專(zhuān)利名稱(chēng)：用于固體含碳物質(zhì)預(yù)處理的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將含碳物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理、將含碳物質(zhì)液化以及提高含碳物質(zhì)液化 效率的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
多年來(lái)關(guān)于由固體含碳物質(zhì)例如煤獲得液體和氣體產(chǎn)品的方法已作出很多工作。 已知的方法包括催化反應(yīng)和非催化反應(yīng)兩種。在催化方法中，含烴物質(zhì)典型地是用溶劑和 催化劑進(jìn)行漿化，并且使其在分子氫存在下于升高的溫度和壓力下反應(yīng)。例如，美國(guó)專(zhuān)利5，246, 570描述了一種煤液化方法，其中在預(yù)熱器中將煤、催化劑 和溶劑的混合物快速加熱到600-750 溫度，然后使其在液化反應(yīng)中的煤液化條件下反 應(yīng)。美國(guó)專(zhuān)利5，573，556描述了一種將含碳物質(zhì)轉(zhuǎn)化為通常是液體的產(chǎn)物的方法，該方法 包括將包含含碳物質(zhì)、含烴溶劑和催化劑前體的漿料加熱到足以使所述催化劑前體轉(zhuǎn)化為 相應(yīng)催化劑的溫度，和將該漿料引入到液化區(qū)中。美國(guó)專(zhuān)利5，783，065描述了一種煤液化 方法，該方法包括用具有氫化或氫解活性的催化劑浸漬煤顆粒；在至少約400°C的溫度下 將浸漬的煤顆粒在非常短的時(shí)間中引入到含氫氣體的湍流中；和使產(chǎn)物的溫度驟冷到顯著 小于400°C的溫度。這樣的常規(guī)方法為改善加氫轉(zhuǎn)化的含碳物質(zhì)的液體和/或氣體收率以及由這樣 的方法獲得的液體和/或氣體產(chǎn)物的品質(zhì)留下很多余地。因此，仍需要用于含碳物質(zhì)加氫 轉(zhuǎn)化的改善的系統(tǒng)和方法，以及用于這樣的系統(tǒng)和方法的改善的進(jìn)料物質(zhì)。發(fā)明概述在一方面，本發(fā)明涉及用于將含碳物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理的方法，該方法包括加熱包含 含碳物質(zhì)、一種或多種催化劑或催化劑前體、和含烴液體的混合物，達(dá)到足夠的溫度并持續(xù) 足夠的時(shí)間以使所述一種或多種催化劑或催化劑前體分散到所述含碳物質(zhì)中，其中所述一 種或多種催化劑或催化劑前體保持為基本上無(wú)活性的形式。在另一方面，本發(fā)明涉及用于將含碳物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理的方法，該方法包括在約 100-300°C的溫度下加熱包含含碳物質(zhì)、一種或多種催化劑或催化劑前體、和含烴液體的混 合物并持續(xù)約10-360分鐘。在另一方面，本發(fā)明涉及用于改善含碳物質(zhì)液化效率的方法，該方法包括在足夠 的溫度下加熱包含含碳物質(zhì)、一種或多種催化劑或催化劑前體、和含烴液體的混合物并持 續(xù)足夠的時(shí)間以使所述一種或多種催化劑或催化劑前體分散到所述含碳物質(zhì)中，其中在加 熱步驟期間所述一種或多種催化劑或催化劑前體保持為基本上無(wú)活性的形式；和將預(yù)處理 的含碳物質(zhì)加氫轉(zhuǎn)化。在另一方面，本發(fā)明涉及用于加氫轉(zhuǎn)化過(guò)程的進(jìn)料，該進(jìn)料通過(guò)在足夠的溫度下 加熱包含碳物質(zhì)、一種或多種催化劑或催化劑前體、和含烴液體的混合物并持續(xù)足夠的時(shí) 間以使所述一種或多種催化劑或催化劑前體分散到所述含碳物質(zhì)中進(jìn)行制備，其中所述一 種或多種催化劑或催化劑前體保持為基本上無(wú)活性的形式。
在另一方面，本發(fā)明涉及用于加氫轉(zhuǎn)化過(guò)程的進(jìn)料，該進(jìn)料通過(guò)在約100-300°c的 溫度下加熱包含含碳物質(zhì)、一種或多種催化劑或催化劑前體、和含烴液體的混合物并持續(xù) 約10-360分鐘進(jìn)行制備。在另一方面，本發(fā)明涉及用于將含碳物質(zhì)液化的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)用于 在足夠的溫度下加熱包含含碳物質(zhì)、一種或多種催化劑或催化劑前體、和含烴液體的混合 物并持續(xù)足夠的時(shí)間以使所述一種或多種催化劑或催化劑前體分散到所述含碳物質(zhì)中的 加熱系統(tǒng)，其中一種或多種催化劑或催化劑前體基本上保持無(wú)活性的形式；至少一個(gè)用于 將所述預(yù)處理的含碳物質(zhì)的至少部分轉(zhuǎn)化為液體和/或氣體產(chǎn)物的加氫轉(zhuǎn)化系統(tǒng)；至少一 個(gè)用于分離所述液體和/或氣體產(chǎn)物的分離系統(tǒng)；至少一個(gè)用于從一種或多種加氫轉(zhuǎn)化產(chǎn) 物中回收至少部分所述一種或多種催化劑或催化劑前體的催化劑回收系統(tǒng)；和至少一個(gè)使 用所回收的至少部分所述一種或多種催化劑或催化劑前體用于制備一種或多種催化劑或 催化劑前體的催化劑或催化劑前體制備系統(tǒng)。如下將進(jìn)一步詳細(xì)地描述包括本發(fā)明上述方面的本發(fā)明的若干實(shí)施方案。通常， 除非本文另外指明，這些實(shí)施方案中的每一個(gè)都可以與其它方面和實(shí)施方案按各種和特定 的組合進(jìn)行使用。附圖簡(jiǎn)述

圖1是顯示不同類(lèi)型含烴液體中含碳物質(zhì)的泡脹度的圖。圖2是顯示在各種預(yù)處理溫度下兩種不同含烴液體中含碳物質(zhì)的泡脹度的圖。圖3是顯示在各種預(yù)處理溫度下含碳物質(zhì)的溶劑吸收的坐標(biāo)圖。圖4是顯示在各種預(yù)處理反應(yīng)時(shí)間下含碳物質(zhì)的泡脹度的坐標(biāo)圖。圖5是顯示在各種溫度下催化劑前體的活化程度的坐標(biāo)圖。發(fā)明詳述為了有助于對(duì)本文所公開(kāi)的主題的理解，下面定義本文所用的許多術(shù)語(yǔ)、縮略語(yǔ) 或其它簡(jiǎn)寫(xiě)。未定義的任何術(shù)語(yǔ)、縮略語(yǔ)或簡(jiǎn)寫(xiě)應(yīng)理解為具有與本說(shuō)明書(shū)的提交同時(shí)期的 技術(shù)人員所使用的普通含義。在以下描述中，無(wú)論是否與詞“大約”或“約”結(jié)合使用，本文披露的所有數(shù)字均為 近似值。它們可以改變1 %、2 %、5 %或有時(shí)10 %至20 %。只要披露了具有下限鏟和上限Ru 的數(shù)值范圍，就明確地披露了落在該范圍內(nèi)的任何數(shù)值。特別地，明確地披露了以下范圍內(nèi) 的數(shù)值R =鏟+k*(Ru-R》，其中k是從至100%以的增量變動(dòng)的變量，即，k是1%、 2%,3%,4%,5%, —.50%,51%,52%, ...、95%、96%、97%、98%、99%或 100%。而且， 也明確地披露了由兩個(gè)如上面所定義的R數(shù)值限定的任何數(shù)值范圍。應(yīng)當(dāng)注意，如本說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求中所使用的，單數(shù)形式“a”、“an”和“the” 包括復(fù)數(shù)指代物，除非明確地毫無(wú)疑義地限定于一個(gè)所指事物。如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ) “包括”及其語(yǔ)法變化形式旨在是非限制性的，使得述及的所列項(xiàng)目不排除可取代或補(bǔ)充所 列項(xiàng)目的其它相似項(xiàng)目。除非另外規(guī)定，本文提到的所有沸點(diǎn)為大氣壓沸點(diǎn)。術(shù)語(yǔ)“預(yù)處理”用于本文描述在特定時(shí)間段內(nèi)和在特定溫度下使一種或多種催化 劑或催化劑前體分散到含碳物質(zhì)中。短語(yǔ)“分散到…中”及其語(yǔ)法等同形式用于本文描述以下方面所按照的任何方式和/或機(jī)理例如在含碳物質(zhì)溶脹期間一種或多種催化劑或催化劑前體的至少一部分移 動(dòng)、遷移、流動(dòng)、滲透、定位、嵌入、浸漬和/或進(jìn)入含碳物質(zhì)內(nèi)的至少一個(gè)空隙中；以及/或 者在含碳物質(zhì)溶脹期間固定、吸附、錨定或附著到含碳物質(zhì)的至少一個(gè)表面(例如通過(guò)任 何化學(xué)相互作用或化學(xué)鍵，如氫鍵，共價(jià)鍵，離子鍵，離子相互作用，氫鍵，交聯(lián)，或者由分子 間作用力、偶極相互作用、倫敦分散力等引起的相互作用)，例如含碳物質(zhì)的任何外表面和 /或任何孔穴、內(nèi)腔的表面，或者含碳物質(zhì)的至少一個(gè)空隙的內(nèi)表面?！翱障?void) ”用于本文描述含碳物質(zhì)之中、之上或之內(nèi)的任何孔隙、孔穴、孔洞、 間隙、間隔和/或通道?！叭苊洝奔捌湔Z(yǔ)法等同形式用于本文描述預(yù)處理期間含碳物質(zhì)(例如煤)的一個(gè)或 多個(gè)空隙的尺寸和/或體積的增加，其通過(guò)由Barret-Joymer-Halenda (BJH)吸附和解吸附 測(cè)量法(使用處于77K的氮?dú)?測(cè)量、估算和/或定量當(dāng)經(jīng)干燥的含碳物質(zhì)(其經(jīng)受氮?dú)?氣氛中大氣壓下120°C的干燥條件M小時(shí)，直到?jīng)]有檢測(cè)到樣品重量變化)和萘滿(mǎn)的混合 物在環(huán)境壓力下于150°C加熱2小時(shí)、接著在相同的溫度下進(jìn)行過(guò)濾時(shí)發(fā)生的所述經(jīng)干燥 的含碳物質(zhì)的空隙的平均空隙寬度和/或累積體積的增加進(jìn)行測(cè)定。含碳物質(zhì)例如煤(或含碳物質(zhì)的任何部分，例如含碳物質(zhì)之上或之中所含的任何 空隙)的溶脹可以明顯地表現(xiàn)為尺寸(包括體積、表面積和/或質(zhì)量)的任何增加，和/或 形狀或者化學(xué)或物理結(jié)構(gòu)的任何改變，例如是由于熱、化學(xué)處理(例如與一種或多種化學(xué) 品接觸)和/或因?yàn)槲找环N或多種物質(zhì)。例如，溶脹可以明顯地表現(xiàn)為含碳物質(zhì)顆?？?體尺寸的任何增加，含碳物質(zhì)之中或之上空隙的尺寸和/或數(shù)目(例如含碳物質(zhì)顆粒的孔 徑大小、孔隙分布和/或總孔隙率)的任何增加，含碳物質(zhì)之中或之上空隙的形狀的任何改 變，和/或在加熱含碳物質(zhì)和/或使含碳物質(zhì)與一種或多種化學(xué)品接觸期間和/或隨后發(fā) 生的化學(xué)和/或結(jié)構(gòu)變化的任何改變。溶脹還可以明顯地表現(xiàn)為例如由于更改、改變、提高 和/或降低含碳物質(zhì)內(nèi)任意一種或多種化學(xué)鍵(例如共價(jià)鍵，離子鍵，離子相互作用，氫鍵， 交聯(lián)，或由分子間作用力、偶極相互作用、倫敦分散力等引起的相互作用)的強(qiáng)度和/或存 在引起的含碳物質(zhì)的一級(jí)、二級(jí)和/或三級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生的任何改變。溶脹還可以明顯地表現(xiàn) 為可使用任何已知方法例如通過(guò)測(cè)量吸附等溫線、孔隙體積和/或溶劑吸收所檢測(cè)到的含 碳物質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)空隙的尺寸的任何增加。例如，溶脹可明顯地表現(xiàn)為可通過(guò)以下所檢 測(cè)到的空隙尺寸的任何增加使用動(dòng)態(tài)重量分析溶脹度(例如，測(cè)定干燥的非溶脹含碳物 質(zhì)的質(zhì)量與溶脹后含碳物質(zhì)的質(zhì)量之比)；體積平衡溶脹比(例如，測(cè)定干燥的非溶脹含碳 物質(zhì)相對(duì)于與溶脹溶劑處于平衡的溶脹含碳物質(zhì)的體積比)；通過(guò)表征平衡溶脹比(例如， 測(cè)定干燥的非溶脹含碳物質(zhì)與平衡后的溶脹含碳物質(zhì)的質(zhì)量比，就填充含碳物質(zhì)孔隙且不 有助于溶脹的溶劑的質(zhì)量進(jìn)行校正)，和/或通過(guò)表征含碳物質(zhì)的溶脹比[h2/hl]，其通過(guò) 將離心(例如以1725rpm持續(xù)5分鐘)后干燥含碳物質(zhì)(例如在8mm OD Pyrex管中)的 高度[hi]與相同含碳物質(zhì)在劇烈振搖、再潤(rùn)濕(例如，用3-細(xì)1的含烴液體)和再離心后 的高度進(jìn)行對(duì)比，其中重復(fù)所述振搖、再潤(rùn)濕和再離心步驟直到獲得恒定高度[h2]。替代地或另外地，溶脹可明顯地表現(xiàn)為可使用任何合適的吸附分析儀例如 Micromeritics ASAP 2000儀器檢測(cè)到的含碳物質(zhì)的空隙尺寸的任何增加。就此而言，空隙 (例如微孔)體積的測(cè)量可得自直徑為約4埃至約20埃的空隙(或孔隙)的吸附體積。同 樣地，中孔隙體積的測(cè)量可得自直徑從大于約20埃至約500埃的孔隙的吸附體積。例如，可由吸附等溫線的形狀定性確定多孔性的類(lèi)型例如微孔性或大孔性。另外，溶脹可明顯地 表現(xiàn)為可通過(guò)測(cè)定提高的孔隙率(其與提高的表面積相關(guān)聯(lián))所檢測(cè)到的含碳物質(zhì)空隙尺 寸的任何增加。就此而言，可使用 Charles N. Satterfield 在 Heterogeneous Catalysis, McGraw-Hill Book Company, New York，1980，106-114頁(yè)中描述的等式由所述數(shù)據(jù)計(jì)算出 空隙(或孔隙)直徑，通過(guò)引用將其全文并入本文。術(shù)語(yǔ)“加氫轉(zhuǎn)化”及其語(yǔ)法等同形式用于本文描述在加氫轉(zhuǎn)化或加氫處理催化劑 存在下將含碳物質(zhì)進(jìn)行加氫處理(例如裂化、加氫裂化、液化、加氫精制和/或加氫處理如 加氫脫硫、加氫脫氮、加氫脫金屬和/或加氫脫氧)以實(shí)現(xiàn)含碳物質(zhì)的至少一部分轉(zhuǎn)化為較 低分子量的烴和/或?qū)崿F(xiàn)除去不希望的組分或化合物，或者將它們轉(zhuǎn)化為無(wú)害或不太不合 乎需要的化合物。術(shù)語(yǔ)“轉(zhuǎn)化率”及其語(yǔ)法等同形式用于本文描述固體含碳物質(zhì)(除非另外規(guī)定，按 干燥無(wú)灰基(“d. a. f. ”)進(jìn)行測(cè)量)加氫轉(zhuǎn)化成有機(jī)氣體和液體，例如通過(guò)下面等式，按重 量基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算100% X (d. a. f.含碳物質(zhì)-殘留的不溶于甲苯的固體)/d. a. f.含碳物 質(zhì)。術(shù)語(yǔ)“IIB族金屬”用于本文是指鋅、鎘、汞和元素112中的任意一種或多種。術(shù) 語(yǔ)“IIIB族金屬”用于本文是指鈧、釔、鑭和錒中的任意一種或多種。術(shù)語(yǔ)“IVA族金屬”用 于本文是指鍺、錫和鉛中的任意一種或多種。術(shù)語(yǔ)“IVB族金屬”用于本文是指鈦、鋯、鉿 和妒(rutherfordium)中的任意一種或多種。術(shù)語(yǔ)“VB族金屬”用于本文是指釩、鈮、鉭和 dubnium中的任意一種或多種。術(shù)語(yǔ)“VIB族金屬”用于本文是指鉻、鉬、鎢和seaborgium 中的任意一種或多種。術(shù)語(yǔ)“VIIB族金屬”用于本文是指錳、锝、錸和bohrium中的任意一 種或多種。術(shù)語(yǔ)“VIII族金屬”用于本文是指任何貴或非貴VIII族金屬，包括鐵、釕、鋨、 hassium、鈷、銠、銥、meitnerium、鎳、鈀、鉬和元素110中的任意一種或多種。術(shù)語(yǔ)“催化劑前體”用于本文是指可通過(guò)與一種或多種試劑(例如硫化劑和/或 還原劑如氫氣，例如在烴介質(zhì)內(nèi))發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和/或通過(guò)任何其它合適的處理(例如熱 處理、多步驟熱處理、壓力處理或它們的任何組合)轉(zhuǎn)變?yōu)榇呋瘎┑幕衔?，其中催化劑?體至少部分分解為催化劑。如下將進(jìn)一步詳細(xì)地描述包括本發(fā)明上述方面的本發(fā)明的若干實(shí)施方案。通常， 除非本文另外指明，這些實(shí)施方案中的每一個(gè)都可以與其它方面和實(shí)施方案按各種和特定 的組合進(jìn)行使用。預(yù)處理方法本發(fā)明涉及將含碳物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法用于使一種或多 種催化劑或催化劑前體分散到含碳物質(zhì)中，用以提高含碳物質(zhì)(例如天然固體含碳物質(zhì)如 煤)到液體和/或氣體產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率，用以制備具有提高反應(yīng)性的含碳物質(zhì)，用以改善含碳 物質(zhì)(例如煤)液化的效率，該效率例如通過(guò)轉(zhuǎn)化率和液體收率進(jìn)行測(cè)量，和/或用以降低 含碳物質(zhì)液化期間的氫耗。本發(fā)明還涉及用于加氫轉(zhuǎn)化過(guò)程的改善的進(jìn)料，以及通過(guò)本文 所述的系統(tǒng)和方法制備的液體和/或氣體產(chǎn)物。在一個(gè)實(shí)施方案中，含碳物質(zhì)的這種預(yù)處理使用在預(yù)處理步驟期間基本上不發(fā)生 含碳物質(zhì)加氫轉(zhuǎn)化(即其中小于約30%，例如小于約25%、小于約20%、小于約15%、小于 約10%、小于約5%、小于約1%、小于約0. 5%、小于約0. 或甚至小于約0. 01%的含碳物質(zhì)發(fā)生加氫轉(zhuǎn)化)的反應(yīng)條件(或者多個(gè)條件如溫度、壓力和/或預(yù)處理持續(xù)時(shí)間的組 合)來(lái)實(shí)施或完成。在一個(gè)實(shí)施方案中，含碳物質(zhì)的這種預(yù)處理使用在預(yù)處理步驟期間沒(méi) 有發(fā)生可測(cè)量的含碳物質(zhì)加氫轉(zhuǎn)化(即其中小于約30%、小于約25%、小于約20%、小于 約15%、小于約10%、小于約5%、小于約1%、小于約0. 5%、小于約0. 或甚至小于約 0.01%的含碳物質(zhì)發(fā)生加氫轉(zhuǎn)化)的反應(yīng)條件(或者多個(gè)條件如溫度、壓力和/或預(yù)處理 持續(xù)時(shí)間的組合)來(lái)實(shí)施或完成。替代地或另外地，使用多個(gè)條件實(shí)施預(yù)處理，在所述條件 下一種或多種催化劑的至少大部分(或全部)表現(xiàn)出和/或具有最小、基本上無(wú)或者無(wú)催 化加氫處理、加氫轉(zhuǎn)化和/或液化活性，和/或使得不大(insubstantial)量(其中小于約 30重量％、小于約25重量％、小于約20重量％、小于約15重量％、小于約10重量％、小于 約5重量％、小于約1重量％、小于約0. 5重量％、小于約0. 1重量％或甚至小于約0. 01重 量％ )的本體催化劑或本體催化劑前體表現(xiàn)出和/或具有催化加氫處理、加氫轉(zhuǎn)化和/或 液化活性。包含含碳物質(zhì)、一種或多種催化劑或催化劑前體、和含烴液體的預(yù)處理組合物可 以按任何合適的方式進(jìn)行制備。在一個(gè)實(shí)施方案中，將含碳物質(zhì)、催化劑或催化劑前體、和 含烴液體簡(jiǎn)單混合以形成預(yù)處理組合物，并使該預(yù)處理組合物經(jīng)受預(yù)處理?xiàng)l件。在另一個(gè) 實(shí)施方案中，在含烴液體存在下使含碳物質(zhì)與催化劑或催化劑前體接觸，并使該預(yù)處理組 合物經(jīng)受預(yù)處理?xiàng)l件。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在一種或多種催化劑或催化劑前體、和含烴液 體存在下研磨含碳物質(zhì)以產(chǎn)生漿料形式的預(yù)處理組合物；并使該預(yù)處理組合物經(jīng)受預(yù)處理 條件。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在含烴液體存在下研磨含碳物質(zhì)以產(chǎn)生漿料；將一種或多種催 化劑或催化劑前體加入到該漿料中以形成預(yù)處理組合物；和使該預(yù)處理組合物經(jīng)受預(yù)處理 條件。在其它實(shí)施方案中，在預(yù)處理過(guò)程的開(kāi)始加入催化劑或催化劑前體。在另一個(gè)實(shí)施 方案中，在整個(gè)預(yù)處理過(guò)程中每隔一段時(shí)間加入催化劑或催化劑前體?？衫萌魏魏线m的方法或操作條件來(lái)預(yù)處理含碳物質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方案中，將預(yù) 處理組合物加熱到足夠的溫度以使一種或多種催化劑或催化劑前體分散到含碳物質(zhì)中，并 使其在該預(yù)處理溫度下維持、控制和/或保持足夠的時(shí)間或持續(xù)時(shí)段以使一種或多種催化 劑或催化劑前體分散到含碳物質(zhì)中達(dá)到所需程度的分散、一體化(integration)和/或均 勻性。在一個(gè)實(shí)施方案中，在足夠的溫度下加熱預(yù)處理組合物足夠的時(shí)間或持續(xù)時(shí)段以 使催化劑或催化劑前體至少部分、基本上或全部分散到含碳物質(zhì)中。就此而言，用于將含 碳物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理的溫度可以是低于使催化劑或催化劑前體的至少一部分(例如大部分 或全部)活化所需溫度的任何溫度，低于含碳物質(zhì)加氫轉(zhuǎn)化所需溫度的任何溫度，低于含 碳物質(zhì)熱裂解所需溫度的任何溫度，足以使含碳物質(zhì)溶脹的任何溫度，足以提高含碳物質(zhì) 空隙的空隙尺寸、空隙分布和/或總體積的任何溫度，足以提高含烴液體和/或催化劑和 /或催化劑前體分散進(jìn)入含碳物質(zhì)(例如含碳物質(zhì)的空隙)的任何溫度，足以產(chǎn)生用于液 化的更大反應(yīng)性含碳物質(zhì)的任何溫度，和/或足以改善、提高、增強(qiáng)和/或促進(jìn)催化劑或催 化劑前體分散進(jìn)入和/或遍及含碳物質(zhì)的任何溫度。在一個(gè)實(shí)施方案中，將預(yù)處理組合物 加熱到約 100-3500C (例如約 100-300"C、約 110_340°C、約 120_320°C、約 140-300"C、約 150-280°C、約 160-260°C、約 170_240°C、約 180_220°C或甚至約 190_210°C )的溫度。在 另一個(gè)實(shí)施方案中，將預(yù)處理組合物加熱到低于約350°C、約325°C、約300°C、約290°C、約280°C、約 270°C、約 260°C、約 250°C、約 240°C、約 230°C、約 220°C、約 210°C、約 200°C、約 190°C、約180°C、約170°C、或甚至低于約160°C的溫度。在一個(gè)實(shí)施方案中，將預(yù)處理組合 物加熱到約180-220°C的溫度。優(yōu)選使預(yù)處理組合物在預(yù)處理溫度下維持、保持和/或控制足夠的時(shí)間或持續(xù)時(shí) 段以使含碳物質(zhì)溶脹和允許催化劑或催化劑前體分散到含碳物質(zhì)中(例如完全分散和/或 均勻分散)。在一個(gè)實(shí)施方案中，例如，使預(yù)處理組合物在合適的溫度下維持、保持和/或 控制合適的持續(xù)時(shí)間以使含碳物質(zhì)(或含碳物質(zhì)的每個(gè)顆粒)的空隙總體積與預(yù)處理前 的含碳物質(zhì)相比提高大于約5 %、約10%、約15%、約20%、約25%、約30%、約35%、約 40%、約 45%、約 50%、約 75%、約 100%、約 150%、約 200%、約 250%或甚至約 300%，例如 400%。在一個(gè)實(shí)施方案中，就此而言，使預(yù)處理組合物在預(yù)處理溫度下維持約5-600分鐘、 約10-540分鐘、約15-480分鐘、約20-420分鐘、約10-360分鐘、約30-360分鐘、約40-300 分鐘、約50-240分鐘或甚至約60-180 (例如約30-120分鐘或甚至約40-100分鐘)的時(shí)間。 在另一個(gè)實(shí)施方案中，使預(yù)處理組合物在預(yù)處理溫度下維持大于約5分鐘、約10分鐘、約15 分鐘、約30分鐘、約45分鐘、約60分鐘、約75分鐘、約90分鐘、約120分鐘、約180分鐘、 約240分鐘、約300分鐘、約360分鐘、約420分鐘、約480分鐘、約540分鐘或甚至大于約 600分鐘的時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施方案中，將預(yù)處理組合物加熱到約100-350°C (例如約100-300°C、 約 110-340°C、約 120-320°C、約 140-300°C、約 150-280°C、約 160-260°C、約 170-240°C、約 180-220°C或甚至約190-210°C )的溫度并且使其在該溫度下維持約5-600分鐘、約10-540 分鐘、約15-480分鐘、約20-420分鐘、約10-360分鐘、約30-360分鐘、約40-300分鐘、約 50-240分鐘或甚至約60-180 (例如約30-120分鐘或甚至約40-100分鐘)。在另一個(gè)實(shí)施 方案中，將預(yù)處理組合物加熱到小于約350°C (例如小于約325°C、約300°C、約290°C、約 280°C、約 270°C、約 260°C、約 250°C、約 240°C、約 230°C、約 220°C、約 210°C、約 200°C、約 190°C、約180°C、約170°C或甚至小于約160°C )的溫度并且使其在該溫度下維持約5-600 分鐘、約10-540分鐘、約15-480分鐘、約20-420分鐘、約10-360分鐘、約30-360分鐘、約 40-300分鐘、約50-240分鐘、或甚至約60-180(例如約30-120分鐘或甚至約40-100分 鐘)。含碳物質(zhì)的預(yù)處理可在任何合適的氣氛下進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，含碳物質(zhì) 的預(yù)處理在惰性氣氛下進(jìn)行。在另一個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)處理在還原性氣氛，例如在氫氣和 /或合成氣(“syn-gas”)壓力下進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，例如，預(yù)處理在大氣壓至約 500psig的壓力，例如約100-450psig、約150_400psig、約200-350psig的壓力，例如小于 約 500psig、小于約 450psig、小于約 400psig、小于約 350psig、約 300psig、約 250psig 或 甚至小于約200psig的壓力下進(jìn)行。在其它實(shí)施方案中，預(yù)處理在還原性氣氛下于加氫轉(zhuǎn) 化過(guò)程所限定的壓力，例如在約300-5000psig，如約300-4800psig、約300_4600psig、約 300-4400psig、約 300_4200psig、約 400_4000psig、約 500_3500psig、約 1000_3000psig、 1200-2800psig、1400-2600psig或甚至約1500-2600的壓力下進(jìn)行。就此而言可使用任何 合適的合成氣，例如包含氫氣與一氧化碳的1 1-2 1混合物，并且任選還含有二氧化 碳、甲烷和/或其它組分的合成氣。預(yù)處理可實(shí)現(xiàn)或完成催化劑或催化劑前體進(jìn)入含碳物質(zhì)的任何所需的分散度。在一個(gè)實(shí)施方案中，含碳物質(zhì)的預(yù)處理產(chǎn)生包含至少部分、大部分或完全分散、滲透和/或一 體化的催化劑或催化劑前體的含碳物質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)處理產(chǎn)生含碳物質(zhì)，其中預(yù) 處理前含碳物質(zhì)內(nèi)存在的空隙的大于約40重量％ (例如大于約50重量％、約60重量％、 約70重量％、約80重量％、約90重量％、約95重量％、約96重量％、約97重量％、約98 重量％或甚至約99重量％)被催化劑或催化劑前體至少部分占據(jù)。在其它實(shí)施方案中，在 預(yù)處理后，預(yù)處理系統(tǒng)或方法中所用催化劑或催化劑前體的大于約40重量％ (例如大于約 45重量％、約50重量％、約55重量％、約60重量％、65重量％、約70重量％、約75重量％、 約80重量％、約85重量％、約90重量％或甚至大于約95重量％ )包含在含碳物質(zhì)內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，如通過(guò)溶劑吸收所測(cè)量(描述于實(shí)施例中)，預(yù)處理使含碳物 質(zhì)的重量增加至少約5% (例如至少約10%、約15%、約20%、約25%、約30%、約35%、 約40%、約45%或甚至增加至少約50%)。在其它實(shí)施方案中，預(yù)處理產(chǎn)生至少約5% (例 如至少約10%、約15%、約20%、約25%、約30%、約35%、約40%、約45%、或甚至至少約 50% )的溶劑吸收。在含碳物質(zhì)的預(yù)處理后，含碳物質(zhì)和分散的催化劑或催化劑前體，任選與含烴液 體一起，形成用于加氫轉(zhuǎn)化過(guò)程的改進(jìn)的進(jìn)料。這種改進(jìn)的進(jìn)料可用于任何合適的加氫轉(zhuǎn) 化過(guò)程以制備液體和/或氣體產(chǎn)物。含碳物質(zhì)含碳物質(zhì)可以是任何合適的固體含碳物質(zhì)，例如任何天然固體或通常為固體的含 碳物質(zhì)。具體地，例如含碳物質(zhì)可以是煤如無(wú)煙煤、浙青質(zhì)煤、次浙青質(zhì)煤、褐煤或者它們的 任何組合物或混合物。含碳物質(zhì)還可以是任何含有雜原子的固體含碳物質(zhì)或進(jìn)料，以及任 何重質(zhì)含烴進(jìn)料，例如煤、焦炭、泥煤和/或類(lèi)似物質(zhì)如含有相對(duì)高的碳?xì)浔鹊娜魏喂腆w含 碳物質(zhì)或者它們的組合物或混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，含碳物質(zhì)是煤，其非限制性實(shí)例包 括無(wú)煙煤、浙青質(zhì)煤、次浙青質(zhì)煤、褐煤或者它們的組合或混合物。在一些實(shí)施方案中，含碳物質(zhì)的至少一部分是具有任何合適尺寸的顆?；蚣?xì)碎顆 粒的形式。例如，含碳物質(zhì)的至少一部分(例如大于約40重量％、約50重量％、約60重 量％、約70重量％、約75重量％、約80重量％、約85重量％、約90重量％或甚至大于約 95重量％的含碳物質(zhì))可以是平均顆粒直徑小于約0. 50英寸、約0. 45英寸、約0. 40英 寸、約0. 35英寸、約0. 30英寸、約0. 25英寸、約0. 20英寸、約0. 15英寸、約0. 10英寸、約 0. 05英寸或甚至約0. 025英寸的顆粒的形式。在其它實(shí)施方案中，含碳物質(zhì)的至少一部分 (例如大于約40重量％、約50重量％、約60重量％、約70重量％、約75重量％、約80重 量％、約85重量％、約90重量％或甚至大于約95重量％的含碳物質(zhì))是平均顆粒直徑為 約0. 025-0. 50英寸、約0. 05-0. 45英寸、約0. 10-0. 40英寸、約0. 15-0. 35英寸或甚至約 0.20-0. 30英寸的顆粒的形式。在其它實(shí)施方案中，含碳物質(zhì)的至少一部分(例如大于約 40重量％、約50重量％、約60重量％、約70重量％、約75重量％、約80重量％、約85重 量％、約90重量％或甚至大于約95重量％的含碳物質(zhì))是大小為約1-300目(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 局(National Bureau of Mandards) (NBS)篩孔尺寸)，例如約 1-250 目、約 5-200 目、約 10-150目、約20-125目、約30-100目或甚至約40-90目(例如小于約300目、約275目、 約225目、約175目、約135目、約115目、約95目、約85目、約65目、約45目、約25目或 甚至小于約15目)的顆粒的形式。在一個(gè)實(shí)施方案中，大于約80重量％的含碳物質(zhì)是平均直徑小于約0. 25英寸的顆粒的形式。這樣的顆?？梢园慈魏魏线m的方式例如通過(guò)研磨含碳物質(zhì)的至少一部分來(lái)形成。 在一個(gè)實(shí)施方案中，在一種或多種催化劑或催化劑前體和含烴液體存在下研磨含碳物質(zhì)的 至少一部分。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在含烴液體存在下研磨含碳物質(zhì)的至少一部分形成漿 料，并且(例如隨后)將該漿料與一種或多種催化劑或催化劑前體混合。在其它實(shí)施方案 中，在惰性或還原性氣氛例如氫氣、氮?dú)狻⒑?、氬氣、合成氣或者它們的任何組合物或混合 物下研磨含碳物質(zhì)?？梢允褂萌魏畏椒ɑ蛟O(shè)備來(lái)研磨含碳物質(zhì)，例如錘式粉碎機(jī)，球磨機(jī) (例如濕式球磨機(jī)、錐形球磨機(jī)、膠輥軋機(jī))，棒磨機(jī)，或者它們的組合。含烴液體含烴液體可以是本領(lǐng)域已知用于含碳物質(zhì)(例如固體含碳物質(zhì)如煤)液化的任何 合適的液體(例如溶劑或稀釋劑)。在一個(gè)實(shí)施方案中，含烴液體為氫給體溶劑，例如在加 氫轉(zhuǎn)化條件中起氫給體作用的任何化合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，含烴液體包含煤衍生的溶劑，例如在線加氫處理的煤衍生的 溶劑或其餾分。在另一個(gè)實(shí)施方案中，含烴液體包含氫化的芳族烴、環(huán)烷烴、酚類(lèi)物質(zhì)或類(lèi)似化合 物，或者它們的組合物或混合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，含烴液體包含一種或多種芳族化合物，例如一種或多種烷 基取代芳族化合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，含烴液體包含一種或多種芳族化合物，該芳族 化合物包含聯(lián)苯，烷基取代的聯(lián)苯，萘，氫化萘，烷基取代的萘，烷基取代的氫化萘，蒽，氫化 蒽，烷基取代的蒽，烷基取代的氫化蒽，菲，氫化菲，烷基取代的菲，烷基取代氫化菲，芴，氫 化芴，烷基取代的芴和烷基取代的氫化芴，芘，氫化芘，烷基取代的芘，烷基取代的氫化芘其 中烷基取代基具有1-10個(gè)碳原子，或者它們的組合物或混合物中的一種或多種。在另一個(gè) 實(shí)施方案中，含烴液體包含一種或多種酚類(lèi)物質(zhì)，該酚類(lèi)物質(zhì)包含苯酚，烷基取代的苯酚， 萘烷醇(napthanol)，烷基取代的萘烷醇，茚醇，烷基取代的茚醇，或者它們的組合或混合物 中的一種或多種。在另一個(gè)實(shí)施方案中，含烴液體是得自液化或加氫轉(zhuǎn)化過(guò)程的溶劑；氫化雜酚油； 來(lái)自石油原料催化裂化的氫化中間產(chǎn)品流；富含茚滿(mǎn)、十氫化萘、聯(lián)苯、甲基萘、二甲基萘、 C12-C13苊和四氫化苊的煤衍生液體，或者它們的組合物或混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，含烴液體得自進(jìn)行預(yù)處理的含碳物質(zhì)或者得自液化或加氫 轉(zhuǎn)化過(guò)程的液體產(chǎn)物。例如，含烴液體可以是沸點(diǎn)本身在或者在加氫處理后沸點(diǎn)在例如 約 350-1000 °F，例如約 400-950 °F、約 450-900 °F、約 500-850 °F、約 550-850 °卩或甚至約 650-850 溫度的任何液化或加氫轉(zhuǎn)化產(chǎn)品流餾分，以增強(qiáng)氫給體能力。在另一個(gè)實(shí)施 方案中，含烴液體是沸點(diǎn)在大于約300 °F、大于約350 °F、大于約400 °F、大于約450 °F、大 于約500 °F、大于約550 °F、大于約600 °F、大于約650 °F、大于約700 °F、大于約750 °F、大 于約800 °F、大于約850 °F、大于約900 °F或甚至大于約950 °F的溫度的液化或加氫轉(zhuǎn)化 產(chǎn)品流餾分。在一個(gè)實(shí)施方案中，含烴液體是沸點(diǎn)在約500 °F或更高溫度的流化催化裂化 (FCC)型工藝油餾分(“FCC型工藝油(500 T +的餾分)”)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，含烴液 體是沸點(diǎn)在約500 °F或更低溫度的FCC型工藝油(“FCC型工藝油(500 T -的餾分)”)。 在另一個(gè)實(shí)施方案中，含烴液體是加氫處理的FCC油。在另一個(gè)實(shí)施方案中，含烴液體是萘滿(mǎn)(1，2，3，4_四氫化萘)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，含烴液體包含一種或多種常壓沸點(diǎn)為約 350-850 °F的化合物。含烴液體可具有任何合適的芳烴含量，例如至少約30重量％、至少約35重量％、 至少約40重量％、約45重量％、約50重量％、約55重量％、約60重量％、約65重量％、 約70重量％、約75重量％、約80重量％、約85重量％、約90重量％或甚至約95重量％的 芳烴含量(例如約30-95重量％、約35-90重量％、約40-85重量％、約45-80重量％或約 50-75重量％的芳烴含量)。含烴液體可具有任何合適的供氫能力(hydrogen donatability)，例如通過(guò)1H NMR測(cè)定大于約0.5%、約1.0%、約1. 5%、約2%、約3%、約4%或甚至約5%的供氫能力。 在一個(gè)實(shí)施方案中，例如含烴液體是供氫能力為約4. 3%的八氫蒽?？稍诒景l(fā)明的上下文中使用任何合適濃度的一種或多種含烴液體。在一個(gè)實(shí)施方 案中，例如，預(yù)處理過(guò)程中含烴液體以約5-70重量％、10-60重量％、約20-50重量％或約 30-40重量％的濃度存在。就此而言，可在本發(fā)明的上下文中使用任何合適的含烴液體與 含碳物質(zhì)(例如含碳顆?；蛏踔撩侯w粒)之比，例如，用重量表示為約1 10-約10 1， 例如為約1 8-約8 1、為約1 6-約6 1、為約1 4-約5 1、為約1 2-約 5 1、為約1 2-約4 1、為約1 2-約3 1、為約1 2-約2 1或甚至為約 1 2-約1 1。在一個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)處理過(guò)程中使用的含烴液體與含碳物質(zhì)之比為約 0.75 1-約 1 1。催化劑前體催化劑前體可以是當(dāng)使其轉(zhuǎn)變?yōu)榇呋瘎r(shí)適合用于使含碳物質(zhì)(例如煤)加氫轉(zhuǎn) 化的任何合適的催化劑前體。就此而言，催化劑前體可以是任何合適的加氫轉(zhuǎn)化催化劑前 體。另外，催化劑前體可以是任何油溶性或油分散性催化劑前體，例如任何油溶性或油分 散性的含金屬的催化劑前體。催化劑前體還可以是溶于含烴液體或油的任何催化劑前體， 可溶于液體有機(jī)介質(zhì)的任何催化劑前體，所述液體有機(jī)介質(zhì)可分散在含烴液體或油中，和/ 或呈水溶性和油分散性的任何催化劑前體(例如所在的水溶液可分散在含烴液體或介質(zhì) 中的任何催化劑前體)。在其它實(shí)施方案中，催化劑前體是非均相催化劑前體(例如含金屬 的非均相催化劑前體)。在一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑前體是可轉(zhuǎn)變?yōu)榇呋瘎┑暮饘俚挠头?散性催化劑前體。合適的油溶性催化劑前體包括(1)含金屬的無(wú)機(jī)化合物例如含金屬的硫化物，氧硫化物，水合氧化物，銨鹽如二 鉬酸銨，雜多酸(例如磷鉬酸、鉬硅酸、或者它們的組合物或混合物)；(2)以下有機(jī)酸的金屬鹽例如(i)含有兩個(gè)或更多個(gè)碳原子的無(wú)環(huán)和脂環(huán)族的 脂族羧酸(例如環(huán)烷酸)，( )芳族羧酸(例如甲基苯甲酸)，(iii)磺酸(例如對(duì)甲苯磺 酸)，(iv)亞磺酸，(ν)硫醇，(vi)黃原酸，(vii)苯酚，(viii) 二羥基和多羥基芳族化合 物，或者它們的組合物或混合物；(3)含有金屬的金屬有機(jī)化合物，其包括含有金屬的螯合物例如1，3_ 二酮、乙二 胺、乙二胺四乙酸、酞菁、硫代氨基甲酸鹽類(lèi)，和它們的組合物或混合物；和/或(4)以下有機(jī)胺的金屬鹽例如脂族胺、芳族胺、季銨化合物，或者它們的組合物 或混合物。催化劑前體還可以是任何合適的可溶性二硫代有機(jī)磷酸鹽(organophosphorodithioate)催化劑，例如含有一個(gè)或多個(gè)二硫代有機(jī)磷酸鹽基團(tuán)的鉬、 氧鉬、硫化氧鉬化合物，或者它們的組合物或混合物。催化劑前體可包含任何合適的金屬，例如，選自以下的金屬I(mǎi)IB族金屬、IIIB族 金屬、IVA族金屬、IVB族金屬、VB族金屬、VIB族金屬、VIIB族金屬、VIII族金屬，或者它們 的組合物或混合物，例如與氧、硫、氮和磷中的一種或多種組合。在一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑 前體包含VIII族金屬、VIB族金屬(例如鉬)，或者它們的組合物或混合物。在另一個(gè)實(shí)施 方案中，催化劑前體包含選自鉬、鎢、釩、鉻、鈷、鈦、鐵、鎳和它們的組合或混合的金屬。在一 些實(shí)施方案中，催化劑前體可包含任何合適的金屬鹽或金屬性鹽，例如無(wú)環(huán)(直鏈或支鏈) 的脂族羧酸的任何金屬或金屬性鹽，環(huán)脂族羧酸、多酸、羰基化物的鹽，酚鹽，有機(jī)胺鹽，或 者它們的組合物或混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑前體包含油溶性和/或高度可分散性的鉬絡(luò)合物，或 鉬與二硫代氨基甲酸酯、二硫代磷酸酯、黃原酸酯、和/或硫代黃原酸酯(thioxanthate)配 體的任何相關(guān)絡(luò)合物，或者它們的組合物或混合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑前體是如美國(guó)專(zhuān)利No. 4，295，995中所描述的油分 散性金屬催化劑前體，通過(guò)引用將它們的內(nèi)容以其全文并入本文。特別地，例如催化劑前體 可以是任何合適的脂環(huán)族、脂族和/或環(huán)狀羧酸，例如選自VB族金屬和VIB族金屬(例如 釩、鈮、鉻、鉬和鎢)的一種或多種金屬的金屬環(huán)烷酸鹽和無(wú)機(jī)多酸鹽，或者它們的組合物 或混合物。合適的無(wú)機(jī)多酸包括例如磷鉬酸、磷鎢酸、磷釩酸、硅鉬酸、硅鎢酸、硅釩酸和它 們的組合物或混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑前體是多酸例如磷鉬酸。根據(jù)Advanced Inorganic Chemistry,4th Edition,S. A. Cotton and Geoffrey Wilkinson,Interscience Publishers, N. Y. , pages 852-861中給出的定義使用術(shù)語(yǔ)“雜多酸”和“同多酸”，通過(guò)引用 將它們的內(nèi)容以其全文并入本文。雖然Mo可以單獨(dú)用作催化劑前體的金屬組分，但是其還可在催化劑前體轉(zhuǎn)化時(shí) 例如在提質(zhì)(upgrading)操作如加氫處理和加氫裂化期間用某些金屬進(jìn)行促進(jìn)。這類(lèi)金屬 包括W、Ni、Co、Cu、Pt、Pd和Sn。在將催化劑前體轉(zhuǎn)化為催化劑時(shí)，發(fā)現(xiàn)這些金屬對(duì)Mo具有 促進(jìn)作用，從而在高活性催化劑濃度下提高液體收率和裂化選擇性，并且減少雜原子例如S 和N的存在。在一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑前體是鉬硫化合物，例如四硫代鉬酸銨，二氧雙(正丁 基二硫代氨甲?；?carbamate))MoO2 (“二氧MoDTC”)，二正丁基硫代氨基甲酸鉬(Molyvan Α)(得自 R. Τ. Vanderbuilt Co, Inc.)，2-乙基己基 二硫代磷酸鉬(Molyvan L)(得自 R. T. Vanderbuilt Co, Inc.)，二烷基二硫代氨基甲酸鉬(Molyvan 807，822 和 2000)(得自 R. T. Vanderbuilt Co, Inc.)，有機(jī)鉬絡(luò)合物(Molyvan 855)(得自 R. T. Vanderbuilt Co, Inc.)，或者它們的組合物或混合物。催化劑前體可在預(yù)處理過(guò)程之前和/或期間以任何合適的方式形成。在一個(gè)實(shí)施 方案中，例如，一種或多種催化劑前體在預(yù)處理步驟之前和/或期間(例如原位)通過(guò)以下 形成(i)將含烴液體(例如液化溶劑)與含金屬化合物(例如金屬氧化物如鐵氧化物，或 含有如本文所討論的任何合適金屬的其它化合物)混合，(ii)以使得硫化的含金屬化合物 呈可分散性的方式將該混合物與硫化劑合并(例如通過(guò)使硫化氫穿過(guò)該混合物)，(iii)將 所述硫化的混合物與含碳物質(zhì)合并，和(iv)以使得一種或多種催化劑前體的膠體溶液形成在含碳物質(zhì)之中或之上的方式使該混合物經(jīng)受預(yù)處理?xiàng)l件(例如在氫氣壓力下)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，一種或多種催化劑前體在預(yù)處理步驟之前和/或期間(例 如原位)通過(guò)以下形成(i)將一種或多種含金屬化合物、硫化劑和水混合以形成膠體懸浮 液，( )將該膠體懸浮液與含烴液體(例如液化溶劑)合并以將水從懸浮液中驅(qū)出，(iii) 將該懸浮液與含碳物質(zhì)合并，和(iv)以使得一種或多種催化劑前體形成在含碳物質(zhì)之中 或之上的方式使該懸浮液經(jīng)受預(yù)處理?xiàng)l件(例如在氫氣壓力下)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，一種或多種催化劑前體在預(yù)處理步驟之前和/或期間(例 如原位)通過(guò)以下形成(i)在基本上不存在烴油的情況中，在低于約177°C的溫度下，將含 有銨的VIB族金屬化合物在水相中用硫化氫硫化以形成預(yù)硫化產(chǎn)物；和(ii)以使得一種或 多種催化劑前體形成在含碳物質(zhì)之中或之上的方式，將氨從所述預(yù)硫化產(chǎn)物中分離出以形 成硫化產(chǎn)物。在本發(fā)明的上下文中可使用任何合適量的催化劑前體來(lái)預(yù)處理含碳物質(zhì)。在一個(gè) 實(shí)施方案中，催化劑前體、含碳物質(zhì)和含烴液體的混合物包含基于該混合物的總重量計(jì)約 25-10000ppm (例如約 50_9000ppm、約 100_8000ppm、約 250-5000、約 500_3000ppm 或甚至約 1000-2000ppm)重量的一種或多種催化劑前體。在本發(fā)明的上下文中催化劑前體可以按任何合適的形式使用，例如但不限于顆粒 形式、浸漬在含碳物質(zhì)內(nèi)、分散在氫給體溶劑中和/或可溶于氫給體溶劑中。另外，催化劑 前體可以用于采用固定床、移動(dòng)床和沸騰床以及漿態(tài)反應(yīng)器的方法中。在用一種或多種催化劑前體將含碳物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理之后，可例如在液化之前或期 間在不加入另外反應(yīng)物的情況下，通過(guò)熱分解使該催化劑前體轉(zhuǎn)變?yōu)榇呋瘎Ｔ谄渌鼘?shí)施 方案中，在預(yù)處理之后，可將一種或多種另外的反應(yīng)物加入到預(yù)處理的含碳物質(zhì)混合物中 (例如在液化步驟之前或期間)，以將分散的催化劑前體轉(zhuǎn)變?yōu)榇呋瘎?。就此而言可使用?何合適的反應(yīng)物，例如任何合適的硫化劑或還原劑。合適硫化劑包括例如可易于釋放形式 的任何硫化合物，例如硫化氫、硫化銨、二甲基二硫醚、硫酸銨、二硫化碳、單質(zhì)硫和含硫的 烴。在一些實(shí)施方案中優(yōu)選單質(zhì)硫，這是因?yàn)槠涞投拘?、低成本和易于處理性。另外的硫?劑包括例如硫化銨、多硫化銨、硫代硫酸銨、硫代硫酸鈉、硫脲、二硫化碳、二甲基二硫醚、二 甲基硫醚、叔丁基多硫化物、叔壬基多硫化物和它們的混合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，硫化 劑選自堿金屬硫化物和/或堿土金屬硫化物、堿金屬氫硫化物和/或堿土金屬氫硫化物，和 它們的混合物。硫化劑可按任何合適的形式加入。在一個(gè)實(shí)施方案中，將單質(zhì)硫以升華粉末形式 或作為濃縮分散體(例如商購(gòu)硫細(xì)粉末)加入到預(yù)處理的含碳物質(zhì)的混合物中。單質(zhì)硫的 同素異形體例如斜方硫和單斜硫也適合用于本文。在一個(gè)實(shí)施方案中，一種或多種硫化合 物為升華粉末(硫華)、熔融硫、硫蒸汽或者它們的組合或混合物的形式。硫化劑可按任何合適的濃度使用。在一個(gè)實(shí)施方案中，引入的硫濃度使得催化劑 前體中硫與金屬的原子比為約2 1-約10 1，例如為約2 1-約8 1、約2 1-約 7 1、約 2 1-約 6 1、約 2 1 約 9 1、約 2 1-約 8 1、約 2 1-7 1、約 3 1-約 9 1、約 3 1-約 8 1、約 3 1-約 7 1 或甚至約 3 1-約 6 1。催化劑在本發(fā)明的上下文中，可使用任何合適的催化劑替代催化劑前體或與其組合使用。替代地或另外地，催化劑可包括已轉(zhuǎn)變?yōu)榇呋瘎┑娜魏未呋瘎┣绑w。催化劑可以是當(dāng)對(duì)含碳物質(zhì)(例如煤)進(jìn)行和/或當(dāng)含碳物質(zhì)(例如煤)經(jīng)歷合 適的催化反應(yīng)條件時(shí)適合用于含碳物質(zhì)(例如煤)加氫轉(zhuǎn)化過(guò)程的任何催化劑。例如，催化 劑可以是任何含金屬的催化劑。特別地，例如催化劑可包含任何合適的金屬，例如選自以下 的金屬I(mǎi)IB族金屬、IIIB族金屬、IVA族金屬、IVB族金屬、VB族金屬、VIB族金屬、VIIB族金 屬、VIII族金屬，或者它們的組合物或混合物，例如與氧、硫、氮和磷中的一種或多種組合。 當(dāng)暴露于合適的反應(yīng)條件和/或活化條件時(shí)，該催化劑還可以是任何合適的加氫轉(zhuǎn)化催化 劑，例如任何含金屬的加氫轉(zhuǎn)化催化劑(如鉬催化劑和鐵催化劑)，任何含有碳化物或基于 碳化物的催化劑，任何含有亞硝酸鹽或基于亞硝酸鹽的催化劑，任何含有鋅或基于鋅的催 化劑，和/或任何含有錫或基于錫的催化劑。如例如在美國(guó)專(zhuān)利4，824，821和5，484，755 和/或在美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)No. 2006/0054535中所描述(通過(guò)引用將它們的內(nèi)容以其全文并 入本文)，合適的這類(lèi)催化劑還包括在氧化鋁上的鉬酸鈷，在氧化鋁上的鎳，用鎳助催化的 鉬酸鈷，和鎢酸鎳催化劑等。另外，如例如在2007年10月31日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)系列 No. 11/931,972 ；2007年10月31日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)系列No. 11/933,085 ；2004年9月 10日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)系列No. 10/938, 003 ；2004年9月10日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)系 列No. 10/938，202 ；美國(guó)專(zhuān)利5，484，755 ；美國(guó)專(zhuān)利5，094，991 ；美國(guó)專(zhuān)利4，710，486 ；和美 國(guó)專(zhuān)利4，557,821中所描述(通過(guò)引用將它們的內(nèi)容以其全文并入本文)，催化劑可以是 任何金屬有機(jī)催化劑、任何金屬硫化物催化劑和/或任何真空渣油漿態(tài)加氫裂化(Vacuum Resid Slurry Hydrocracking) (VRSH)催化劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑可以是通過(guò)包括以下步驟的方法制得的用于重質(zhì)含烴 油或渣油加氫處理的VIB族金屬硫化物漿料催化劑(a)在水相中，在基本上不存在烴油的 情況下，在小于約350 T的溫度下，用硫化氫將含有VIB族金屬、氨的化合物硫化以形成沒(méi) 有大量損失氨的預(yù)硫化產(chǎn)物；(b)將氨從所述預(yù)硫化產(chǎn)物中分離出以形成硫化產(chǎn)物；和(C) 將所述硫化產(chǎn)物裝入所處的溫度足以使所述硫化產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)榧託涮幚泶呋瘎┑募託涮幚?反應(yīng)區(qū)中；其中所述催化劑的特征在于孔隙體積為10-300埃，孔半徑尺寸為約0. 1-lcc/g, 和表面積為約20-400m2/g。在另一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑可以是通過(guò)以下制備的催化劑(a)將VIB族金屬氧 化物和氨水混合(例如在高剪切下)以形成VIB族金屬化合物水性混合物；(b)在初始反 應(yīng)器中將步驟(a)的水性混合物用硫化物源例如硫化氫硫化以形成漿料；(c)用助催化劑 化合物(例如VIII族金屬化合物如硫酸鎳或硫酸鈷)助催化漿料；(d)將步驟(c)的漿料 與烴油(例如VG0)混合以形成混合物X ;(e)在第二反應(yīng)區(qū)中，在維持混合物X中的水在液 相的條件下，將混合物X與氫氣合并，從而形成與液體烴混合的催化劑組合物；和(f)回收 該催化劑組合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑可以是通過(guò)以下制備的催化劑(a)將氧化鉬和氨 水混合以形成水性鉬混合物；(b)在第一反應(yīng)區(qū)中，將步驟(a)的水性混合物與硫化物源例 如硫化氫硫化以形成漿料；(c)用助催化劑化合物(例如VIII族金屬化合物)助催化該漿 料；⑷將步驟(c)的漿料與第一烴油混合以形成和維持稱(chēng)為混合物X的均勻漿料；(e)在 第二反應(yīng)區(qū)中將混合物X與氫氣和第二烴油合并，所述第二烴油的粘度低于第一烴油的粘 度，并且將該組合物混合以維持均勻漿料，從而形成與氣態(tài)烴混合的催化劑組合物；和(f)通過(guò)與步驟(e)的氣態(tài)烴分離回收該催化劑組合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，以元素形式表示的催化劑為通式(Mt)a(Xu)b(Sv)d(C)e(Hx) f(0y)g(Nz)h，其中M表示至少一種VIB族金屬(例如Mo、W等，或者它們的組合物或混合物)； 其中X表示助催化劑金屬，例如選自以下的助催化劑非貴VIII族金屬(例如Ni、Co)、 VIII族金屬(例如Fe)、VIB族金屬(例如Cr)、IVB族金屬(例如Ti)、IIB族金屬(例如 Zn)和它們的組合物或混合物；其中S表示下標(biāo)d的值為(a+0. 5b)至(5a+2b)的硫；其中 C表示下標(biāo)e的值為0至11 (a+b)的碳；其中H為具有0至7 (a+b)的f值的氫；其中0表 示g的值為0至5 (a+b)的氧；其中N表示h的值為0至0. 5 (a+b)的氮；和其中t、U、ν、W、 x、1、ζ表示各種組分(分別為Μ、X、S、C、H、0和N)的總電荷；ta+ub+vd+we+xf+yg+zh = 0。b與a下標(biāo)比具有0-5(0彡b/a彡5)的值。在一個(gè)實(shí)施方案中，上述定義的式的催化 劑是在油中的催化劑漿料形式，其例如通過(guò)在2007年10月31日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)系列 No. 11/931，972中所限定的方法制得。在一個(gè)實(shí)施方案中，a和b各自適當(dāng)?shù)卮笥?，使得a b之比為1 5_10 1。例 如，在其中b/a的值為0. 2的實(shí)施方案中，a的值為5且b的值為1。就此而言，在b/a之比 為 0.2 時(shí)，式(Mt)a (Xu)b (Sv)d (Cw)e (Hx)f (Oy)g (Nz)h 包括(M) 5 (X) (S)5.5，包括(M)5(X) (S)5.5(C) (H) (0) (N)到(M) 5 ⑴⑶ 27 (C) 66 (H) 42 (0) 30 (N) 3 的組合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，M包含選自鉻、鉬、鎢或它們的組合中的至少一種或至少兩種 金屬。在另一個(gè)實(shí)施方案中，M選自鉬、鎢或它們的組合。在一個(gè)實(shí)施方案中，M為鉬。在使用鉬和鎢兩者的一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑具有式(MozW1Ja(X)b(S)d(C)e(H) f(0)g(N)h，其中0 < ζ < 1。在M為Mo和W的混合物的另一個(gè)實(shí)施方案中，鉬與鎢之比為 9:1-1: 9。在一個(gè)實(shí)施方案中，X包含選自鎳、鈷、鐵或它們的組合的至少一種或至少兩種非 貴金屬。在一個(gè)實(shí)施方案中，X為鎳。在X為兩種金屬如Ni和Co的混合物的另一個(gè)實(shí)施 方案中，催化劑具有式(M) a (NizCo1J b (S) d (C) e (H) f (0) g (N) h，其中0 < ζ < 1。在X為多種金 屬如Ni、Co、Fe、Zn、Cr、Ti的混合物的另一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑具有式(M)a(Ni,CozFez..Zn2*Cr2*.Tiz,,)6(S)rf(C)e(H)XO) (N)A,其中0 彡 z、z'、z〃、z*、z*'、z*〃 且(ζ+ζ' +ζ" +z*+z*' +z*〃)=1。在本說(shuō)明書(shū)的該“催化劑，，章節(jié)的其余部分中，任何就式(Mt) a (Xu) b (Sv) d (C) e (Hx) f(Oy)g(Nz)h中的組分(M)提及“鉬”，僅出于示例性目的，并不意欲排除由催化劑式中(M)所 表示的其它VIB族金屬/化合物和VIB族金屬/化合物的混合物。類(lèi)似地，在本說(shuō)明書(shū)的 該“催化劑”章節(jié)中任何提及“鎳”作為式(Mt)a(Xu)b(Sv)d(Cw)e(Hx)f (Oy)g(Nz)h中的組分(X)， 僅出于示例性目的，并未排除其它助催化劑金屬，例如VIII族金屬、VIB族金屬、IVB族金 屬、IIB族金屬，或者它們的組合或混合物。另外，在本說(shuō)明書(shū)的該“催化劑”章節(jié)中討論的 用于制造(Mt) a (Xu) b (Sv) d (Cw) e (Hx) f (00 g (Nz) h的任何試劑，應(yīng)該理解的是指可用于制造催化 劑的任何原料。另外，本說(shuō)明書(shū)的該“催化劑”章節(jié)中任何關(guān)于試劑所用的術(shù)語(yǔ)“金屬”應(yīng) 該理解為表示作為金屬化合物存在的試劑，該試劑沒(méi)有必要是金屬形式。另外，本說(shuō)明書(shū)的 該“催化劑”章節(jié)中任何所用的術(shù)語(yǔ)“以溶質(zhì)狀態(tài)”應(yīng)該理解為在本說(shuō)明書(shū)的該部分中表示 是質(zhì)子型液體形式的金屬組分。VIB族過(guò)漉金屬催化劑前體在一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑由包含VIB族過(guò)漉金屬(M)的催化劑前體制備，該VIB族過(guò)渡金屬的至少一部分以固體狀態(tài)存在。在另一個(gè)實(shí)施方 案中，催化劑由包含VIB族過(guò)渡金屬(M)的催化劑前體制備，該VIB族過(guò)渡金屬的至少一部 分以溶質(zhì)狀態(tài)存在。在一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑使用VIB族金屬與助催化劑金屬的摩爾比 為9 1-1 9(例如摩爾比為3 1-1 3)的催化劑前體進(jìn)行制備。在一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑使用包含金屬(M)的催化劑前體進(jìn)行制備，該金屬包 含例如以溶質(zhì)狀態(tài)(例如水溶性鉬和鎢化合物)的鉬和/或鎢組分，例如鉬的堿金屬金屬 鹽或銨金屬鹽(例如鉬酸銨或異_、過(guò)氧_、二 _、三_、四-、七_(dá)、八-或十四鉬酸鹽)、磷鉬 酸的銨鹽、Mo-P雜多陰離子化合物、Wo-Si雜多陰離子化合物、W-P雜多陰離子化合物、W-Si 雜多陰離子化合物、M-Mo-W雜多陰離子化合物、Co-Mo-W雜多陰離子化合物、堿金屬或銨 的鎢酸鹽(偏鎢酸銨、仲鎢酸銨、六鎢酸銨或多鎢酸銨)或者它們的組合或混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑使用包含(M)金屬的催化劑前體進(jìn)行制備，該(M)金屬 包含在有機(jī)溶劑如正烷、烴、或石油產(chǎn)物如蒸餾餾分中的鉬的堿金屬或銨的金屬鹽，其中在 加入含有助催化劑金屬的催化劑前體之前或同時(shí)，使所述鉬化合物隨后在壓力和溫度下分 解。在另一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑使用包含以下物質(zhì)中一種或多種的催化劑前體進(jìn)行 制備堿金屬七鉬酸鹽、堿金屬原鉬酸鹽、堿金屬異鉬酸鹽、磷鉬酸。在另一個(gè)實(shí)施方案中， 催化劑使用選自以下物質(zhì)的催化劑前體進(jìn)行制備鉬(二-和三)氧化物、鉬的碳化物、鉬 的氮化物、鉬酸鋁、鉬酸(例如H2MoO4)和它們的組合或混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑使用包含水溶性七鉬酸銨[(NH4) 6Μο7024 · 4H20]的催化 劑前體進(jìn)行制備。在另一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑使用包含硫代鉬酸銨的催化劑前體進(jìn)行制 備。在又一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑使用包含多烷基硫代鉬酸鹽的催化劑前體進(jìn)行制備。助催化劑金屬催化劑前體在一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑使用包含溶質(zhì)狀態(tài)的助催 化劑金屬(X)的催化劑前體進(jìn)行制備，其中所述催化劑前體的總量為質(zhì)子型液體形式，并 且其中所述金屬至少部分作為固體存在且部分溶于質(zhì)子型液體中。在一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑使用包含(X)金屬的催化劑前體進(jìn)行制備，所述(X)金 屬包含以下的金屬鹽或者兩種以上的混合物硝酸鹽、水合硝酸鹽、氯化物、水合氯化物、硫 酸鹽、水合硫酸鹽、甲酸鹽、醋酸鹽、次磷酸鹽，所述物質(zhì)以溶質(zhì)狀態(tài)添加。在另一個(gè)實(shí)施方 案中，催化劑使用包含(X)金屬的催化劑前體進(jìn)行制備，所述(X)金屬包含水溶性鎳和/或 鈷，例如鎳和/或鈷的硝酸鹽、硫酸鹽、醋酸鹽、氯化物、甲酸鹽或它們的混合物以及次磷酸鎳。在另一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑使用包含(X)金屬的催化劑前體進(jìn)行制備，該(X)金 屬包含水溶性鎳組分，例如硝酸鎳、硫酸鎳、醋酸鎳、氯化鎳或它們的混合物。在另一個(gè)實(shí) 施方案中，催化劑使用包含(X)金屬的催化劑前體進(jìn)行制備，該(X)金屬包含鎳化合物，其 至少部分為固體狀態(tài)，例如水不溶性鎳化合物如碳酸鎳、氫氧化鎳、磷酸鎳、亞磷酸鎳、甲酸 鎳、硫化鎳、鉬酸鎳、鎢酸鎳、氧化鎳，鎳合金如鎳-鉬合金、Raney鎳或它們的混合物。在另 一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑使用包含(X)金屬的催化劑前體進(jìn)行制備，該(X)金屬包含水溶 性硫酸鎳溶液，該溶液任選地還包括第二助催化劑金屬化合物，例如選自鐵的醋酸鹽、氯化 物、甲酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽或它們的混合物的以溶質(zhì)狀態(tài)的鐵組分。在一個(gè)實(shí)施方案中，催 化劑使用包含(X)金屬的催化劑前體進(jìn)行制備，該(X)金屬包含硫酸鎳水溶液。
mMMii::在一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑使用溶液形式的硫化劑進(jìn)行制備，該硫化 劑在主要條件下可分解成硫化氫。這樣的硫化劑可在制備催化劑中以任何合適的量，例如 以超過(guò)形成催化劑所需的化學(xué)計(jì)量的量使用。在一個(gè)實(shí)施方案中，硫化劑以硫與鉬的摩爾 比為至少3-1存在。另外，可以使用任何合適的硫化劑(例如上文關(guān)于催化劑前體所討論)。就此而言，含有堿金屬和/或堿土金屬的硫化劑的使用，可需要另外的分離工藝 步驟以在催化劑制備過(guò)程期間將堿金屬和/或堿土金屬?gòu)膹U催化劑中除去。在一個(gè)實(shí)施方案中，硫化劑為含水硫化銨。這樣的硫化劑可按任何合適的方式例 如由硫化氫和氨進(jìn)行制備。這種合成的硫化銨易溶于水且在使用之前可容易地儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐 中的水溶液中。由于硫化銨溶液的密度比殘油的大，所以在反應(yīng)之后，在沉降罐中可容易地 將其分離。仵詵組分-粘合劑材料在一個(gè)實(shí)施方案中，在制備催化劑中使用粘合劑。通常， 粘合劑材料的催化活性比催化劑(不含粘合劑材料)的小，或者根本無(wú)催化活性。因此，通 過(guò)添加粘合劑材料，可以降低催化劑的活性。就此而言，在制備催化劑中待使用的粘合劑材 料的量通常取決于最終催化劑的期望活性。就此而言，可在催化劑制備過(guò)程中使用任何合 適量的粘合劑材料。例如，相對(duì)于催化劑的總重量，可以約0-95重量％ (例如約0. 1-85重 量％、約0. 5-75重量％或甚至約1. 0-65重量％ )的量使用粘合劑材料。為了在制備催化劑中使用粘合劑材料可使用任何合適的方法。例如，可以任何合 適的方式，例如同時(shí)或先后地將粘合劑材料加入到一種或多種催化劑前體中。在一個(gè)實(shí)施 方案中，將兩種或更多種含金屬的催化劑前體合并以形成混合物，隨后將粘合劑材料加入 到該混合物中。在另一個(gè)實(shí)施方案中，將含金屬的催化劑前體合并(同時(shí)或先后地)以形 成混合物，然后將粘合劑材料加入到該混合物，并然后將另外的含金屬的催化劑前體加入 (同時(shí)或先后地)到混合物中。在另一個(gè)實(shí)施方案中，以溶質(zhì)狀態(tài)將粘合劑和含金屬的催化 劑前體合并以形成混合物，然后將至少部分地處于固體狀態(tài)的含金屬的催化劑前體隨后加 入到該混合物中。在一個(gè)實(shí)施方案中，在本體催化劑組合物制備期間，在與本體催化劑組合物混合 之前和/或在添加之前，將粘合劑材料與VIB族金屬和/或助催化劑金屬(例如VIII族非 貴金屬)混合。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)用這些物質(zhì)浸漬固體粘合劑，能夠?qū)⒄澈蟿┎牧吓c 這些金屬中的任意一種物質(zhì)復(fù)合。粘合劑材料可包含常規(guī)用作加氫處理催化劑中的粘合劑的任何材料。合適的粘合 劑材料包括例如二氧化硅，氧化鋁如(擬)勃母石、二氧化硅-氧化鋁化合物(例如涂覆二 氧化硅的氧化鋁和涂覆氧化鋁的二氧化硅)、水鋁礦、二氧化鈦、氧化鋯、陽(yáng)離子粘土或陰離 子粘土如皂石、斑脫土、高嶺土、海泡石或水滑石、或者它們的組合或混合物。在一個(gè)實(shí)施方 案中，一種或多種粘合劑材料選自二氧化硅、摻雜鋁的膠體二氧化硅、二氧化硅-氧化鋁、 氧化鋁、鈦、氧化鋯或它們的混合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，粘合劑材料包含按氧化物計(jì)具 有至少50重量％的二氧化鈦的耐高溫氧化物材料。在催化劑制備過(guò)程中可使用任何合適 的氧化鋁粘合劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，氧化鋁粘合劑的表面積為100-400m2/g，通過(guò)氮吸附 法測(cè)得的孔隙體積為0. 5-1. 5ml/g。類(lèi)似地，可在催化劑制備過(guò)程中使用任何合適的二氧化 鈦粘合劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，粘合劑的二氧化鈦具有小于50微米(例如小于約5微米)和 /或大于0. 005微米的平均粒徑。在另一個(gè)實(shí)施方案中，粘合劑的二氧化鈦具有10-700m2/g的BET表面積。在一些實(shí)施方案中，粘合劑材料是經(jīng)受膠溶的粘合劑。在另一個(gè)實(shí)施方案中，粘 合劑材料的前體在催化劑的制備中使用，其中在催化劑制備過(guò)程期間將該前體轉(zhuǎn)化為有效 或功能性粘合劑。就此而言，合適的粘合劑材料前體包括堿金屬鋁酸鹽(以獲得氧化鋁粘 合劑)，水玻璃(以獲得二氧化硅粘合劑)，堿金屬鋁酸鹽和水玻璃的混合物(以獲得二氧 化硅氧化鋁粘合劑)，二 -、三-和/或四價(jià)金屬源的混合物例如鎂、鋁和/或硅的水溶性鹽 的混合物(以產(chǎn)生陽(yáng)離子粘土和/或陰離子粘土)，氯代二聚水分子(chlorohydrol)，硫酸 鋁，或者它們的組合或混合物。在并入粘合劑或多種粘合劑的一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑具有式(Mt) a (Xu) b (Z) x (Sv) d(C%(Hx)f (Oy)g(Nz)h,其中Z表示鈦和任選選自鋁、硅、鎂、鋯、硼和鋅中的一種或多種元素。組分-烴轉(zhuǎn)化劑可在制備催化劑中使用仵何合適的烴轉(zhuǎn)化劑。在一個(gè)實(shí)施方案 中，烴轉(zhuǎn)化劑用于將催化劑前體(親水性)轉(zhuǎn)變?yōu)槭?M)a(X)b(S)d(C)e(H)f(O)g(N)h的油基 催化劑(疏水性)?？稍谥苽浯呋瘎┲惺褂萌魏魏线m量的烴轉(zhuǎn)化劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，水 基催化劑前體與烴化合物的重量比為1 10-5 1。在另一個(gè)實(shí)施方案中，水基催化劑前 體與烴化合物的重量比為1 5-1 1。在該上下文中可使用任何合適的烴，例如任何無(wú)環(huán)、環(huán)狀、飽和、不飽和、未取代和 /或惰性取代的烴，或者它們的組合或混合物，例如在常溫下為液體的烴。在一個(gè)實(shí)施方案 中，烴化合物選自直鏈飽和無(wú)環(huán)烴(例如辛烷、正十三烷、二十烷、二十九烷等)；直鏈不飽 和無(wú)環(huán)烴(例如2-己烯、1，4_己二烯等)；支鏈飽和無(wú)環(huán)烴(例如3-甲基戊烷、新戊烷、異 己烷、2，7，8-三乙基癸烷等)；支鏈不飽和無(wú)環(huán)烴(例如3，4-二丙基-1，3-己二烯-5-炔、 5，5_ 二甲基-1-己烯等)；飽和或不飽和的環(huán)狀烴(例如環(huán)己烷、1，3_環(huán)己二烯等)；和芳 烴(例如異丙基苯、1，3，5_三甲基苯、苯乙烯、甲苯、鄰二甲苯等)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，烴 化合物衍生自石油，包括石油烴的共混物，所述石油烴的特征為原始石腦油、裂化石腦油、 費(fèi)-托(Fischer-Tropsch)石腦油、輕質(zhì)催化裂化循環(huán)油、重質(zhì)催化裂化循環(huán)油等，典型地， 它們包含約5-約30個(gè)碳原子。在另一個(gè)實(shí)施方案中，烴化合物是真空瓦斯油(gas oil) (VGO)。在一個(gè)實(shí)施方案中，烴化合物在100°C下具有至少的動(dòng)力學(xué)粘度，例如在 100°C下約2-15cSt，或在100°C下甚至約5-8dt的運(yùn)動(dòng)粘度。在一個(gè)實(shí)施方案中，VIB族金 屬(M)與烴的比例小于1.0。在第二實(shí)施方案中，所述比例小于0.5。在第三實(shí)施方案中， 小于0. 1。當(dāng)使用在100°C下動(dòng)力學(xué)粘度低于或在100°C下高于約15dt的烴轉(zhuǎn)化劑 時(shí)，催化劑前體的轉(zhuǎn)化可導(dǎo)致催化劑顆粒團(tuán)聚或者以其它方式不混合。如本文中所討論的，催化劑的組成和結(jié)構(gòu)可按任何合適的方式進(jìn)行改變，例如通 過(guò)改變?nèi)缭?007年10月31日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)系列No. 11/931，972和2007年10月 31日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)系列No. 11/933,085中所描述的催化劑制備方法。其它添加劑在預(yù)處理步驟期間或隨后可利用任何另外的添加劑，以例如增強(qiáng)或促進(jìn)預(yù)處理方 法(例如通過(guò)增強(qiáng)、促進(jìn)和/或增強(qiáng)催化劑或催化劑前體分散到含碳物質(zhì)中)和/或增強(qiáng) 或促進(jìn)預(yù)處理的含碳物質(zhì)的加氫轉(zhuǎn)化。在本發(fā)明的上下文中可利用任何合適的表面活性劑，以例如改善催化劑或催化劑
19前體的分散性、金屬表面積、形態(tài)和/或其它特性。合適的表面活性劑包括例如任何陰離子 表面活性劑、兩性離子的表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活 性劑，或者它們的組合或混合物。合適的非離子表面活性劑包括例如聚氧乙烯山梨糖醇單 月桂酸酯、聚氧乙烯基烷基酚、聚氧乙烯基烷基酚乙氧化物等。合適的陽(yáng)離子表面活性劑 包括例如長(zhǎng)鏈有機(jī)季胺鹽、聚乙氧基化長(zhǎng)鏈有機(jī)季胺鹽等，例如水溶性陽(yáng)離子胺(例如鯨 蠟基三甲基溴化銨、鯨蠟基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基銨胺(amine)、壬基三甲基氯化 銨、十二烷基苯酚季胺皂、或者它們的組合或混合物)。合適的表面活性劑還可包含具有高 表面張力性質(zhì)的溶劑物質(zhì)，例如碳酸乙二酯；二苯甲酮；芐基氰化物；硝基苯；2-苯基乙醇； 1，3_丙二醇；1，4_ 丁二醇；1，5_戊二醇；二乙二醇；三乙二醇；甘油；二甲基亞砜；N-甲基 甲酰胺；N-甲基吡咯烷酮；和它們的組合或混合物。合適的表面活性劑還包括具有高表面 張力的那些表面活性劑，例如N-甲基吡咯烷酮。表面活性劑的其它實(shí)例包括乙腈、丙酮、乙 酸乙酯、己烷、二乙醚、甲醇、乙醇、乙酰丙酮、碳酸二乙酯、氯仿、二氯甲烷、二乙酮和它們的 組合或混合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，表面活性劑包含具有提高催化活性的碳硫醚相的含 氮或磷的有機(jī)添加劑。待加入的含N/含P有機(jī)添加劑的量通常取決于最終催化劑組合物 的期望活性。在另一個(gè)實(shí)施方案中，表面活性劑為式RJ2R3R4Q+的銨或膦，其中Q為氮或磷，其中 R1>R2>R3>R4中的至少一個(gè)為具有8-36個(gè)碳原子的芳基或烷基(例如CltlH21、C16H33和C18H37、 或它們的組合)，并且其中其余的禮、R2> R3、R4選自氫、1-5個(gè)碳原子的烷基或它們的組合。 表面活性劑的合適的這類(lèi)實(shí)例包括十六烷基三甲基銨、十六烷基三甲基磷鐺、十八烷基三 甲基磷鐺、十六烷基吡啶鐺、十四烷基三甲基銨、八烷基三甲基銨、十二烷基三甲基銨、二甲 基二(十二烷基)銨(dimethyldidbdecylammonium)、或者它們的組合或混合物。衍生上述 銨或磷鐺的化合物可以是例如氫氧化物、商化物、硅酸鹽或著它們的組合或混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，表面活性劑包含含氮有機(jī)添加劑，例如芳族胺、環(huán)狀脂族胺、 多環(huán)脂族胺、或者它們的組合或混合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，表面活性劑包含選自以下的 含氮有機(jī)添加劑含有至少一個(gè)伯胺、仲胺和/或叔胺基團(tuán)的化合物(例如六亞甲基二胺、 單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N，N-二甲基-N'-乙基亞乙基二胺、或者它們的組合或混 合物)；氨基醇(例如2 (2-氨基乙基氨基)乙醇、2 (2-氨基乙氧基、或者其組合或混合物) 乙醇、2-氨基-1- 丁醇、4-氨基-1- 丁醇、2，2- 二乙氧基乙胺、4，4- 二乙氧基丁胺、6-氨 基-1-己醇、2-氨基-1，3-丙二醇、3-氨基-1，2-丙二醇、3-氨基-1-丙醇，或者它們的組合 或混合物)；和氨基烷氧基-硅烷(例如3-縮水甘油基氧丙基)三甲氧基硅烷、3-(2-氨基 乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基)三甲氧基硅烷、或者它們的組合或混合物)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，表面活性劑為有機(jī)羧酸表面活性劑或穩(wěn)定劑。在一個(gè)實(shí)施 方案中，例如表面活性劑為檸檬酸。在另一個(gè)實(shí)施方案中，表面活性劑為十五烷酸、癸酸、或 其它類(lèi)似長(zhǎng)鏈酸。在又一個(gè)實(shí)施方案中，表面活性劑為褐藻酸。任選添加劑可在預(yù)處理過(guò)程和/或加氫轉(zhuǎn)化過(guò)程之前或之后在任何合適的時(shí)刻 使用。在一個(gè)實(shí)施方案中，在預(yù)處理之前將一種或多種添加劑與含碳物質(zhì)、含烴液體和一種 或多種催化劑或催化劑前體中之一或多個(gè)合并。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在預(yù)處理過(guò)程期間 將添加劑與含碳物質(zhì)、含烴液體和催化劑或催化劑前體合并。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在預(yù)處 理之后和加氫轉(zhuǎn)化之前將添加劑與預(yù)處理的含碳物質(zhì)合并。在又一個(gè)實(shí)施方案中，在加氫轉(zhuǎn)化過(guò)程之后將添加劑與預(yù)處理的含碳物質(zhì)合并。添加劑可按任何合適的濃度使用。在一個(gè)實(shí)施方案中，例如，添加劑以總預(yù)處理 混合物的約0.001-5重量％的濃度使用。在另一個(gè)實(shí)施方案中，添加劑以總預(yù)處理混合 物的約0.005-3重量％的濃度使用。在另一個(gè)實(shí)施方案中，添加劑以總預(yù)處理混合物的 約0. 01-2重量％的濃度使用。如果單獨(dú)將添加劑加入到加氫轉(zhuǎn)化進(jìn)料中，例如在如Acta Petrolei Sinica，Vol. 19，Issue 4，pp. 36-44，ISSN 10018719和Khimiya I Tekhnologiya Topilv I Masel, Issue 3, Year 1997，pp. 20-21，ISSN 00231169 中所描述(通過(guò)引用 將它們的內(nèi)容以其全文并入本文)，待加入的量為進(jìn)料的0.001-0. 05重量％ (例如約 0. 005-0. 01重量％ )，或者以任何合適的濃度加入?；旌峡墒褂萌魏魏线m的方法或系統(tǒng)將含碳物質(zhì)與含烴液體和催化劑或催化劑前體合 并和/或混合。在一些實(shí)施方案中，使用任何合適的混合器以適于按需形成均質(zhì)或異質(zhì)混 合物(或漿料)的方式將含碳物質(zhì)、含烴液體和催化劑或催化劑前體同時(shí)、相繼和/或連續(xù) 進(jìn)行混合。在其它實(shí)施方案中，將混合器與任何合適的研磨機(jī)聯(lián)用(例如錘式粉碎機(jī)、球磨 機(jī)、棒磨機(jī)或它們的組合等)，使得任選在含烴液體和/或一種或多種催化劑或催化劑前體 存在下研磨含碳物質(zhì)的至少一部分，并且將其混合以按需形成的均質(zhì)或異質(zhì)漿料。在一些 實(shí)施方案中，混合器和/或研磨機(jī)包含氣體輸送系統(tǒng)用以在含碳物質(zhì)、含烴液體和/或催化 劑或催化劑前體的混合和/或研磨期間提供惰性或還原性氣氛(例如氫氣、氮?dú)狻⒑?、?氣、合成氣、或者它們的任何組合物或混合物)。在一些實(shí)施方案中，混合器和/或研磨機(jī)位 于預(yù)處理系統(tǒng)的上游。在其它實(shí)施方案中，混合器和/或研磨機(jī)形成預(yù)處理系統(tǒng)的一部分。加氫轉(zhuǎn)化預(yù)處理之后，可使含碳物質(zhì)經(jīng)受任何合適的加氫轉(zhuǎn)化和/或液化條件以產(chǎn)生任何 所需的液體和/或氣體產(chǎn)物?？梢詫㈩A(yù)處理的含碳物質(zhì)(例如預(yù)處理的煤)引入到至少一 個(gè)加氫轉(zhuǎn)化區(qū)中，于此該預(yù)處理的含碳物質(zhì)遇到合適的溫度、壓力和添加劑(例如含硫化 合物)以使該預(yù)處理的含碳物質(zhì)的催化劑或催化劑前體至少部分或基本上全部活化，并且 產(chǎn)生液體和/或氣體產(chǎn)物。在一個(gè)實(shí)施方案中，例如，預(yù)處理的含碳物質(zhì)的催化劑或催化劑 前體的大于約50重量％，例如約55重量％、約60重量％、約65重量％、約70重量％、約75 重量％、約80重量％、約85重量％、約90重量％、約95重量％、約96重量％、約97重量％、 約98重量％或甚至約99重量％變成活性催化劑，使得其具有和/或表現(xiàn)出加氫轉(zhuǎn)化活性。合適的加氫轉(zhuǎn)化溫度包括但不限于大于約350 °C，例如大于約375 °C、約 400 V、約425 V、約450 V、約475 V、約500°C的溫度。合適的加氫轉(zhuǎn)化壓力包括但 不限于 300-5000psig(例如約 300-4800psig、約 300_4600psig、約 300_4400psig、約 300-4200psig、約 400_4000psig、約 500_3500psig、約 1000_3000psig、1200_2800psig、 1400-2600psig或甚至約1500-2600)的任何合適的氣體例如含有氫氣的氣體(例如氫氣 /甲烷混合物或者氫氣/二氧化碳/水混合物)氣氛和/或合成氣氣氛。在一個(gè)實(shí)施方案 中，就此而言，預(yù)處理的含碳物質(zhì)適合于低或較低的加氫轉(zhuǎn)化壓力(例如小于約2000psig， 如小于約1800psig或甚至小于約1600psig的加氫轉(zhuǎn)化壓力)。具體地，例如，與未經(jīng)預(yù)處 理的相同含碳物質(zhì)相比，在加氫轉(zhuǎn)化壓力小于約2000psig(例如小于約ISOOpsig，或甚至 小于約1600psig)下，預(yù)處理的含碳物質(zhì)的加氫轉(zhuǎn)化可產(chǎn)生高出至少約10% (例如高出至少約20%、約40%、約60%、約80%、約100%、約150%、約200%、約300%或甚至至少約 400%)的液體產(chǎn)物收率。在另一個(gè)實(shí)施方案中，相比于未經(jīng)預(yù)處理的相同含碳物質(zhì)，預(yù)處 理的含碳物質(zhì)的加氫轉(zhuǎn)化消耗減少約10 % (例如減少約20 %、約30 %、約40 %、約50 %、約 60%、約70%、約80%、約90%或甚至約100%)的氫氣。在一個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)處理的含碳物質(zhì)的加氫轉(zhuǎn)化和/或液化在單個(gè)反應(yīng)器中進(jìn) 行。在另一個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)處理的含碳物質(zhì)的加氫轉(zhuǎn)化和/或液化在兩個(gè)或更多(例如 多個(gè))用于加氫轉(zhuǎn)化的區(qū)域或反應(yīng)器中進(jìn)行，所述區(qū)域或反應(yīng)器可以按任何合適的方式設(shè) 置(例如按并聯(lián)或串聯(lián)方式，使得例如串聯(lián)的各個(gè)反應(yīng)器中的溫度逐漸提高和/或各個(gè)下 游反應(yīng)器中的氫氣分壓相應(yīng)提高)。優(yōu)選地，預(yù)處理的含碳物質(zhì)的加氫轉(zhuǎn)化和/或液化在與 預(yù)處理反應(yīng)器或區(qū)域分開(kāi)和/或不同的反應(yīng)器或區(qū)域中進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)處理的含碳物質(zhì)的加氫轉(zhuǎn)化和/或液化產(chǎn)生大于約50%、 約 55%、約 60%、約 65%、約 70%、約 75%、約 80%、約 85%、約 87%、約 90%、約 95%或 甚至大于約99%的液體收率。在另一個(gè)實(shí)施方案中，與加氫轉(zhuǎn)化之前未經(jīng)預(yù)處理的類(lèi)似含 碳物質(zhì)的液體產(chǎn)物收率相比，含碳物質(zhì)的預(yù)處理產(chǎn)生高出至少約10% (例如高出至少約 15 %、約20 %、約25 %、約30 %、約35 %、或甚至至少約40 % )的液體收率。在另一個(gè)實(shí)施方 案中，預(yù)處理的含碳物質(zhì)的加氫轉(zhuǎn)化和/或液化產(chǎn)生大于約80%、約85%、約90%、約95% 或甚至99%的總轉(zhuǎn)化率(例如煤的總轉(zhuǎn)化率)。在一些實(shí)施方案中，與加氫轉(zhuǎn)化之前未經(jīng)預(yù)處理的類(lèi)似含碳物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率相比， 含碳物質(zhì)的預(yù)處理產(chǎn)生高出至少約5% (例如高出至少約10%、約12%、約14%、約16%、 約18%或甚至至少約20%)的總轉(zhuǎn)化率(例如煤的總轉(zhuǎn)化率)。在其它實(shí)施方案中，預(yù)處 理的含碳物質(zhì)的加氫轉(zhuǎn)化和/或液化產(chǎn)生小于約10% (例如小于約8^346^344^34 3%、約2%或甚至小于約)的C1-C3氣體。加氫轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的分離可將來(lái)自加氫轉(zhuǎn)化區(qū)的流出物加到任何合適的一個(gè)或多個(gè)分離區(qū)中。在一個(gè)實(shí)施 方案中，將流出物加到第一分離區(qū)中，在該分離區(qū)中通過(guò)塔頂管線除去較輕產(chǎn)物例如氣體、 石腦油和蒸餾物。這樣的第一分離區(qū)可在基本上大氣壓下運(yùn)行?？扇芜x地將來(lái)自第一分離 區(qū)的的流出物的塔底物或高沸點(diǎn)餾分再循環(huán)到預(yù)處理區(qū)?？蓪⒌谝环蛛x區(qū)的剩余流出物的 全部或一些傳送到第二分離區(qū)中，在該分離區(qū)中將其分餾成瓦斯油餾分和塔底物餾分?？?將第二分離區(qū)的塔底物餾分傳送到第三分離區(qū)中?？蓪⑼咚褂偷囊徊糠衷傺h(huán)到加氫轉(zhuǎn)化 區(qū)。就此而言，可在本發(fā)明的上下文中使用任何合適的高壓、中壓和低壓分離器。催化劑或催化劑前體的回收一個(gè)或多個(gè)分離系統(tǒng)或區(qū)域后可接著是一個(gè)或多個(gè)催化劑和/或金屬回收系統(tǒng) 或區(qū)域，其中從加氫轉(zhuǎn)化含碳物質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)部分或餾分回收催化劑和/或催化劑前體 的至少一部分(例如一種或多種金屬)。在一個(gè)實(shí)施方案中，在回收系統(tǒng)中從在分離系統(tǒng)中 分離出和/或收集的加氫轉(zhuǎn)化含碳物質(zhì)(其可以包括粉塵)的固體餾分(例如殘留的固體 餾分)中回收來(lái)自含金屬的催化劑和/或含金屬的催化劑前體的金屬?？稍谌魏魏线m的溫度下，例如在約1200-1900°C，例如約1300_1800°C或甚至 1400-1700°C的溫度下操作回收系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，在金屬為鉬的情形中，例如在 2007年12月19日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)系列No. 60/015，096(通過(guò)引用將其內(nèi)容以其全文并入本文)中所描述，回收系統(tǒng)提供了適于使廢催化劑(例如硫化鉬)受到氧化并且升華 為MoO3的空氣氣氛?？墒占?jīng)處理的廢催化劑、催化劑前體和/或回收的金屬并將它們從 催化劑回收區(qū)傳送到催化劑或催化劑前體制備區(qū)。催化劑或催化劑前體的制備一個(gè)或多個(gè)回收系統(tǒng)后可接著是一個(gè)或多個(gè)催化劑或催化劑前體制備系統(tǒng)，其中 使在回收系統(tǒng)中回收的催化劑或催化劑前體的至少一部分(例如催化劑前體的金屬)反應(yīng) 以形成催化劑或催化劑前體(例如與初始用于將含碳物質(zhì)預(yù)處理相同的催化劑或催化劑 前體)。在一個(gè)實(shí)施方案中，例如，使催化劑或催化劑前體的回收金屬(例如MoO3)與硫化 合物(例如硫化銨)反應(yīng)以形成四硫代鉬酸銨催化劑前體。然后將所得形成的催化劑或催 化劑前體，任選與新或新鮮的催化劑前體組合，輸送到預(yù)處理系統(tǒng)和/或加氫轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。如下面實(shí)施例中所進(jìn)一步描述，本文描述的系統(tǒng)和方法在具有各種所需性能的任 何所需比率(或百分收率)的液體和/或氣體產(chǎn)物的制備方面可用于獲得最優(yōu)化和有效 性。具體地，在各種加氫轉(zhuǎn)化條件下(例如在低的氫氣壓力和/或短的持續(xù)時(shí)間下)通過(guò) 選擇含烴液體、催化劑和/或催化劑前體、以及預(yù)處理和加氫轉(zhuǎn)化條件的任意各種組合可 實(shí)現(xiàn)全范圍的加氫轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。以這種方式，該系統(tǒng)和方法為使用者提供了極大的靈活性，該 靈活性使得能夠使用含烴液體、催化劑和/或催化劑前體、以及預(yù)處理和加氫轉(zhuǎn)化條件的 任意各種不同組合由任何固體含碳物質(zhì)獲得所需加氫轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。
實(shí)施例下面的實(shí)施例作為本發(fā)明的特定實(shí)施方案給出并且是為了說(shuō)明其優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)理解所 述實(shí)施例是以說(shuō)明性方式給出并且不意欲以任何方式限制說(shuō)明書(shū)或隨后的權(quán)利要求。實(shí)施例1就具有的煤顆粒經(jīng)受無(wú)催化劑前體下的預(yù)處理?xiàng)l件的第一預(yù)處理組合物(“預(yù)處 理組合物1”)和包含的煤顆粒用催化劑前體進(jìn)行預(yù)處理的第二預(yù)處理組合物(“預(yù)處理組 合物2”)來(lái)比較煤液化收率。預(yù)處理組合物1通過(guò)將FCC型工藝油(500 °F +的餾分)和預(yù)干燥的煤(具有小 于的水分含量和100目的粒徑)按溶劑與煤之比為1.6 1混合進(jìn)行制備。將該預(yù)處 理組合物加熱到200°C的溫度、加壓到500psig的氫氣并且在該溫度和壓力下保持120分 鐘。在該預(yù)處理步驟之后，將基于預(yù)處理組合物總重量計(jì)相當(dāng)于IOOOppm元素鉬的量的二 硫代氨基甲酸鉬(MoDtc，Molyvan Α)加入到該混合物中。預(yù)處理組合物2通過(guò)將相當(dāng)于IOOOppm元素Mo的量的Molyvan A與FCC型工藝油 (500 T +的餾分)和預(yù)干燥的煤(具有小于1 %的水分含量和100目的粒徑)混合進(jìn)行制 備，其中溶劑煤之比為1.6 1。將該預(yù)處理組合物加熱到200°C的溫度、加壓到500psig 的氫氣并且在該溫度和壓力下保持120分鐘。在預(yù)處理后，使預(yù)處理組合物1和2經(jīng)受的加氫轉(zhuǎn)化溫度和2550psig氫氣 的加氫轉(zhuǎn)化壓力并持續(xù)180分鐘。加氫轉(zhuǎn)化之后測(cè)定預(yù)處理組合物1和2各自的液體收率％、煤轉(zhuǎn)化率％和氣體 收率％，并且將它們?cè)诒鞩(A)中給出。各以下面方式按干燥無(wú)灰基(d.a.f.)進(jìn)行計(jì)
23算。具體地說(shuō)，液體收率使用下面等式按重量基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算液體收率=100% X (可溶 于甲苯的液體/d. a. f.煤)。氣體收率使用下面等式按重量基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算氣體收率= 100% X (C1-C3+C0+C02+H2S+NH3)/d. a. f.煤。在表1⑶中給出的預(yù)處理組合物2的液體產(chǎn) 物分布通過(guò)從含烴液體和液體產(chǎn)物的混合物的模擬蒸餾(“sim dist”)結(jié)果(或沸點(diǎn)曲 線)減去含烴液體的模擬蒸餾結(jié)果(或沸點(diǎn)曲線)進(jìn)行測(cè)定。通過(guò)從該表的行2、6、7和8 的總和減去在該表的行9中給出的值獲得在表1⑶中給出的煤轉(zhuǎn)化率值。表1(A):
權(quán)利要求
1.一種用于將含碳物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理的方法，該方法包括加熱包含以下物質(zhì)的混合物(a)含碳物質(zhì)，(b)一種或多種催化劑或催化劑前體，和(c)含烴液體，達(dá)到足夠的溫度并持續(xù)足夠的時(shí)間以使所述一種或多種催化劑或催化劑前體分散到 所述含碳物質(zhì)中，并且其中沒(méi)有發(fā)生可測(cè)量的含碳物質(zhì)加氫轉(zhuǎn)化。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述一種或多種催化劑或催化劑前體在預(yù)處理期間基本上 不具有催化活性。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述一種或多種催化劑前體在預(yù)處理期間形成。
4.權(quán)利要求1的方法，其中在約100-300°C的溫度下加熱所述混合物約10-360分鐘。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述一種或多種催化劑前體包含鉬、鎢、釩、鉻、鈷、鈦、鐵、 鎳或它們中至少兩種的混合物。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述一種或多種催化劑前體通過(guò)以下步驟進(jìn)行制備(a)在基本上不存在烴油的情況中，在低于約177°C的溫度下，將含有銨的VIB族金屬 化合物在水相中用硫化氫硫化以形成預(yù)硫化產(chǎn)物；和(b)將氨從所述預(yù)硫化產(chǎn)物中分離出以形成硫化產(chǎn)物。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述一種或多種催化劑通過(guò)以下步驟進(jìn)行制備(a)在基本上不存在烴油的情況中，在低于約177°C的溫度下，將含有銨的VIB族金屬 化合物在水相中用硫化氫硫化以形成預(yù)硫化產(chǎn)物；(b)將氨從所述預(yù)硫化產(chǎn)物中分離出以形成硫化產(chǎn)物；和(c)將所述硫化產(chǎn)物裝入所處的溫度足以使所述硫化產(chǎn)物在氫氣和烴油存在下轉(zhuǎn)變?yōu)?活性加氫處理催化劑的加氫處理反應(yīng)區(qū)中。
8.權(quán)利要求7的方法，其中一種或多種催化劑的特征在于孔隙體積為10-300埃，孔半 徑尺寸為約0. Ι-lcc/g，和表面積為約20-400m2/g的一種或多種。
9.權(quán)利要求1的方法，其中所述一種或多種催化劑具有式 (Mt) a (Xu) b (Sv)d (Cw) e (Hx) f (Oy) g (Nz) h，其中M為至少一種VIB族金屬，X為VIII族金屬、VIB族金屬、IVB族金屬和IIB族金屬中的至少一種，下標(biāo)a和b表示0彡b/a彡5，下標(biāo) d 表示(a+0. 5b)彡 d 彡(5a+2b)；下標(biāo)e表示0彡e彡11 (a+b)；下標(biāo)f表示0彡f彡7 (a+b)，下標(biāo)g表示0彡g彡5 (a+b)，下標(biāo)h表示0彡h彡0. 5 (a+b)，下標(biāo)〖、11、￥、《、1、7、2各自表示分別就]\1、乂、5、(、!1、0和N中的每一個(gè)的總電荷，和 ta+ub+vd+we+xf+yg+zh = 0。
10.權(quán)利要求1的方法，其中所述含烴液體是沸點(diǎn)為至少約500下的FCC工藝油。
11.一種用于改善含碳物質(zhì)液化效率的方法，該方法包括在足夠的溫度下加熱包含含碳物質(zhì)、一種或多種催化劑或催化劑前體、和含烴液體的混合物并持續(xù)足夠的時(shí)間以使所述一種或多種催化劑或催化劑前體分散到所述含碳物質(zhì) 中形成預(yù)處理含碳物質(zhì)，其中所述溫度和時(shí)間足以實(shí)現(xiàn)含碳物質(zhì)的可測(cè)量的加氫轉(zhuǎn)化；和在大于約400°C的溫度和小于約2000psig的壓力下使所述預(yù)處理的含碳物質(zhì)加氫轉(zhuǎn) 化以獲得大于約60%的加氫轉(zhuǎn)化液體收率。
12.權(quán)利要求11的方法，其中在約100-300°C的溫度下加熱所述混合物約10-360分 鐘，并且其中在大于約400°C的溫度下進(jìn)行所述加氫轉(zhuǎn)化步驟。
13.一種用于加氫轉(zhuǎn)化過(guò)程的進(jìn)料，該進(jìn)料通過(guò)在足夠的溫度下加熱包含含碳物質(zhì)、 一種或多種催化劑或催化劑前體、和含烴液體的混合物并持續(xù)足夠的時(shí)間以使所述一種或 多種催化劑或催化劑前體分散到所述含碳物質(zhì)中來(lái)制備，其中所述一種或多種催化劑或 催化劑前體的特征在于孔隙體積為10-300埃，孔半徑尺寸為約0. Ι-lcc/g，和表面積為約 20-400m2/g的一種或多種。
14.權(quán)利要求13的進(jìn)料，其中所述一種或多種催化劑前體通過(guò)以下進(jìn)行制備(a)在基本上不存在烴油的情況中，在小于約177°C的溫度下，將含有銨的VIB族金屬 化合物在水相中用硫化氫硫化以形成預(yù)硫化產(chǎn)物；并且(b)將氨從所述預(yù)硫化產(chǎn)物中分離出以形成硫化產(chǎn)物。
15.權(quán)利要求13的進(jìn)料，其中一種或多種催化劑通過(guò)以下步驟進(jìn)行制備(a)在基本上不存在烴油的情況中，在小于約177°C的溫度下，將含有銨的VIB族金屬 化合物在水相中用硫化氫硫化以形成預(yù)硫化產(chǎn)物；和(b)將氨從所述預(yù)硫化產(chǎn)物中分離出以形成硫化產(chǎn)物；并且(c)將所述硫化產(chǎn)物裝入所處的溫度足以使所述硫化產(chǎn)物在氫氣和烴油存在下轉(zhuǎn)變?yōu)?活性加氫處理催化劑的加氫處理反應(yīng)區(qū)中。
全文摘要
本發(fā)明包括用于將含碳物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理的系統(tǒng)和方法，包括將包含含碳物質(zhì)、一種或多種催化劑或催化劑前體、和含烴液體的混合物加熱到合適的溫度并持續(xù)合適的反應(yīng)時(shí)間。
文檔編號(hào)B01J37/08GK102124081SQ200980131749
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者A·E·庫(kù)珀曼, J·韓 申請(qǐng)人:雪佛龍美國(guó)公司