КАТАЛИЗАТОРЫ СУЛЬФООКИСЛЕНИЯ, СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

1. Способ сульфоокисления, включающий:
обеспечение потока углеводорода, включающего по меньшей мере одно соединение серы;
обеспечение окислителя;
m
m
n
обеспечение катализатора, включающего соединение металла, представленного общей формулой MO(OR); и
приведение в контакт потока углеводорода с окислителем в присутствии катализатора, приводя в результате к окислению по меньшей мере одного соединения серы.
2. Способ по п.1, дополнительно включающий: обеспечение агента фазового переноса/растворителя.
3. Способ по п.2, где агент фазового переноса/растворитель выбран из группы, состоящей из уксусной кислоты, муравьиной кислоты, пропановой кислоты, октеновой кислоты, бутеновой кислоты, длинноцепочечных алифатических кислот, алкилзамещенных ароматических кислот, других полярных протонных жидкостей и их смесей.
4. Способ по п.1, где катализатор содержит: бис(полиол)оксотитан(IV).
5. Способ по п.3, где полиол дополнительно содержит:
этиленгликоль, глицерин, эритрит, сорбит, ксилит, пентаэритрит, сахар, углеводород и тому подобные.
6. Способ по п.1, осуществляемый при температуре от 20°С до 90°С.
7. Способ по п.1, где концентрация катализатора составляет от 100,00 мас.% до 0,00004 мас.% относительно элементной серы.
8. Способ по п.1, где катализатор включен в полимер.
9. Способ по п.1, где катализатор связан с поверхностью носителя.
10. Способ по п.9, где поверхность носителя содержит: органический полимер, неорганический оксид или их смеси.
11. Полимерная каталитическая композиция, полученная путем взаимодействия Q-R-Q' с бис(полиол)оксотитановым (IV) катализатором, где каждый из Q и Q' независимо включает изоцианат, ангидрид, сульфонилгалогенид, бензилгалогенид, галогенангидрид карбоновой кислоты, фосфорилгалогенангидрид, силилхлорид или любую химическую функциональную группу, способную взаимодействовать с боковой -ОН группой катализатора, и где R содержит связывающую группу.
12. Полимерная каталитическая композиция по п.11, где связывающая группа R выбрана из группы, состоящей из:
алкильных групп (включающих линейные, разветвленные, насыщенные, ненасыщенные, циклические и замещенные алкильные группы, и где гетероатомы, такие как кислород, азот, сера, кремний, фосфор и тому подобные могут быть представлены в алкильной группе), как правило, с от 1 до приблизительно 22 атомами углерода, предпочтительно с от 1 до приблизительно 12 атомами углерода, и более предпочтительно с от 1 до приблизительно 7 атомами углерода, хотя количество атомов углерода может находиться за пределами этих диапазонов, арильных групп (включающих замещенные арильные группы), как правило, с от приблизительно 6 до приблизительно 30 атомами углерода, предпочтительно с от приблизительно 6 до приблизительно 15 атомами углерода, и более предпочтительно с от приблизительно 6 до приблизительно 12 атомами углерода, хотя количество атомов углерода может находиться за пределами этих диапазонов, арилалкильных групп (включающих замещенные арилалкильные группы), как правило, с от приблизительно 7 до приблизительно 30 атомами углерода, предпочтительно с от приблизительно 7 до приблизительно 15 атомами углерода, и более предпочтительно с от приблизительно 7 до приблизительно 12 атомами углерода, хотя количество атомов углерода может находиться за пределами этих диапазонов, таких как бензил и т.п, алкиларильных групп (включающих замещенные алкиларильные группы), как правило, с от приблизительно 7 до приблизительно 30 атомами углерода, предпочтительно с от приблизительно 7 до приблизительно 15 атомами углерода, и более предпочтительно с от приблизительно 7 до приблизительно 12 атомами углерода, хотя количество атомов углерода может находиться за пределами этих диапазонов, кремния или фосфора, как правило, с от 1 до приблизительно 22 атомами углерода, предпочтительно с от 1 до приблизительно 12 атомами углерода, и более предпочтительно с от 1 до приблизительно 7 атомами углерода, хотя количество атомов углерода может находиться за пределами этих диапазонов, полиалкиленоксигрупп (включающих замещенные полиалкиленоксигруппы), таких как полиэтиленоксигруппы, полипропиленоксигруппы, полибутиленоксигруппы и т.п, как правило, с от приблизительно 3 до приблизительно 60 повторяющимися мономерами алкиленокси, предпочтительно с от приблизительно 3 до приблизительно 30 повторяющимися мономерами алкиленокси, и более предпочтительно с от приблизительно 3 до приблизительно 20 повторяющимися мономерами алкиленокси, хотя количество повторяющихся мономеров алкиленокси может находиться за пределами этих диапазонов.
13. Способ по п.10, где неорганический оксид выбран из группы, независимо состоящей из силикатов, алюминатов, титанатов и/или их смесей.
14. Способ по п.10, где органический полимер выбран из группы, состоящей из:
полистирол-со-дивинилбензола, содержащего реакционноспособные химические функциональные группы, включающие изоцианаты, ангидриды, сульфонилгалогениды, бензилгалогениды, галогенангидриды карбоновых кислот, фосфорилгалогенангидриды, силилхлориды, или любую химическую функциональную группу, способную взаимодействовать с боковой -ОН группой катализатора.
15. Способ по п.1, где катализатор представляет собой твердое вещество в форме, выбранной из группы, состоящей из полимера, комплекса, кластерного комплекса, смеси изомеров, наномерного вещества и их смесей.
16. Способ по п.1, где поток углеводорода, включающего по меньшей мере одно соединение серы, выбран из группы, состоящей из бензина, дизельного топлива, авиационного топлива, необработанной нефти, тяжелой высокосернистой нефти, других продуктов нефтепереработки и промежуточных соединений и их смесей.
17. Способ по п.1, где окислитель выбран из группы, состоящей из пероксида водорода, гипохлорита натрия, кислорода, озона, воздуха, перманганатов, закиси азота и их смесей, и их различных форм.
18. Катализирующий сульфоокисление реагент, включающий:
агент фазового переноса/растворитель;
m
m
n
катализатор, включающий комплекс металла, представленный общей формулой MO(OR), растворенный в агенте фазового переноса/растворителе; и
окислитель, растворенный в агенте фазового переноса/растворителе.
19. Реагент по п.18, где катализатор содержит: бис(полиол)оксотитан(IV).
20. Реагент по п.19, где катализатор выбран из группы, состоящей из бис(глицерин)оксотитана (IV), бис(этиленгликоль)оксотитана (IV), бис(эритрит)оксотитана (IV), бис(сорбит)оксотитана (IV) и их смесей.
21. Способ сульфоокисления, при котором:
в реакционную систему вводят поток углеводорода, включающего по меньшей мере одно соединение серы;
вводят агент фазового переноса/растворитель в реакционную систему, таким образом, что образуется смесь;
m
m
n
вводят в реакционную систему катализатор, где катализатор включает комплекс металла, представленный общей формулой MO(OR);
вводят в реакционную систему окислитель таким образом, что катализатор катализирует реакцию окисления между окислителем и по меньшей мере одним соединением серы; и
выделяют по меньшей мере одно окисленное соединение серы из реакционной системы, где по меньшей мере одно окисленное соединение серы растворено в агенте фазового переноса/растворителе.
22. Способ по п.21, где катализатор содержит бис(глицерин)оксотитан (IV).
23. Способ по п.21, где катализатор выбран из группы, состоящей из бис(глицерин)оксотитана (IV), бис(этиленгликоль)оксотитана (IV), бис(эритрит)оксотитана (IV), бис(сорбит)оксотитана (IV) и их смесей.
24. Способ по п.21, где катализатор связан с поверхностью носителя.
25. Способ по п.21, где поверхность носителя содержит органический полимер, неорганический оксид или их смеси.
26. Способ сульфоокисления, включающий стадии:
обеспечения по меньшей мере первой комбинации точка смешивания/реактор/точка введения;
обеспечения потока жидкого углеводорода, обогащенного серой;
доставки потока жидкого углеводорода, обогащенного серой, по меньшей мере к первой комбинации точка смешивания/реактор/точка введения;
обеспечения окислителя;
доставки окислителя по меньшей мере к первой комбинации точка смешивания/реактор/точка введения;
смешивания окислителя с потоком жидкого углеводорода по меньшей мере в первой комбинации точка смешивания/реактор/точка введения с получением смеси;
обеспечения потока полярной протонной жидкости;
обеспечения катализатора;
комбинирования смеси с потоком полярной протонной жидкости в присутствии катализатора с образованием реакционной смеси, где стадия комбинирования приводит в результате к сульфоокислению обогащенной серой органической жидкости по меньшей мере в первой комбинации точка смешивания/реактор/точка введения;
обеспечения по меньшей мере первой комбинации разделитель/сушильный аппарат;
переноса потока смеси из по меньшей мере первой комбинации точка смешивания/реактор/точка введения в по меньшей мере первую комбинацию разделитель/сушильный аппарат;
отделения по меньшей мере первого потока по существу не содержащего серу углеводородного продукта от потока обогащенного серой углеводорода и влажного потока полярной протонной жидкости;
сушки влажного потока полярной протонной жидкости в первой комбинации разделитель/сушильный аппарат;
возвращения высушенного потока полярной протонной жидкости в по меньшей мере первую точку смешивания/реактор/точка введения;
обеспечения по меньшей мере второго реактора;
переноса потока обогащенного серой углеводорода во второй реактор;
нагревания потока обогащенного серой углеводорода во втором реакторе, где нагревание приводит в результате к по меньшей мере второму потоку по существу не содержащего серу органического соединения и обогащенному серой потоку кокса;
обеспечения по меньшей мере первой комбинации точка смешивания/разделитель;
комбинирования двух по существу не содержащих серу потоков по меньшей мере в первой комбинации точка смешивания/разделитель; и
отделения из получающейся в результате комбинации потока по существу не содержащего серу обогащенного олефинами углеводородного продукта.
27. Способ сульфоокисления по п.26, где по меньшей мере первая комбинация точка смешивания/реактор/точка введения включает отдельные компоненты для точки смешивания, реактора и точки введения.
28. Способ сульфоокисления по п.26, где по меньшей мере первая комбинации точка смешивания/реактор/точка введения содержит отдельные компоненты для точки смешивания и комбинации реактор/точка введения.
29. Способ сульфоокисления по п.26, где по меньшей мере первая комбинация точка смешивания/реактор/точка введения содержит отдельные компоненты для реактора и комбинации точка смешивания/точка введения.
30. Способ сульфоокисления по п.26, где по меньшей мере первая комбинациия точка смешивания/реактор/точка введения содержит отдельные компоненты для точки введения и комбинации точка смешивания/реактор.
31. Способ сульфоокисления по п.26, где по меньшей мере первая комбинация точка смешивания/реактор/точка введения содержит отдельные компоненты для каждого из точки введения, точки смешивания и реактора.
32. Способ сульфоокисления по п.26, где по меньшей мере первая комбинациия точка смешивания/реактор/точка введения содержит отдельные компоненты для каждого из точки введения, точки смешивания и реактора.
33. Способ сульфоокисления по п.26, где по меньшей мере первая комбинация разделитель/сушильный аппарат содержит отдельные компоненты для каждого из разделителя и сушильного аппарата.
34. Способ сульфоокисления по п.26, где по меньшей мере первая комбинация точка смешивания/разделитель содержит отдельные компоненты для каждого из точки смешивания и разделителя.
35. Способ сульфоокисления, включающий стадии:
обеспечения по меньшей мере первой точки смешивания:
обеспечения потока жидкого углеводорода, обогащенного серой;
доставки потока жидкого углеводорода, обогащенного серой, к первой точке смешивания;
обеспечения точки введения;
обеспечения окислителя;
доставки окислителя к точке введения;
смешивания окислителя с потоком жидкого углеводорода в первой точке смешивания с получением смеси;
обеспечения по меньшей мере одного реактора;
обеспечения потока полярной протонной жидкости;
обеспечения катализатора;
комбинирования смеси с потоком полярной протонной жидкости в присутствии катализатора с образованием бифазной реакционной смеси, где стадия комбинирования приводит в результате к сульфоокислению обогащенной серой органической жидкости в реакторе;
обеспечения по меньшей мере первого разделителя;
переноса потока двухфазной смеси из по меньшей мере одного реактора (2) в разделитель;
отделения потока по существу не содержащего серу углеводородного продукта от потока обогащенного серой углеводорода и влажного потока полярной протонной жидкости; и
обеспечения по меньшей мере второго реактора;
переноса потока обогащенного серой углеводорода во второй реактор;
нагревания потока обогащенного серой углеводорода во втором реакторе, где нагревание приводит в результате к потоку по существу не содержащих серу органических соединений и обогащенному серой потоку кокса;
обеспечения по меньшей мере второй точки смешивания;
комбинирования двух по существу не содержащих серу потоков в точке смешивания;
обеспечения по меньшей мере второго разделителя;
после комбинирования двух по существу не содержащих серу потоков, переноса получающейся в результате комбинации от точки смешивания к по меньшей мере второму разделителю; и
разделения получающейся в результате комбинации на различные потоки углеводородного дистиллята.
36. Способ сульфоокисления по п.35, где предложенный окислитель получают путем электролиза.
37. Способ сульфоокисления по п.35, где окислитель получен с завода по производству окислителей.
38. Способ сульфоокисления по п.35, где по меньшей мере первый реактор включает реактор с неподвижным слоем.
39. Способ сульфоокисления по п.35, где по меньшей мере первый реактор включает статический смеситель с реактором с неподвижным слоем.
40. Способ сульфоокисления по п.35, где по меньшей мере первый реактор включает непрерывно перемешиваемый реактор.
41. Способ сульфоокисления по п.35, где по меньшей мере первый реактор включает структуру, способную осуществлять каталитические реакции с реакционными смесями, содержащими более чем одну фазу.
42. Способ сульфоокисления по п.35, дополнительно включающий следующие стадии:
обеспечения сушильного аппарата;
переноса влажного потока полярной протонной жидкости в сушильный аппарат; и
сушки влажного потока полярной протонной жидкости.
43. Способ сульфоокисления по п.42, где стадия сушки приводит в результате к продукции потока воды.
44. Способ сульфоокисления по п.42, где после стадии сушки остаток переносят в по меньшей мере один реактор.