图 5示出了两个超声反应器510a和510b，应该理解的是重油升级系统可包括多个串联的超声 反应器。 阳0化]在第一超声反应器510a中在氨原料气514和催化剂存在下升级重油原料512。在 第一超声反应器510a中处理后，将升级的重油供入第二超声反应器51化用于进一步处理。 在第二超声反应器51化中，可添加新鲜氨气和催化剂或所述第二超声反应器51化可使用 来自第一超声反应器510a的氨气和催化剂。在第二超声反应器中处理后，将升级的重油 供入闪蒸分离器520,所述闪蒸分离器去除过量的氨和轻产物522W产生升级的重油产物 524。
[0066] 现在参考图6,示出了用于升级重油的另一个工艺流程图600。所述流程图600包 括超声反应器610,其包括超声发生器616和加热器618 ;重油612和氨气614首先通过累 615供入超声反应器610。所述重油可在超声反应器610中被加工并供入闪蒸分离器620 用于从升级的控部分624中分离未反应的氨和轻控622,正如上面所描述的。
[0067] 在一个实施方案中，可配置累615W在将油612引入反应器610之前将氨614混 合至重油612中。同样地，累615还可用于在将所述混合物引入反应器610之前将浆状催 化剂等混合至重油612中。在一个实施方案中，累615可为空化累。空化累是可用于模仿 可加热或混合重油/催化剂和氨气并增强反应速率的超声发生器的一些空化效应（例如， 微气泡的空化）的一种特殊型累。同样地，空化累可用于在重油中产生氨的微气泡，当所述 油被引入超声反应器610中时，所述重油可然后通过超声发生器616起作用。空化累的一 个供应商是罗马的Hy化0Dynamics,Inc.，GA。本文描述的任何工艺流程图中可包括空化 累。
[0068] 现在参考图7,示出了另一个工艺流程图700。工艺流程图700包括超声反应器 710上游的空化累715,其可用于在将重油混合物供入超声反应器710之前分散重油712中 的氨气714和/或催化剂。该工艺流程图700也示出了下游处理方案的一个实施方案，其 用于在至少两个返混鼓泡反应器与级间分离器结合中使用新鲜氨气处理部分升级的控，并 回收未转化的控类。
[0069] 在超声反应器710中处理后，重油被供入闪蒸分离器720用于从升级的控部分中 分离未反应的氨和轻控722,正如上面所描述的。可将升级的控部分和新鲜氨气726供入第 一返混鼓泡反应器724并进一步对其升级，正如上面所描述的。可将来自第一返混鼓泡反 应器724的进一步升级的控类供入级间分离器用于从重油部分中分离未反应的氨、轻控类 和升级的产物729。然后可将来自级间分离器的升级的控部分和新鲜氨气732供入第二返 混鼓泡反应器730。在第一和第二返混鼓泡反应器724和730之间的级间分离器728通过 去除未转化的产物增加了反应器的性能且添加新鲜氨气增加了氨气的分压引起了更高的 反应速率。
[0070] 在第二返混鼓泡反应器730中处理后，可将升级的控类供入闪蒸分离器734用于 从升级的控部分738中分离未反应的氨气和轻控类736。可根据本领域已知的处理技术在 传统的方案中使用常压和真空蒸馈处理来自闪蒸分离器734的升级的产物738。
[0071] 来自第一闪蒸分离器720、第二闪蒸分离器734或第二返混鼓泡反应器730的未转 化的控类732可被回收740返回至超声反应器710或第一返混鼓泡反应器724的一个中用 于进一步升级。未转化的控类的回收进一步增加了在第二返混鼓泡反应器730中催化剂的 浓度，而且选择性地增加了未转化的控类的反应时间。未转化的控类可经受溶剂萃取W回 收不溶性控类和催化剂。可在超声反应器710或返混鼓泡反应器724中进一步处理不溶部 分（即，未升级的控类）。
[0072] III.用于升级重油原料的方法
[0073] 在一个实施方案中，公开了用于升级重油原料的方法。所述方法包括（1)提供重 油原料、氨气和被配置用于升级所述重油原料的催化剂；（2)提供超声反应器，所述超声反 应器包括压力容器、被配置W将所述重油原料加热足W加氨裂化的溫度的加热器和被放 置W致与重油原料接触的超声发生器，和（3)在加氨裂化条件下结合氨气、重油原料和催 化剂超声反应器W将至少部分重油原料转化为较低沸点的控类，其中氨气在小于5(K)psig 下。所述加热器，通常是气体火焰加热器，可通常放置在压力容器的外部；然而，在一些实施 方案中，可将所述加热器或附加的加热器放置在压力容器内。所述方法进一步包括（4)将 超声能量传送至重油原料中与重油原料、氨气和催化剂接触w致从重油原料形成挥发性的 升级的产物和非挥发性的升级的产物，和（5)从升级的重油原料中回收挥发性的和非挥发 性的升级的产物。
[0074] 在本发明方法的一个实施方案中，所述超声发生器包括位于压力容器中的超声发 送器与重油原料接触，且所述压力容器进一步包含用于混合重油原料的与超声发送器接触 的混合器。在本发明方法的另一个实施方案中，所述超声发生器包括与压力容器流动连接 的循环通道、位于沿着循环通道放置的流动池中的超声发送器和与循环通道流动连接的 累，所述累被配置W从所述压力容器中抽送重油原料，通过循环通道和流动池，并返回至压 力容器。
[0075] 在本发明方法的一个实施方案中，所述回收包括将升级的重油原料转移至超声反 应器下游的闪蒸分离器，其中所述闪蒸分离器被配置用于从升级的重油原料中分离未反应 的氨和挥发性的升级的产物。
[0076] 在一个实施方案中，所述方法包括进一步升级重油。所述进一步升级包括将来自 闪蒸分离器的升级的重油原料转移至第一返混鼓泡反应器，所述第一返混鼓泡反应器包含 由闪蒸分离器分离的升级的控类、由新鲜氨气组成的气相、用于鼓泡所述气相通过升级的 重油原料的分布器，将来自第一返混鼓泡反应器的升级的重油原料转移至级间分离器，所 述级间分离器被配置用于从在第一返混鼓泡反应器中产生的升级的重油原料中分离未反 应的氨气和挥发性的控类，和将来自级间分离器的升级的重油原料转移至第二返混鼓泡反 应器。所述进一步的升级还可包括从闪蒸分离器、第一返混鼓泡反应器、级间分离器或第二 返混鼓泡反应器中的一个或多个中回收未转化的重油原料返回至超声反应器。
[0077] 在一个实施方案中，所述方法可进一步包括在超声反应器上游提供空化累，和使 用空化累密切混合重油原料和氨气W在将重油原料引入超声反应器之前在重油原料中产 生氨气微气泡。
[0078] 在一个实施方案中，所述方法进一步包括在超声反应器的下游提供第二超声反应 器，将来自超声反应器的升级的重油原料转移至第二超声反应器，在加氨裂化的条件下将 新鲜氨气与升级的重油原料结合，其中所述新鲜氨气在小于5(K)psig下，和将超声能量传 送至升级的重油原料中W进一步升级所述升级的重油原料。
[0079] 在另一个实施方案中，公开了用于升级重油原料的方法。所述方法包括（1)提供 重油原料、氨气和被配置用于升级所述重油原料的催化剂，其中所述催化剂是固定床催化 剂、揽拌床催化剂、沸腾床催化剂、浆态催化剂或在重油原料中的通过所述控可溶性催化剂 前驱体的活化作用产生的分子大小的催化剂中的至少一种，（2)提供第一超声反应器，所述 第一超声反应器包括压力容器、被配置用于将重油原料加热至足W加氨裂化的溫度的加热 器和被放置与所述重油原料接触的超声发生器，（3)在加氨裂化条件下使氨气、重油原料 和催化剂超声反应器结合W将至少部分重油原料转化为较低沸点的控类，其中氨气在小于 SOOpsig下，和（4)传送超声能量至重油原料中与重油原料、氨气和催化剂接触W形成包括 挥发性的升级的产物和非挥发性的升级的产物的升级的重油原料。
[0080] 所述方法进一步包括步骤巧）：将来自第一超声反应器的升级的重油原料转移至 闪蒸分离器，所述闪蒸分离器被配置用于从升级的重油原料中分离未反应的氨和挥发性的 升级的产物，和步骤化）：将来自闪蒸分离器的升级的重油原料转移至第一返混鼓泡反应 器。所述方法进一步包括步骤（7):将来自第一返混鼓泡反应器的升级的重油原料转移至 级间分离器，所述级间分离器被配置用于从来自第一返混鼓泡反应器的升级的重油原料中 分离未反应的氨和挥发性的控类，步骤（8):将来自级间反应器的升级的重油原料转移至 第二返混鼓泡反应器，和步骤巧）：从来自第一超声反应器、闪蒸分离器、第一返混鼓泡反 应器、级间分离器或第二返混鼓泡反应器中的一个或多个的升级的重油原料中回收非挥发 性的升级的产物。
[0081] 在一个实施方案中，所述方法包括在第一超声反应器的下游提供至少第二超声反 应器。在一个实施方案中，所述方法进一步包括在将重油原料引入第一超声反应器之前使 用混合装置将氨气或浆态催化剂中的至少一种混合至重油原料中。在一个实施方案中，所 述混合装置包括空化累，所述空化累被配置W密切混合至少重油原料和氨气W在其中产生 氨微气泡。
[0082] 在一个实施方案中，所述方法进一步包括从闪蒸分离器、第一返混鼓泡反应器、级 间分离器或第二返混鼓泡反应器中的一个或多个中回收部分转化的原料的残留物部分返 回至第一超声反应器。
[0083] 本发明可体现在其他具体形式中而不偏离它的精神或实质特征。描述的实施方案 被认为仅为示例性而非限制本发明的各方面。因此，通过附加的权利要求而不是通过前面 描述指示本发明的范围。落入权利要求的含义和等价范围内的所有变化包含在它们的范围 内。
【主权项】
1. 一种重油升级系统，包含： 超声反应器，所述超声反应器包括： 重油原料； 压力容器，其包括被配置用于将所述压力容器内的重油原料加热至足以加氢裂化的温 度的加热器； 氢气，在小于500psig下分散在重油原料中； 催化剂，其被配置用于促进如下升级反应：裂化，氢化，去除重油原料中的硫、氮、氧和 金属； 超声发生器，其被放置和配置以发送超声能量与重油原料、氢气和催化剂接触。2. 根据权利要求1所述的重油升级系统，其中所述超声发生器包括位于压力容器中与 重油原料接触的超声发送器，且所述压力容器进一步包含用于混合重油原料与超声发送器 接触的混合器。3. 根据权利要求1所述的重油升级系统，其中所述超声发生器包括与压力容器流动连 接的循环通道、位于沿着循环通道放置的流动池中的超声发送器和与循环通道流动连接的 栗，所述栗被配置以从所述压力容器中抽送重油原料，通过循环通道和流动池，并返回至压 力容器。4. 根