはセミバッチ式に処理し、変換炭化水素とナトリウム塩の混合物を得た。反応条件、フィード、および生成物の特性を表１に示す。コーカー生成物の生成物収率と品質は、「受け取ったままの」炭化水素フィードストックとナトリウム処理後の変換フィードストック両方のために、業界で認められる相関関係（Ｇａｒｙ，Ｊ．Ｈ．，ａｎｄ Ｈａｎｄｗｅｒｋ，Ｇ．Ｅ．（２００１）“Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｒｅｆｉｎｉｎｇ．”Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）を使って推定される。コーカー生成物は表６にまとめる。

【0077】

表６の結果は、受け取ったままのフィードストックの熱変換を比較すると、熱変換前に溶融金属ナトリウムでのフィードの処理によって、全液収率が増加し、コークス収率が低下し、残留生成物に対する精製生成物の割合が増加し、全コーカー生成物の硫黄含有量が減少することを明確に示す。

【0078】

さらに、その結果は、溶融金属ナトリウムでフィードストックを処理することで、硫黄回収プロセス（クラウスプラントやＳＣＯＴプラントなど）の負荷を軽減できることも実証する。４つの実施例において、ガス処理への硫黄（Ｈ_２Ｓとして）を９０％以上減少させる。このプロセス構成は、硫黄の排出量を増加させたり、規制値を超えたりすることなく、精製設備の硫黄処理能力を向上させるのに有利である。

【0079】

（表６）

【0080】

実施例７：ナトリウムで前処理することによって、高純度プレミアムグレードのアノードコークスまたはニードルコークスを生成すること
「受け取ったままの」炭化水素フィードストックとナトリウム処理後の変換フィードストック両方のために、実施例６からの同じ４つのフィードストック、真空残渣物、ＳＤＡタール、ビスブレーカー残留物、および水素化分解残留物に対するコークス生成物の品質は、業界で認められる相関関係（Ｇａｒｙ，Ｊ．Ｈ．，ａｎｄ Ｈａｎｄｗｅｒｋ，Ｇ．Ｅ．（２００１）．“Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｒｅｆｉｎｉｎｇ．”Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）を使って、表７にまとめられる。受け取ったままのフィードで生産されたコークスはどれもアノードグレードコークス規格を満たしていないが、変換フィードストックから生成されたコークス生成物はすべてアノードグレードコークス規格に近いかそれを上回っている。バナジウム規格は、ナトリウムに接触させる工程でのナトリウムのモル当量をわずかに増やすことによって達成され得る。

【0081】

（表７）

【0082】

実施例８：ナトリウムでフィードを前処理することによって、石油生成物の蒸留特性を向上させること
実施例１の手順に従ってナトリウムで処理する前後の炭化水素フィードストックについて、蒸留特性を比較した。表８の結果は、残留画分が１～１０％減少し、それに伴って価値の高い残留物とガス油画分がそれぞれ０．５～３％および０．５～８％増加し、特性が改善されたことを示す。このように生成物プロファイルが向上することで、例えばナトリウムを使用して脱硫後に蒸留を行う場合、一定量のフィードからより価値の高い生成物が得られる。

【0083】

（表８）

【0084】

等価物
特定の実施形態が例示され、記載されてきたが、当業者であれば、前述の明細書を読んだ後、本明細書に記載された本技術の方法およびその生成物に対して、変更、等価物の置換および他の種類の改変に影響を与え得る。上述した各態様および実施形態は、他の態様および実施形態のいずれかまたはすべてに関して開示されるような変形または態様を明細書に含むかまたはそれに組み込むことも可能である。

【0085】

また、本技術はまた、本明細書に記載された特定の態様の観点から限定されるものではなく、これらは、本技術の個々の態様の単一の例として意図されるものである。本技術の多くの修正および変形は、当業者には明らかなように、その精神および範囲から逸脱することなく行うことができる。本技術の範囲内の機能的に等しい方法は、明細書中に列挙されたものに加えて、前述の記載から当業者には明らかだろう。このような修正および変形は、添付の特許請求の範囲内に含まれることを意図する。本技術は、特定の方法、フィードストック、組成物、または条件に限定されるものではなく、当然ながら、様々なものがあり得ることを理解されるものとする。また、本明細書で使用される用語は、特定の態様を記載するためのものであり、限定することを意図していないことも理解されるものとする。したがって、本明細書は、添付の特許請求の範囲、それらの中の定義およびそれらの等価物によってのみ示される本技術の幅、範囲、および精神をもって、例示的なものとみなされることを意図する。

【0086】

本明細書に例示的に記載された実施形態は、本明細書に特に開示されていないいずれかの要素または複数の要素、限定または複数の限定がない場合にも好適に実施され得る。したがって、例えば、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」などの用語は、限定されることなく、広範に理解されるものとする。さらに、本明細書で使用される用語および表現は、限定ではなく説明の用語として使用されており、そのような用語および表現の使用において、示され、記載された特徴またはそれらの一部の任意の等価物を除外する意図はないが、技術の請求の範囲内で様々な変更が可能であることは認識される。同様に、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」等の使用は、用語「実質的に～からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」および「～からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」を用いた実施形態を開示するものと理解されるものとし、用語「実質的に～からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」は、特に言及された要素および請求された技術の基本および新規特性に物質的に影響しない追加要素を含むものと理解されるだろう。「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」という句は、特定されていない任意の要素を除外する。

【0087】

さらに、本開示の特徴または態様がマーカッシュグループの観点から説明される場合、当業者は、本開示がそれによってマーカッシュグループの任意の個々のメンバーまたはメンバーのサブグループの観点からも記載されることを認識するだろう。一般的な開示内に該当する狭義の種および亜属の各グループのそれぞれもまた、本発明の一部を構成する。これには、除外された物質が本明細書に具体的に記載されているか否かにかかわらず、類から任意の主題を除去した但し書きまたは否定的な限定を付した発明の包括的な記載が含まれる。

【0088】

いずれかおよびすべての目的、特に文章による記載の提供の観点から、本明細書に開示されるすべての範囲はまた、いずれかおよびあらゆる可能なサブレンジおよびそれらのサブレンジの組み合わせも包含することを当業者によって理解されるだろう。任意の列記された任意の範囲が、同じ範囲を少なくとも半分、３分の１、４分の１、５分の１、１０分の１などに分解することが十分に記載され、可能であることが容易に認識され得る。非限定的な実施例として、本明細書で説明する各範囲は、下位３分の１、中間３分の１、および上位３分の１などに容易に分解され得る。また、「最大」、「少なくとも」、「より大きい」、「より小さい」などのすべての言語は、言及された数を含み、上述したように、その後サブレンジに分解することができる範囲を指すことも当業者によって理解されるだろう。最後に、範囲が個々の部材を含むことも当業者によって理解されるだろう。

【0089】

本明細書で言及されるすべての刊行物、特許出願、発行済み特許、およびその他の文書（例えば、雑誌、論文、および／または教科書）は、個々の刊行物、特許出願、発行済み特許、またはその他の文書がその全体が参照により組み込まれることが具体的かつ個別に示されているかのように、参照により本明細書に組み込まれる。参照により組み込まれる文章に含まれる定義は、本開示における定義と矛盾する範囲において除外される。

【0090】

他の実施形態は、そのような請求項が権利を有する完全な等価物の範囲と共に、添付の請求項に記載される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】