TW201629193A

TW201629193A - 烴產物

Info

Publication number: TW201629193A
Application number: TW104141161A
Authority: TW
Inventors: 凱爾Ｅ麗茲; 強納森Ｐ蘭金
Original assignee: 奧特拉有限公司; 聖努佛斯能源有限公司
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2016-08-16
Also published as: WO2016100018A1

Abstract

一烴產物在每一克的該烴產物中，至少有0.1克具有一沸點範圍分布自一初始沸點至大約739℃，其中該烴產物的進一步特徵在於：一紅外光譜參考峰，中心介於大約1445cm-1及1465cm-1之間；一第一紅外光譜峰介於大約1310cm-1及1285cm-1之間，其中該第一紅外光譜峰的高度係至少為該紅外光譜參考峰的高度的大約28%；以及一第二紅外光譜峰介於大約1135cm-1及1110cm-1之間，其中該第二紅外光譜峰的高度係至少為該紅外光譜參考峰的高度的大約22%。

Description

烴產物

下述係大致關於一種烴產物，其係具有相對低黏性及低密度，卻包含顯著量的殘渣及微碳殘渣。

石油(Crude oil)包含例如：硫、氮、鎳、釩等雜原子及酸性氧化物，其係以對於石油餾分(fractions)的精煉加工有負面影響的含量存在。輕石油或凝結油包含濃度低如0.001wt%的雜原子。相對而言，重石油包含高如5-7wt%的雜原子。石油的雜原子含量隨著沸點的增加而增加，且該雜原子含量隨著API比重(API gravity)的下降而增加。這些雜質必須在精煉過程中移除，使其符合對於最終產品規格(例如：汽油、柴油、燃料油)所訂的環保規範，或者在下游的精煉過程中，防止污染物降低催化劑的活性、選擇性以及使用壽命。石油餾分中，例如：硫、氮、微量金屬的汙染物以及總酸值(total acid number,TAN)負面地影響了這些下游程序，在此僅列舉一些該下游程序，包含：氫化處理(hydrotreating)、氫化裂解(hydrocracking)以及流化催化裂化(fluid catalytic cracking,FCC)。這些汙染物係以各種結構及濃度存在石油餾分中。

具有一或多種使原油(crudes)無法被經濟地使用傳統設備運輸或加工的特性的原油，通常被稱為“劣勢原油(disadvantaged crudes)”。劣勢原油通常包含相對高層級的殘渣。使用傳統的設備運輸及/或加工此種原油，往往困難或昂貴。高殘渣原油可在高溫下處理，以將該原油轉變為焦炭。或者，高殘渣原油一般被在高溫下與水處理，以產生較低黏性的原油及/或原油混合物。在加工期間，難以使用傳統的方法將水自較低黏性的原油及/或原油混合物中移除。

劣勢原油可能包含貧氫烴(hydrogen deficient hydroearbons)。當使用習知的方法加工貧氫烴時，通常需要加入固定量的氫，尤其是若自裂解加工導致不飽和片段產生。在加工過程中的氫化反應，其係一般涉及一活性氫化催化劑的使用，可能需要抑制不飽和片段形成焦炭。氫的生產係昂貴的及/或運輸至處理設備係昂貴的。

在加工劣勢原油的期間，焦炭可能以很快的速率形成及/或沉積於催化劑的表面。再生被焦炭污染的催化劑之催化活性可能是昂貴的。在再生期間所使用的高溫亦可能減少該催化劑的活性及/或導致該催化劑變質。劣勢原油可能包含酸性成分，其貢獻於原油原料的總酸值。具有相對高的總酸值的劣勢原油，在運輸及/或加工該劣勢原油的期間，可能導致金屬構件的腐蝕。自劣勢原油中移除酸性成分可能涉及使用多種鹼來化學中和酸性成分。或者，可在運輸裝置及/或加工裝置中使用抗腐蝕金屬。抗腐蝕金屬的使用通常涉及顯著的花費，且因此在現存的裝置中使用抗腐蝕金屬可能不盡理想。其他抑制腐蝕的方法可能涉及在運輸及/或加工劣勢原油之前，添加腐蝕抑制劑至該劣勢原油。腐蝕抑制劑的使用可能負面地影響用於加工該原油的裝置及/或自該原油所生產的產品的品質。劣勢原油可能包含相對高含量的金屬污染物，例如：鎳、釩及/或鐵。在加工此類原油的期間，金屬污染物及/或金屬污染物的化合物，可能沉積於催化劑的表面，或者沉積於該催化劑的空隙體積。此類沉積物可能導致該催化劑之活性的下降。

劣勢原油常常包含有機鍵結的雜原子(例如：硫、氧及氮)。在一些情況下，有機鍵結的雜原子可能對於催化劑具有不利影響。鹼金屬鹽及/或鹼土金屬鹽已被使用於殘渣的脫硫加工中。這些加工往往導致較差的脫硫效率、不溶於油的污泥的產生、較差的脫金屬效率、實質上不可分離的鹽-油混合物的形成、大量的氫氣使用率及/或相對高的氫氣壓力。

一些用於改善原油品質的加工包含添加一稀釋劑至劣勢原油中，以降低造成劣勢特性的成分的重量百分比。然而，由於稀釋劑的成本及/或處理該劣勢原油的成本的增加，該稀釋劑的添加通常增加處理該劣勢原油的成本。在一些情況下，添加稀釋劑至劣勢原油，降低了此類原油的穩定性。

其他用於改善原油的品質的加工包含氫化裂解。然而，伴隨著昂貴的催化劑以及壓力容器，氫化裂解通常具有高成本。此外，在特定情況下，氫化裂解可能亦產生烯烴(olefins)。烯烴係為不穩定的，且在一些情況下，可能降低原油的穩定性。因此，包含烯烴的原油可能需要添加昂貴的添加劑，來使其可在管道中運輸。請見美國專利編號3,136,714(Gibson等人)；3,558,747(Gleim等人)；3,847,797(Pasternak等人)；3,948,759(King等人)；3,957,620(Fukui等人)；3,960,706(McCollum等人)；3,960,708(McCollum等人)；4,119,528(Baird,Jr.等人)；4,127,470(Baird,Jr.等人)；4,224,140(Fujimori等人)；4,437,980(Heredy等人)；4,591,426(Krasuk等人)；4,665,261(Mazurek)；5,064,523(Kretschmar等人)；5,166,118(Kretschmar等人)；5,288,681(Gatsis)；6,547,957(Sudhakar等人)；7,598,426(Fang等人)；7,648,625(Bhan等人)；7,678,264(Bhan)；7,749,374(Bhan等人)；7,918,992(Bhan)；8,088,706(Domokos等人)；8,372,777(Bhan等人)；8,409,541(Beynolds等人)；8,450,538(Bhan等人)；8,481,450(Bhan)；8,492,599(Bhan 等人)；8,530,370(Donaho等人)；8,562,817(Milam等人)；8,562,818(Milam等人)；8,608,946；以及美國專利申請公開號20030000867(Reynolds)；20030149317(Bendina)；20060231456(Bhan)；20060231457(Bhan)；2006023476(Bhan)；20070000810(Bhan等人)；20070295646(Bhan等人)；20080083650(Bhan等人)；20080087575(Bhan等人)；20080135449(Bhan等人)；20090188836(Bhan等人)；20100055005(Bhan等人)；20100098602(Bhan等人)；20110178346(Milam等人)；以及20110192762(Wellington等人)，所有上述文獻在此藉由引用併入本文，該等文獻描述了多種用於處理原油的加工及系統。然而，因為先前所述的多種技術問題，在這些專利中所描述的加工、系統及催化劑的適用性係受到限制。

綜上所述，劣勢原油一般具有不良的特性，例如：相對高的殘渣、腐蝕裝置的趨勢，及/或在處理的過程中消耗相對大量的氫的趨勢。其他不良的特性包含：相對高含量的不良成分，包括相對高的總酸值、有機鍵結的雜原子及/或金屬污染物。這些特性往往在傳統的運輸及/或處理設備中導致問題，包括：腐蝕、減少催化劑的壽命、流程堵塞及/或在處理過程中增加氫的使用量。因此，對於改善用於轉化劣勢原油及其他烴類成為具有較佳特性的烴產物及粗產物(crude products)的系統、方法及/或催化劑，具有重大的經濟及技術需求。

相關申請案的交互參照

此一申請案係一部分連續申請案，係聲明2014年5月23日提交之標題為“烴產物(HYDROCARBON PRODUCTS)”的美國專利申請案編號 14/286,342的優先權及利益，該申請案之內容在此藉由引用包含於本文。

技術概述

本發明之第一實施方式係大致關於烴產物，其係包含在每一克的該烴產物中，至少有0.1克具有小於739℃的沸點、至少75至58質量%的碳、至少9至16質量%的氫；以及該烴產物表現一紅外光譜參考峰，中心介於大約1445cm^-1及1465cm^-1之間；一第一紅外光譜峰介於大約1310cm^-1及1285cm^-1之間；以及一第二紅外光譜峰介於大約1135cm^-1及1110cm^-1之間，其中該第一紅外光譜峰的高度或面積係至少為該紅外光譜參考峰的高度或面積的大約28%，其中該第二紅外光譜峰的高度或面積係至少為該紅外光譜參考峰的高度或面積的大約22%。

本發明之第二實施方式係大致關於烴產物，其係包含在每一克的該烴產物中，至少有0.1克具有大於738℃的沸點，高達0.1質量%的該烴產物係不溶於戊烷，以及該烴產物表現一紅外光譜參考峰，中心介於大約1445cm^-1及1465cm^-1之間；一第一紅外光譜峰介於大約1310cm^-1及1285cm^-1之間；以及一第二紅外光譜峰介於大約1135cm^-1及1110cm^-1之間，其中該第一紅外光譜峰的高度或面積係至少為該紅外光譜參考峰的高度或面積的大約28%，其中該第二紅外光譜峰的高度或面積係至少為該紅外光譜參考峰的高度或面積的大約22%。

100‧‧‧實施方式/氧化脫硫的方法及系統

101‧‧‧烴原料

102‧‧‧雜原子氧化器

104‧‧‧氧化劑

106‧‧‧中間烴流

108‧‧‧反應容器

110‧‧‧苛性鹼處理溶液

111‧‧‧氧化的烴中間流/亞碸化中間烴產物

114‧‧‧中間流

115‧‧‧分離容器/沉降容器

116‧‧‧副產物

120‧‧‧烴產物

200‧‧‧其他實施方式

211‧‧‧烴產物

1000‧‧‧非極性相

1010‧‧‧極性相

1020‧‧‧相界線

1030‧‧‧磺酸根中間體

1040‧‧‧硫酸根

1140‧‧‧亞硫酸氫鹽

將藉由參照下列的圖式，詳細描述本發明的一些實施方式，其中類似的標號表示類似的構件，其中：

〔圖1a〕描繪敘述烴原料的氧化脫硫的方法的一實施方式的流程圖。

〔圖1b〕描繪敘述處理碸及/或富含亞碸的烴原料的一實施方式的流程圖。

〔圖2〕描繪使用醇解反應，碸及/或亞碸與苛性鹼之間的反應的選擇性可如何被操控，以使用選擇性促進劑形成較為理想的產物。

〔圖3〕描繪碸、苛性鹼與選擇性促進劑之間的醇解反應的多個實施方式，以及提供其反應產物的實施方式。

〔圖4〕描繪用於自一碸基形成一磺酸根中間體的反應機構的一實施方式。

〔圖5a〕描繪用於形成一烴產物及一硫酸氫鹽的兩相反應機構的一實施方式。

〔圖5b〕描繪形成一烴產物及一硫酸氫鹽的兩相反應機構的一其他實施方式。

〔圖6a〕描繪多種烴原料的模擬蒸餾(simulated distillation,SIMDIS)的多種實施方式的比較圖形化表示以及其預測的沸點分布。

〔圖6b〕描繪圖6a中所提供的原油原料的沸點分布的模擬蒸餾的圖形化表示。

〔圖6c〕描繪圖6a中所提供的亞碸化石油的沸點分布的模擬蒸餾的圖形化表示。

〔圖6d〕描繪圖6a中所提供的低度雜原子移除的烴產物的沸點分布的模擬蒸餾的圖形化表示。

〔圖6e〕描繪圖6a中所提供的輕度雜原子移除的烴產物的沸點分布的模擬蒸餾的圖形化表示。

〔圖6f〕描繪圖6a中所提供的中度雜原子移除的烴產物的沸點分布的模擬蒸餾的圖形化表示。

〔圖7a〕描繪烴原料的一實施方式的紅外光譜的圖形化表示。

〔圖7b〕描繪亞碸化中間烴流的一實施方式的紅外光譜的圖形化表示。

〔圖7c〕描繪烴產物的一實施方式的紅外光譜的圖形化表示。

〔圖7d〕描繪圖7a及7b的紅外光譜的圖形化表示。

〔圖7e〕描繪圖7a及7c的紅外光譜的圖形化表示。

〔圖7f〕描繪圖7b及7c的紅外光譜的圖形化表示。

藉由示例性且非限制性的描述，參照圖式，在下文中提供本發明的裝置及方法的實施方式的詳細描述。雖然一些實施方式係被呈現且被詳細描述，應了解的是，在不背離所附之申請專利範圍的情況下，可進行多種的改變及修飾。本發明的範疇將不被構成部件的數量及其材料、其形狀、其相對配置等限制，且係僅以本發明之實施方式的一實施例揭示。

作為該詳細描述的前言，應注意的是，在本說明書及所附之申請專利範圍中，除非在上下文中有清楚的指示，所使用的單數形式“一(a,an)”以及“該(the)”係包含複數形式。

一些實施方式係詳細揭示如下。在此所使用的術語係界定如下：

“ASTM”意指美國標準測試及材料(American Standard Testing and Materials)。

除非另有說明，“API比重(API gravity)”意指在15.5℃(大約60℉)的美國石油學會比重(American Petroleum Institute gravity)。API比重可藉由ASTM方法D6822或等效的方法測定。 API比重 係一石油液體向較於水多輕或多重的度量單位。若其API比重大於10，其係較輕且浮於水上；若係小於10，其係較重且沉沒。因此，API比重係一石油液體對水之相對密度的反比度量單位，但其係被用於比較石油液體之間的相對密度。舉例來說，如果一石油液體浮於其他石油液體之上且因此具有較小的密度，其係具有較大的API比重。雖然在數學上，API比重並不具有單位，然而其係被以“度(degrees)”稱之，或者根據ASTM，API比重亦可被以kg/m³的單位描述。在一比重計儀器上，API比重一般係以度刻量。可使用一溫濕度計(thermohydrometer)結合一系列對於原油、石油產物或石油及非石油產物的混合物的密度、相對密度或API比重的計算，來實施用於測定API的方法，其係可被以液體處理，具有101.325kPa(14.696psi)或更小的雷德蒸氣壓(Reid vapor pressures)。測量值可於現存溫度被測定，且可被校正至15℃或60℉。

在一烴原料或粗產物中所存在的氫原子對碳原子的比例可藉由ASTM方法D5291或等效方法測定。在一些實施方式中，該測試方法可適用於多種烴，包含：石油、燃料油、添加劑、潤滑劑及殘渣。該氫對碳的比例可在碳的濃度為至少介於75至85質量%的範圍，且氫的濃度至少介於9至19質量%的範圍的情況下測試。該等實施方式採用了一些用於鑑定氫對碳的比例的方法，其可能以碳的質量%及氫的質量%來表示結果。

除非另有說明，烴原料、總產物及/或粗產物的沸點範圍分布可藉由ASTM方法D5307、ASTM方法D7169或其等效方法測定。

“兩相(Biphasic)”意指一化學系統，其係包含分離且明顯不混溶的兩化學相。這些相可為任何不混溶的物質，包含氣相-液相、氣相-固相、液相-液相及液相-固相。

烴及包含烴的材料的沸點範圍分布可被藉由ASTM方法D5307、ASTM方法D7169或其等效方法測定。一些測試無水原油的沸點範圍分布的方法可透過大約538℃測定該沸點範圍。在這樣的實施方式中，沸點高於538℃的材料可能被報導為殘渣。在其他用於測定沸點範圍分布的方法的實施方式中，藉由使用高溫氣體層析法，可測定沸點範圍分布以及烴的餾分點區間(cut point intervals)例如：石油及殘渣。該方法可擴展未完全自層析法系統溶析(elute)之樣品的模擬蒸餾的適用性。在一些方法中，柴油沸點的範圍可使用透過達720℃建立沸點範圍分布的方法來測定，其可對應C_n-C₁₀₀烴化合物的溶析。在一些該等方法的實施方式中，可使用具有薄膜的毛細管測試，其導致在大量的二硫化碳的存在下C₄-C₈不完全的分離，且因此產生一不可靠的沸點範圍分布對應此一溶析區間。此外，在二硫化碳的溶析期間對於烴的溶析採用檢測器響應值的淬熄(quenching)，在C₄-C₈區域可能導致不可靠的沸點分布的定量分析。由於該檢測器可能不會定量測量二硫化碳，其自該樣品的減少使用僅有溶劑的注射，以及透過淬熄因子校正至此一區域，可能導致淨色譜面積(net chromatographic area)的近似檢測。為了在所討論的區間，獲得更精確的沸點曲線的描述，可對於該樣品的輕端部分進行一獨立、較高解析度的氣相層析(gas chromatograph,GC)分析。一些測試方法可被設計用於獲得其他不完全溶析(elute)的樣本的沸點分布，例如：常壓殘渣(atmospheric residues)、減壓殘渣(vacuum residues)等，其特徵在於該樣本成分係自溶劑中解析。特定沸點範圍的含量可藉由在每一克的烴原料或烴產物的總烴混合物中，在特定範圍沸騰的烴的克數，來賦予其特徵。舉例來說，若一烴產物在每一克的該烴產物中，產生0.3克的具有介於204-260℃沸點的烴，代表所產生的烴產物的每一克中，有0.3克的該烴產物包含在該204-260℃的沸點範圍沸騰的烴。

“C₅瀝青烯(C₅ asphaltenes)”意指在正戊烷(n-pentane)中不溶的瀝青烯。C₅瀝青烯的含量可藉由ASTM方法D2007或其等效方法測定。油及其他烴的瀝青烯組成成分可能包含於橡膠化合物中，其可能對於該化合物的特性及使用具有大的影響。用於測定C₅瀝青烯的方法亦可被用於測定其他存在於油中但不溶於戊烷的成分，例如：飽和、芳香或其他極性化合物。在一些實施方式中，C₅瀝青烯及其他不溶於戊烷成分，可能包含高達0.1質量%的被測量的烴，包含一烴原料及烴產物。

“C₇瀝青烯(C₇ asphaltenes)”意指在正庚烷(n-heptane)中不溶的瀝青烯。C₇瀝青烯的含量可藉由ASTM方法D3279測定。一些用於定量C₇瀝青烯的方法可適用於包含很少或幾乎沒有礦物質的全固體或半固體石油瀝青(petroleum asphalts)、瓦斯油(gas oils)、重燃料油以及原油，其係被蒸餘(topped)至大約343℃或更高的餾分點(cut-point)。

“碳對氫的比例(Carbon to hydrogen ratio,C/H ratio)”意指在一物質中存在的原子碳的數量與存在的原子氫的數量的比例。舉例來說，一烴產物具有對於每一份的氫有1.5份的碳的C/H比例，可具有1.5/1的C/H比例。或者，在適合情況下，可約分該C/H比例。使用前述的例子，該C/H比例可被簡稱為1.5的C/H比例，因為1.5除以1等於1.5。

“柴油(Diesel)”意指根據ASTM方法D5307、ASTM方法D7169或等效方法測定，具有一沸點範圍分布自大約250℃至大約350℃的烴。柴油含量可藉由沸點範圍分布的測量，藉著具有一沸點範圍介於250℃-350℃的烴的量相對於烴的總量來測定。

“餾分油(Distillate)”意指藉由ASTM方法D5307,ASTM方法7169或其等效方法測定，具有一沸點範圍分布自大約200℃-350℃的烴。餾分油可包含柴油及煤油。

“汽油(Gasolines)”意指根據ASTM方法D5307、ASTM方法D7169或等效方法測定，具有一沸點範圍分布自大約40至250℃的烴。汽油烴可為每分子具有大約4-12碳的短碳鏈。汽油含量可藉由沸點範圍分布的測量，藉著具有一沸點範圍介於40至250℃的烴的量相對於烴的總量來測定。

“氫對碳的比例(Hydrogen to carbon ratio,(H/C)ratio)”係該C/H比例的倒數。其意指在一物質中存在的原子氫的數量與存在的原子碳的數量的比較。舉例來說，使用上述的C/H比例，該H/C比例係為1/1.5。該H/C比例亦可被藉由約分至一小數或整數來簡化。舉例來說，1/1.5的H/C比例可被簡稱為0.67的H/C比例。

“X族金屬(Group X metal(s))”意指元素週期表的一欄中的一或多種金屬，其中X對應於週期表的欄數。舉例來說“4族金屬(group 4 metal(s))”意指自週期表的第4欄的一或多種金屬(例如：Ti、Zr、Hf、Rf)。一“金屬”可意指位於元素週期表1-12族(氫除外)的任何週期表的元素，加上鋁、鎵、銦、鉈、錫、鉛、鉍及釙。

“X族元素(Group X element(s))”意指位於元素週期表上的一欄中的一或多種元素，其中X對應於所述的一或多個欄數(例如：13-18欄)。舉例來說，13欄元素可包含B、Al、Ga、In、Tl及Uut。

“受污染的烴流(Contaminated hydrocarbon stream)”係一包含雜原子成分的烴混合物。

“含量(Content)”意指在一物質中，一組成成分(例如：雜原子成分)的重量。物質的例子可為烴原料、反應產物及/或粗產物。該含量可以重量分率或重量%(wt%)表示，其可如計算。舉例來說，“金屬含量”可被表示為重量百分率(wt%)，其中該金屬含量可使用下式定義：

“烴(Hydrocarbon(s))”意指具有氫及碳的主要成分的物質。烴可包含但不限於飽和及不飽和形式的芳香烴、烷、烯、炔、芳香族類和環烷。

“烴原料(Hydrocarbon feed)”意指包含烴的原料。該烴原料可包含但不限於原油、重或超重原油、具有顯著含量的殘渣或瀝青的石油、柏油、劣勢原油、受污染的烴流、自瀝青沙衍生的烴、頁岩油、原油常壓殘渣、瀝青、自液化煤炭衍生的烴以及自精煉加工中獲得的烴或其混合物。該烴原料可包含烴以及一或多種雜原子的混合物。烴原料常見的含硫污染物可為硫醇(mercaptans)、硫化物(sulfides)、二硫化物(disulfides)、噻吩(thiophenes)、苯并噻吩(benzothiophenes)、二苯并噻吩(dibenzothiophenes)以及苯并萘噻吩(benzo-naphthothiophenes)。

“初始沸點(Initial boiling point,IBP)”意指烴或烴混合物最初開始沸騰的點。該初始沸點可根據該混合物的組成成分而變化。根據該混合物的組成成分，該烴的初始沸點可介於小於30℃至大約739℃。在一些實施方式中，該 IBP可為小於30℃、小於50℃、小於70℃或小於100℃。在其他實施方式中該IBP可介於30-50℃或50至100℃。在其他實施方式中，該IBP可為小於150℃、小於200℃、小於250℃、小於350℃或小於450℃。該IBP可介於150-250℃、250-350℃或介於350至450℃。其他包含高量之具有較長鏈的烴的實施方式，可具有介於450至750℃的IBP。在一些例子中，該IBP可小於450℃、小於550℃、小於650℃或小於750℃。該IBP可介於450-550℃、550-650℃或介於650-750℃，或者在一些實施方式中甚至大於750℃，例如：包含高量的柏油或瀝青的實施方式。

當該石油餾分的碳鏈變長，該餾分的沸點可能變高，因此當該組合物包含短鏈烴，該初始沸點可能降低，而在一組合物中包含較少的短鏈烴，該初始沸點可能提升。舉例來說，包含汽油餾分的烴之一混合物，具有短烷類，其每一分子介於1-4個碳原子，可能具有40℃或更低的一初始沸點。在包含輕油(naphtha)的一烴混合物中，具有烴混合物，其每一分子介於5-9個碳原子，該輕油部分可具有介於60-100℃的一沸點，其中該沸點可介於60-69℃、70-79℃、80-89℃及/或90-100℃。在包含汽油烴(例如：烷類及環烷類)的一烴混合物中，具有碳鏈，其每一分子介於4-12個碳原子，該汽油餾分可具有介於大約30-250℃的一沸點，其中該沸點可介於40-59℃、60-79℃、80-99℃、100-149℃、150-199℃及/或200-250℃。在包含煤油(kerosene)的一烴混合物中，該煤油部分可包含烷類，其每一分子具有介於10-18個碳原子的碳鏈長度，及/或芳香烴。該煤油餾分可具有介於大約175-325℃的一沸點，其中該沸點可為175-199℃、200-249℃、250-299℃及/或300-325℃。

一些烴混合物可包含瓦斯油(gas oil)餾分，其可被用於柴油及取暖用油。該瓦斯油餾分可包含烷類，其每一分子具有12或更多個碳原子。該瓦斯油餾分可具有介於250-350℃的一沸點。在一些實施方式中，該沸點可為250-274℃、275-299℃、300-324℃及/或325-350℃。烴產物可包含潤滑油(lubricating oil)餾分，其具有每一分子介於20至50碳原子的長烴。該潤滑油餾分可包含烷類、環烷類，以及該潤滑油餾分具有介於300-370℃的一沸點，其中該沸點可介於300-324℃、325-349℃及/或350-370℃。一烴產物亦可在其烴混合物中包含重瓦斯(heavy gas)或燃料油(fuel oil)餾分，其每一分子具有介於大約20-70碳原子的碳原子長鏈。該重瓦斯或燃料油餾分可具有介於大約370-600℃的一沸點，其中該沸點可介於370-399℃、400-449℃、450-499℃、500-549℃及/或550-600℃。

“煤油(Kerosene)”意指在0.101MPa的壓力下，具有一沸點分布介於大約175-325℃的烴。煤油含量可藉由根據ASTM方法D5307、ASTM方法D7169或其等效方法的沸點範圍分布的測量，藉著在0.101MPa的壓力下，具有一沸點範圍自204至260℃之烴的量相對於烴的總量來測定。

“輕油(Naphtha)”意指在0.101MPa的壓力下，具有一沸點分布自大約38-204℃的烴組合物。輕油含量可藉由根據ASTM方法D5307、ASTM方法D7169或其等效方法的沸點範圍分布的測量，藉著在0.101MPa的壓力下，具有一沸點範圍自38℃至204℃的烴的量相對於烴的總量來測定。

烴組合物的含量，例如：石蠟(parafins)、異石蠟(iso-parafins)、烯烴(olefins)、環烷類(naphthenes)及輕油中的芳香烴(aromatics)，可藉由ASTM方法D6730或等效方法測定。用於測定烴組合物的方法可包含層析操作條件及管柱協調程序，以提供及強化分離及隨後的多種個別組成成分的測定，該分離及測定可能無法使用以往的單一管柱分析獲得。該管柱的溫度編程曲線(temperature program profile)可被選擇，以對於可能的共溶析成分提供最大的解析度，例如：其中具有二種不同類型的化合物(如：石蠟及環烷類)。一些用於測定烴組成成分的方法的實施方式可測定具有高達225℃之沸點的火花點火式發動機燃料的烴組成成分及其包含含氧化合物之摻混物(MTBE、ETBE、乙醇等等)的混合物。其他一般在石油精煉作業中遇到的輕液體烴混合物，如：摻合料(輕油、重組油、烷化物等等)亦可被分析。對於烴或烴產物中具有介於0.01至30質量%或更高之值的個別組成成分，其濃度及精確度可被測定。一些用於分析烴組成成分的方法的實施方式可適合用於包含少於25質量%之烯烴的樣品。然而，可能發生一些與高於C₇的烯烴的干擾共溶析，特別若是摻混烴組成成分或其更高沸點的餾分(higher boiling cuts)。測定烴組成成分的方法的實施方式可進一步應用於苯(benzene)、甲苯(toluene)及含氧烴(oxygenated hydrocarbons)，包含含氧芳烴(oxygenated aromatics)。“正石蠟(n-Paraffin)”意指正(normal)(直鏈)結構的烴。石蠟可為烴的混合物。每一烴的平均每一分子可包含介於10-16的碳，然而，石蠟的通式可被描述為C_nH_2n+2，其中n=1至400。石蠟的成分可包含正十二烷(n-dodecane)、烷基苯(alkyl benzenes)及萘(naphthalene)以及其衍生物。石蠟可具有介於大約140-320℃或更高的一沸點範圍。

“烯烴(Olefins或olefinic hydrocarbons)”意指具有非芳香碳-碳雙鍵的烴化合物(即，烯(Alkene))。烯烴的類型可包含但不限於順式(cis)、反式(trans)、內(internal)、端(terminal)、分枝(branched)及線型(linear)。

“週期表(Periodic Table)”意指由國際純粹與應用化學聯合會(International Union of Pure and Applied Chemistry,IUPAC)所規定的週期表。

在此所使用的“STP”意指標準溫度及壓力，其係25℃及0.101MPa。

“液體混合物”意指包含一或多種化合物的組合物，其在標準溫度及壓力(25℃、0.101MPa，以下稱為“STP”)下係為液體，或是一組合物，其係包含一或多種在STP下為液體的化合物與一或多種在STP下為固體的化合物的結合。

“有機金屬(Organometallic)”意指化合物，其可包含與週期表的金屬鍵結或錯合的有機化合物。“有機金屬含量(Organometallic content)”意指有機金屬化合物中的金屬總含量。

“促進的苛性鹼減黏裂化器(Promoted caustic visbreaker)”意指一加熱的反應器，其係包含一苛性鹼及一選擇性促進劑，其係與氧化的雜原子反應，以移除硫、鎳、釩、鐵及其他污染物或雜原子，增加API比重、減少黏性及減少總酸值。

“殘渣(Residue或residual)”意指一烴，藉由ASTM方法D5307、ASTM方法D7169測定，其係具有一沸點範圍分布高於538℃(1000℉)。烴產物的烴混合物的殘渣部分可包含：焦炭(coke)、瀝青(asphalt)、焦油(tar)及蠟(waxes)。該烴餾分可包含多環結構，其每一分子具有大約70或更多碳原子的碳鏈。在一些實施方式中，烴混合物的殘渣部分可具有大於538℃、大於600℃、大於700℃、大於800℃、大於1000℃、大於1200℃、大於1500℃及/或大於1800℃的沸點。

“磺化氧化(Sulfoxidation)”意指一反應或轉化，不論是否催化，其係自有機硫化合物(organosulfur compounds)產生有機亞碸(organo-sulfoxide)、有機碸(organo-sulfone)、有機磺酸鹽(organo-sulfonate)或有機磺酸化合物(organo-sulfonic acid compounds)(及/或其混合物)。

“TAN”意指以毫克(milligrams,“mg”)表示之每一克(gram,“g”)的樣本的KOH的一總酸值。TAN可藉由ASTM方法D664或其等效方法測定。TAN係一酸度的測量，其係藉由中和一克的油中的酸，所需要的氫氧化鉀的毫克量測定。其係重要的石油品質測量。TAN值代表該石油之精煉所潛在的腐蝕問題。通常係石油中的環烷酸(naphthenic acids)導致該腐蝕問題。用於測定TAN值的方法包含：滴定烴及其他石油產物(如：氧化產物)的酸性成分。該酸值可為烴或烴產物中的酸性物質的量的測量值。在用於評估TAN的一方法中，該烴產物可為可溶或幾近可溶於甲苯(toluene)及丙-2-醇(propan-2-ol)的混合物。此一方法可適用於測定在水中解離常數大於10^-9的酸。在此一實施方式中，若鹽的水解常數係大於10^-9，其可能反應。烴或烴產物的酸值的範圍可介於0.1mg/g KOH至150mg/g KOH的範圍。用於計算TAN的方法可被用來顯示油在氧化條件下使用之期間的相對變化，不論所得到的油的顏色或其它特性。

“總鹼值(Total base number,TBN)”係石油產物的鹼儲量的測量。其係以每一克的氫氧化鉀的毫克(mg KOH/g)測量。TBN測定在燃燒程序期間，酸形成將被控制的程度。在一段較長的時間中，TBN越高，懸浮導致磨損的污染物的效率越高，且減少酸及酸性副產物的腐蝕效應的效率越高。TBN可使用ASTM D2896或其等效方法測定。用於計算TBN的方法的實施方式可藉由在冰醋酸(glacial acetic acid)中，使用的過氯酸(perchloric acid)滴定烴產物中的鹼性組成成分來測定。可被認為具有鹼性特性的組成成分包含：有機及無機鹼、胺基化合物(amino compounds)、弱酸的鹽(肥皂)、多元鹼(polyacidic bases)的鹼式鹽及重金屬的鹽。在一些用於測定TBN的實施方式的方法中，烴及烴產物可被計算，以在一些實施方式中具有大於300mg KOH/g的鹼值。

“使用過的催化劑(Used catalyst)”或“廢催化劑(spent catalyst)”意指一或多種已與烴原料接觸的催化劑。在一些實施方式中，使用過的催化劑可被再生，以及再次與烴原料接觸。

“VGO”意指在0.101MPa，具有一沸點範圍分布介於343℃(650℉)及538℃(1000℉)之間的烴。VGO含量可藉由ASTM方法D5307、ASTM方法D7169或其等效方法測定。

除非另有說明，“黏度(Viscosity)”意指在37.8℃(100℉)下的動力黏度(kinematic viscosity)。黏度可使用ASTM方法D445、D2170、D2171或其等效方法測定。用於測定液體烴產物(可為透明或不透明)的動力黏度(v)的方法，可藉由測量一體積的液體在重力下，流過一經校準的玻璃毛細管黏度計所需的時間來實施。在一些方法中，動態黏度(dynamic viscosity,η)可藉由動力黏度(v)乘以液體烴產物的密度(ρ)來計算。動力黏度的值可介於大約0.2mm²/s至300000mm²/s的範圍。為了計算動態黏度，SI單位可為mPa．s，其中1mm²/s=10^-6m²/s=1cSt以及1mPa．s=1cP=0.001Pa．s。原油可自含烴地層中產生及/或乾餾(retorted)。原油通常可以是固體、半固體及/或液體。原油(Crudes)可包含石油(crude oil)。石油可被進一步穩定化。原油的穩定化可包含自原油中移除非冷凝性(non-condensable)的氣體、水、鹽類或其結合。經穩定化後所產生的原油可稱為穩定原油(stabilized crude)。穩定化可於或鄰近於原油的生產場所及/或乾餾場所發生。

穩定原油可能會或可能不會於處理設備被蒸餾及/或分餾，以產生具有特定沸點範圍分布的多種組成成分(例如：輕油、餾分油、VGO及/或潤滑油)。蒸餾包含但不限於常壓蒸餾方法及/或真空蒸餾方法。未蒸餾及/或未分餾的穩定原油可具有碳數高於4的組成成分，其數量係在每一克的原油組成成分中包含至少0.5克。穩定原油例子包含全原油(whole crudes)、蒸餘原油(topped crudes)、脫鹽原油(desalted crudes)、脫鹽蒸餘原油(desalted topped crudes)或其結合。“蒸餘(Topped)”意指一原油係被處理，使得至少一些在0.101MPa具有一沸點小於35℃(在1atm，95℉)的組成成分係被移除。一般而言，蒸餘原油在每一克的蒸餘原油中，此一組成成分的含量係至多0.1克、至多0.05克或至多0.02克。

一些原油可能具有一或多種使該原油劣勢的不穩定特性。劣勢原油的該等特性可包含至少0.1、至少0.3、至少0.5、至少1.0或至少2.0的TAN；至少10厘斯托克(centistokes,cSt)的黏度；至多19、至多15或至多10的API比重；每一克的原油中最少0.005克的雜原子之雜原子含量；每一克的原油中最少0.01克的殘渣之殘渣含量；每一克的原油中最少0.0001克的金屬的在有機酸的金屬鹽中之金屬含量；或其特性的結合。在一些實施方式中，劣勢原油亦可具有每一克劣勢原油中至少0.005克的氧之氧含量，或每一克劣勢原油中至少0.04克的C₇之C₇瀝青烯含量。

劣勢原油的實施方式，在每一克的劣勢原油中可包含至少0.2克、至少0.3克、至少0.5克或至少0.9克的殘渣。劣勢原油的實施方式可具有介於0.1至20之範圍的TAN，然而，在其他實施方式中，TAN可介於0.3至10或0.4至5之範圍。劣勢原油在每一克的劣勢原油中亦可包含至少0.005克的硫含量。

劣勢原油可在每一克的劣勢原油中包含至少0.001克的烴，其係在0.101MPa具有一沸點範圍分布介於95℃至200℃；在每一克的劣勢原油中包含至少0.001克的烴，其係在0.101MPa具有一沸點範圍分布介於200℃至300℃；在每一克的劣勢原油中包含至少0.001克的烴，其係在0.101MPa具有一沸點範圍分布介於300℃至400℃；以及在每一克的劣勢原油中包含至少0.001克的烴，其係在0.101MPa具有一沸點範圍分布介於400℃至650℃。

具有可使用本文所描述的程序處理的劣勢原油的地點的例子包含但不限於：自美國墨西哥灣及加利福尼亞州南部(U.S.Gulf Coast and southern California)、加拿大油砂(Canadian Oil sands)、巴西的桑托斯和坎普斯盆地(Brazil’s Santos and Campos basins)、蘇伊士埃及灣(Egyptian Gulf of Suez)、查得(Chad)、英國北海(United Kingdom North Sea)、安哥拉近海(Angola Offshore)，中國渤海灣(Chinese Bohai Bay)、委內瑞拉蘇利亞州(Venezuelan Zulia)，馬來西亞(Malaysia)及印度尼西亞蘇門答臘(Indonesia Sumatra)的原油。使用氧化脫硫及雜原子移除之劣勢原油處理，可強化原油或劣勢原油中所存在的烴的特性。自本文揭示之方法所得之烴產物，可使粗產物或劣勢原油產物更容易以及在經濟上更為可行地運輸及/或處理。

參照圖1a，其係描繪烴原料101的氧化脫硫方法及系統100的一實施方式100，烴原料101亦可為包含雜原子的烴原料或被污染的烴流。烴原料101的實施方式可包含烴的碳及氫以外的任何元素。污染烴原料的雜原子包含但不限於：含有硫、氧、氮、鎳、釩、鐵或其他過渡金屬的化合物及其化合物的結合。包含雜原子的烴產物可包含每百萬至少15重量份(wppm)的釩以及至少5wppm的鎳。包含雜原子的烴產物亦可包含至少0.20Wt.%的硫或至少2Wt.%的硫或至少4Wt.%的硫；以及包含雜原子的烴產物可包含至少0.01Wt.%的氮或至少0.4Wt.%的氮。

在一些實施方式中，烴原料的內容物可藉由紅外光譜來賦予其特徵。使用紅外光譜測試烴原料的實施方式，在一特定的波長或波數，相較於參考峰，可能展現一或多個特徵。參照圖7a中所描繪的實施方式，該烴原料的參考峰係在大約1455cm^-1及1465cm^-1之間展現。該參考峰可能根據該烴產物的內容物而改變。在一些實施方式中，該烴產物可能在1310cm^-1及1285cm^-1之間展現吸收，其係至多大約為該參考峰的高度的28%。在其他實施方式中，介於1310cm^-1及1285cm^-1的吸收可至多大約為該參考峰的高度25%、20%、15%、10%、5%。

該烴原料的實施方式，亦可在IR光譜下，於大約1035cm^-1 and 1100cm^-1的波長或波數之間展現特定特徵。舉例來說，烴原料的實施方式可在介於1035cm^-1及1100cm^-1的波長或波數之間，展現一吸收峰，其可至多大約為該參考峰的高度的22%。在其他實施方式中，烴原料101可展現一吸收峰，其係至多大約為該參考峰的高度的20%、25%、10%、5%。

烴原料的一些實施方式，亦可在IR光譜下，於大約1040cm^-1 and 1000cm^-1的波長或波數之間展現特定特徵。舉例來說，烴原料的實施方式可能在介於1040cm^-1及1000cm^-1的波長或波數之間，展現一吸收峰，其可至多大約為該參考峰的高度的22%。在其他實施方式中，烴原料101可展現一IR吸收峰，其係至多大約為該參考峰的高度的20%、25%、10%、5%。

再次參照圖1a，該包含雜原子的烴原料101可被與一氧化劑104結合，並於一雜原子氧化器102或一氧化器容器中接受氧化反應。

氧化步驟的實施方式可使用至少一氧化劑進行，可選擇在催化劑的存在下進行。適合的氧化劑104可包含有機過氧化物(organic peroxides)，氫過氧化物(hydroperoxides)、過氧化氫(hydrogen peroxide)，O₂、空氣、O₃、過乙酸(peracetic acid)，有機氫過氧化物(organic hydroperoxides)可包含氫過氧化苄基(benzyl hydroperoxide)、氫過氧化乙基苯(ethylbenzene hydroperoxide)、氫過氧化三級丁基(tert-butyl hydroperoxide)、氫過氧化異丙苯基(cumyl hydroperoxide)及其混合物，其他適合的氧化劑可包含次氯酸鈉(sodium hypochlorite)、過錳酸鹽(permanganate)、兩相的過氧化氫(hydrogen peroxide)與甲酸(formic acid)、含氮氧化物(nitrogen containing oxides)(例如：一氧化氮(nitrous oxide))及其混合物，具有或不具有額外的惰性有機溶劑。

在另一實施方式中，氧化步驟可進一步包含一酸處理，其係包含至少一不互溶的酸(immiscible acid)。該不互溶的酸及氧化劑處理可自原料中移除一部分的雜原子污染物，其中被藉由被不互溶的酸及氧化劑氧化，雜原子可變為在酸相中可溶，且隨後經一含雜原子的副產物流(heteroatom containing by-product stream)移除。所使用之不互溶的酸可為任何在烴油相中不溶的酸。適合之不互溶的酸可包含但不限於：羧酸(carboxylic acids)、硫酸(sulfuric acid)、鹽酸(hydrochloric acid)及其混合物，具有或不具有不同量的水作為稀釋劑。適合的羧酸可包含但不限於：甲酸(formic acid)、乙酸(acetic acid)、丙酸(propionic acid)、丁酸(butyric acid)、乳酸(lactic acid)、苯甲酸(benzoic acid)及其類似物以及其混合物，具有或不具有不同量的水作為稀釋劑。

在一些實施方式中，氧化反應可在大約20℃至大約120℃的溫度下，大約0.1大氣壓至大約10大氣壓的壓力下進行，具有大約2分鐘至大約180分鐘的接觸時間。

催化劑可在氧化劑104的存在下使用。適合的催化劑可包含過渡金屬但不限於：Ti(IV)、V(V)、Mo(VI)、W(VI)，過渡金屬氧化物，包含ZnO、Al₂O₃、CuO，層狀雙氫氧化物(layered double hydroxides)，例如：ZnAl₂O₄．x(ZnO)y(Al₂O₃)，有機金屬錯合物例如：Cu_xZn_1-x Al₂O₄、沸石(zeolite)、Na₂WO₄，過渡金屬鋁酸鹽(transition metal aluminates)，金屬烷氧化物(metal alkoxides)，例如：如式M_mO_m(OR)_n所示之化合物及其聚合形式，其中M係一過渡金屬，例如：鈦(titanium)、錸(rhenium)、鎢(tungsten)、銅(copper)、鐵(iron)、鋅(zinc)或其他過渡金屬，R可為至少具有3個碳原子的碳基團，其中每次出現的R可個別為一適合的烷基(alkyl group)包含至少一OH基、一適合的環烷基(cycloalkyl group)包含至少一OH基、一適合的環烷基烷基(cycloalkylalkyl group)包含至少一OH基、一適合的雜環基(heterocyclyl group)包含至少一OH基或一適合的雜環烷基(heterocyclylalkyl)包含至少一OH基。下標的m及n可各自獨立為介於大約1及大約8之間的整數。在一些實施方式中，R可被鹵素所取代，例如：F、Cl、Br及I。舉例來說，金屬醇鹽催化劑的實施方式可包含雙(甘油)氧鈦(IV)(bis(glycerol)oxotitanium(IV))，其中M為Ti，m為1，n為2以及R為甘油基團。其他金屬醇鹽的實施例包括：雙(乙二醇)氧鈦(IV)(bis(ethyleneglycol)oxotitanium(IV))、雙(赤蘚醇)氧鈦(IV)(bis(erythritol)oxotitanium(IV))、雙(山梨醇)氧鈦(IV)(bis(sorbitol)oxotitanium(IV))。

磺化氧化催化劑可進一步結合至一載體(support)表面。該載體表面可包含一有機聚合物或一無機氧化物。適合的無機氧化物包含但不限於元素週期表的IB、II-A、II-B、III-A、III-B、IV-A、IV-B、V-A、V-B、VI-B族元素的氧化物。可被用於作為載體的氧化物的例子包含：氧化銅(copper oxides)、二氧化矽(silicon dioxide)、氧化鋁(aluminum oxide)及/或銅、矽及鋁的混合氧化物。其他適合的無機氧化物，其可被單獨使用或與上述的氧化物載體結合，例如：MgO、ZrO₂、TiO₂、CaO及/或其混合物。其他載體可包含滑石(talc)。

所使用的載體材料可具有特定之介於10至1000m²/g之範圍的表面積，介於0.1至5ml/g之範圍的孔隙體積(pore volume)以及介於0.1至10cm之範圍的平均粒子尺寸。較佳地，可賦予該等載體具有特定之介於0.5至500m²/g之範圍的表面積，介於0.5至3.5ml/g之範圍的孔隙體積以及介於0.5至3cm之範圍的平均粒子尺寸。更佳地，可賦予該等載體具有特定之介於200至400m²/g之範圍的表面積以及介於0.8至3.0ml/g之範圍的孔隙體積。

仍參照圖1a，在該雜原子氧化器102中將烴流經受氧化條件後，可產生一中間烴流106。包含例如：硫基雜原子污染物(如：噻吩(thiophenes)、苯并噻吩(benzothiophenes)、二苯并噻吩(dibenzothiophenes)及硫醚(thioethers)以及其他)的烴原料101，可被轉化為富含碸(sulfone)或亞碸(sulfoxide)的中間烴流106。該中間烴流106可包含具有氧化的雜原子的化合物及氧化劑副產物。在一些實施方式中，該中間烴流106，可經受蒸餾107，例如：在一蒸餾柱中。在蒸餾107期間，該含有氧化的雜原子的化合物，可自氧化劑副產物109中分離。該氧化劑副產物可被回收或再利用。作為蒸餾107的結果，可形成一氧化的烴中間流111，其係包含氧化的雜原子化合物，例如：豐含碸或亞碸的烴。該氧化的烴中間流111亦可稱為一亞碸化(sulfoxidized)的中間烴產物。該豐含碸或亞碸，亞碸化中間烴產物111，可被送至反應容器108，例如：油/苛性鹼反應容器或促進的苛性鹼減黏裂化器108。在一些實施方式中，該反應容器108可為一碸管理單元。一旦可包含碸及/或亞碸的富含雜原子流111進入該反應容器108，其可隨後在兩相條件下，以醇解反應與苛性鹼處理溶劑110反應，以產生一烴產物及硫酸鹽。該苛性鹼處理溶液可包含苛性鹼、一選擇性促進劑及/或一苛性鹼選擇性促進劑。圖4及圖5描述在兩相條件1000、1010下，用於產生一烴產物120及一硫酸鹽1040的反應機構的實施方式。在圖4中，該起始反應可為一羥基(hydroxyl)攻擊含硫化合物上的C-S鍵，其係存在於該豐含碸/亞碸的含氧化雜原子流中，例如在圖4中描述的二苯并噻吩碸(dibenzothiophene sulfone)中。作為該羥基攻擊的結果，包含磺酸根基團(sulfonate group)的烴可形成一反應中間體。不受限於任何特定理論，圖5提供一種可能用於該反應機構的解釋。

參照圖5，在油/苛性鹼反應容器或促進的苛性鹼減黏裂化器108的兩相條件下，一相可為極性相1010，例如：一有機醇、其他選擇性促進劑或相轉移劑(phase transfer agent)。另一相可為非極性相1000，其可包含非極性油或豐含烴分子。該兩相之間的界線係藉由相界線1020劃定。該相界線可進一步為一液體-固體相界線。磺酸根中間體1030，可排列其極性磺酸根基團至較合適的極性相1010中，而中間體1030的芳香烴部分則偏好非極性相1000。隨後，一羥基基團或存在極性相的其他親核劑，可在磺酸根基團的硫上進行親核攻擊。作為親核攻擊的結果，該磺酸根部分可形成硫酸根1040(一良好的離去基團)。該硫酸根1040可保持在極性相1010中，且所遺留的烴可保持在一中間流114的非極性相中。分開的相使得非極性相的烴產物120可被移除，並自含雜原子的副產物116(例如：分離容器115中的磺酸根)中分離。不受限於任何特定機構，再次參照圖5，可能涉及轉變起始的碸至一磺酸根鹽1130的其他可能機構，其亦可被排列在相界線1020，介於非極性相1000及極性相1010之間。隨後磺酸根鹽水解以形成亞硫酸氫鹽1140(bisulfite salt)以及一烴產物。

在一些例子中，可能發生不期望的副反應。參照圖2，可看到多種情況，其中磺酸根中間體B可被極性相中的羥基親核劑攻擊，該羥基可在碳上進行碳選擇性攻擊，形成C-O鍵而非形成S-O鍵。在該實例中，可發生反應(2)，產生酚烴產物(phenolic hydrocarbon products)及一亞硫酸根(sulfite)，而非反應(3)所描繪之聯苯(biphenyl)及硫酸根(sulfate)的形成。其他硫的氧化鹽亦可被呈現(例如：硫代硫酸根(thiosulfate)、硫代亞硫酸根(thiosulfite)等)。

再次參照圖1a，在一些實施方式中，反應容器108，例如：油/苛性鹼反應容器或促進的苛性鹼減黏裂化器，可被加熱至介於100℃及500℃之間之提升的溫度，具有介於0及1000psi之間的壓力。可被用於醇解反應之適合的苛性鹼化合物，其可為可展現鹼性性質的化合物。苛性鹼化合物可包含具有IA及IIA族金屬的無機氧化物、包含IA及IIA族元素的無機氫氧化物、鹼金屬硫化物、鹼土金屬硫化物、其混合物及熔融混合物(molten mixtures)。非限定的實施例包含但不限於：Li₂O、Na₂O、K₂O、Rb₂O、Cs₂O、Fr₂O、BeO MgO、CaO、SrO、BaO、Na₂S、K₂S、LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH、FrOH、Be(OH)₂、Mg(OH)₂、Ca(OH)₂、Sr(OH)₂、Ba(OH)₂。

苛性鹼化合物亦可包含碳酸鹽，例如：鹼金屬碳酸鹽及鹼土金屬碳酸鹽，包含：Na₂CO₃、K₂CO₃、CaCO₃、MgCO₃及BaCO₃；磷酸鹽，包含：鹼金屬磷酸鹽，例如：焦磷酸鈉(sodium pyrophosphate)、焦磷酸鉀(potassium pyrophosphate)、三聚磷酸鈉(sodium tripolyphosphate)及三聚磷酸鉀(potassium tripolyphosphate)；以及鹼土金屬磷酸鹽，例如：焦磷酸鈣(calcium pyrophosphate)、焦磷酸鎂(magnesium pyrophosphate)、焦磷酸鋇(barium pyrophosphate)、三聚磷酸鈣(calcium tripolyphosphate)、三聚磷酸鎂(magnesium tripolyphosphate)及三聚磷酸鋇(barium tripolyphosphate)；矽酸鹽，例如：鹼金屬矽酸鹽，如：矽酸鈉(sodium silicate)及矽酸鉀(potassium silicate)，以及鹼土金屬矽酸鹽，如：矽酸鈣(calcium silicate)、矽酸鎂(magnesium silicate)及矽酸鋇(barium silicate)、如通式：R-Eⁿ M^mQ^m-1所示的有機鹼金屬化合物，其中R係氫或一有機化合物(其可被進一步取代)包含但不限於：直鏈、枝鏈及環狀烷基基團；直鏈、枝鏈及環狀烯基基團；以及芳香或多環芳香基團。進一步的取代基，其中R係一可包含：氫氧基團(hydroxide groups)、羰基基團(carbonyl groups)、醛基團(aldehyde groups)、醚基團(ether groups)、羧酸及羧酸鹽基團(carboxylic acid and carboxylate groups)、酚或酚鹽基團(phenol or phenolate groups)、烷氧基團(alkoxide groups)、胺基團(amine groups)、亞胺基團(imine groups)、氰基團(cyano groups)、硫醇或硫醇鹽基團(thiol or thiolate groups)、硫醚基團(thioether groups)、二硫化物基團(disulfide groups)、硫酸基團(sulfate groups)及磷酸基團(phosphate groups)的有機物。Eⁿ代表一具有負電荷的原子(其中，n=-1、-2、-3、-4等)，例如：氧、硫、硒、碲、氮、磷及碳；以及M^m係任何陽離子(m=+1、+2、+3、+4等)，例如：金屬離子，包含但不限於：鹼金屬，如：Li、Na及K，鹼土金屬，如：Mg及Ca，以及過渡金屬，如：Zn及Cu。當m>+1時，Q可相同於Eⁿ-R，或為一具有負電荷的原子，如：Br^-、Cl^-、I^-，或為一支持陽離子M^m之電荷平衡的陰離子基團，包含但不限於：氫氧根(hydroxide)、氰根(cyanide)、氰酸根(cyanate)及羧酸根(carboxylates)。

在本發明的一實施方式中，該苛性鹼亦可為熔融相。熔融相苛性鹼可包含先前提及的苛性鹼，以及其二或更多苛性鹼的共熔混合物(eutectic mixtures)。該熔融苛性鹼的共熔混合物可具有小於350℃的熔點，例如：51莫爾% NaOH/49莫爾% KOH的共熔混合物可於大約170℃熔化。

仍參照圖1a，一選擇性促進劑可被導入至反應容器，作為該苛性鹼處理溶液110的部分。該選擇性促進劑可為任何適合被用於苛性鹼與含氧化的雜原子的烴之間的醇解反應的化合物，以產生兩相條件，其可促進非氧化烴產物120及硫酸鹽的形成。在一些實施方式中，該選擇性促進劑亦可被稱為相轉移劑(phase transfer agent)。雜原子產物的實施例可包含非氧化烴產物120，包含但不限於：如圖3所示之未經取代的聯苯化合物及芳香烴。圖3中所提供之醇解反應的實施例揭示了多種實施方式，其中NaOH及KOH的苛性鹼混合物可與Na₂S去磺醯化催化親合劑及乙二醇選擇性促進劑一同使用。在一示例性實施方式中，該反應可在300psi的壓力，275℃的溫度下，發生超過60分鐘。在其他實施方式中，其他非氧化的烴餾出物及餾分，可包含但不限於：非氧化的石油或石油衍生物，如：汽油、輕油、石蠟、烯烴、瀝青烯/柏油、柴油及瓦斯油。該非氧化產物可取決於當下的含雜原子化合物的碳基團。

圖2進一步說明選擇性促進劑及兩相條件可如何地改善醇解反應，以形成更有價值的產物。二苯并噻吩碸被選擇作為一示例性硫化合物，因為經取代或未經取代的二苯并噻吩中的硫，在柴油燃料的處理上是最具有挑戰性的。反應式(1)說明氫氧根如何攻擊二苯并噻吩碸(A)的硫原子，形成聯苯-2-磺酸根(biphenyl-2-sulfonate)(B)。反應式(2)說明氫氧根可如何在鄰近硫原子的碳原子上攻擊(B)，形成聯苯-2-醇(biphenyl-2-ol)(C)及亞硫酸鹽(D)。化合物C可在鹼性介質中離子化，並可溶解於水性或熔融鹽層中。反應式(3)說明氫氧根可如何攻擊(B)的硫原子，以形成聯苯(E)及硫酸鹽(F)。反應式(4)說明在一級醇(primary alcohol)的存在下，原位(in-situ)生成的甲氧基離子(methoxide ions)攻擊碳原子，形成醚類化合物，如：2-甲氧基聯苯(2-methoxybiphenyl)(G)，該一級醇包含但不限於：甲醇(methanol)。反應式(5)說明了非在氫氧化物的存在下，二苯并噻吩碸(dibenzothiophene sulfone)與烷氧化物(alkoxides)單獨反應，以形成聯苯-2-甲氧基-2’-磺酸鈉鹽(biphenyl-2-methoxy-2’-sulfinate salt)(H)，其係可實質上地溶解於該極性的苛性鹼相。

在沒有本發明所揭示的選擇性促進劑的情況下，使用水性或熔融苛性鹼可能導致反應(1)的發生，主要由反應(2)接續。當本文中所揭示的選擇性促進劑係被使用時，反應(1)發生，主要由反應(3)接續。不受限於任何特定理論，據信兩相條件可有助於促進硫上的選擇性親核攻擊。當使用本文所揭示的選擇性促進劑(如：醇)時，反應(1)的發生，在兩相條件下主要由反應(3)接續。可以看出，變為連接至聯苯的氫原子可來自氫氧根。當在苛性鹼的再生中使用水時，該添加至該聯苯的氫原子的最終來源可為水。

在一些實施方式中，選擇性促進劑可稱為其他名稱，包括極性質子溶劑(polar protic solvent)、脫磺醯基催化劑(desulfonylation catalyst)或相轉移催化劑(phase transfer catalyst)。適合用於促進實質上非氧化的氫反應產物的化合物可包含：有機醇(alcohols)、嗎福林(morpholine)、二噁烷(dioxane)、二甲基乙醇胺(dimethylethanolamine)、甲基二乙醇胺(methyldiethanolamine)、單乙醇胺(mono ethanolamine)、二乙醇胺(diethanolamine)、三乙醇胺(triethanolamine)、冠醚(crown ethers)(18-冠-6、15-冠-5(18-crown-6、15-crown-5))、哌嗪(piperazine)、氫氧化膽鹼(choline hydroxide)、氫氧化芐基三甲基銨(benzyltrimethylammonium hydroxide)、乙二醇(ethylene glycol)、丙二醇(propylene glycol)、甘油(glycerin)、糖(sugars)、澱粉(starches)、纖維素(cellulose)、二伸乙甘醇(diethylene glycol)、三伸乙甘醇(triethylene glycol)、聚乙二醇(polyethylene glycol)、硫化物(sulfides)、氫硫化物 (hydrosulfides)、多硫化物(polysulfides)、氫氧化物(hydroxide)、氰化物(cyanide)、氨(ammonia)、陰離子醯胺(anionic amides)、鹵化物(halides)、乙酸鹽(acetates)、環烷酸鹽(naphthenates)、烷氧化物(alkoxides)、硒化物(selenides)、氫硒化物(hydroselenides)、碲化物(tellurides)、氫碲化物(hydrotellurides)、碳硼烷(carboranes)、磷氧陰離子(phosphorous oxyanions)、氮氧陰離子(nitrogen oxyanions)、鋁酸鹽(aluminates)、硼酸鹽(borates)、碳酸鹽(carbonates)、鉻酸鹽(chromates)、矽酸鹽(silicates)、釩酸鹽(vanadates)及鈦酸鹽(titanates)。實施方式可包含採用選擇性促進劑對苛性鹼陰離子的一過量莫爾比例，以增加轉化率及選擇性。

再次參照圖1a，在一實施方式中，苛性鹼處理溶液110可包含至少一苛性鹼及至少一選擇性促進劑。該至少一苛性鹼及至少一選擇性促進劑可為不同的成分。在其他實施方式中，該至少一苛性鹼及至少一選擇性促進劑可為相同的成分。當該至少一苛性鹼及至少一選擇性促進劑係為相同的成分時，其可被稱為一苛性鹼選擇性促進劑。再者，適合的苛性鹼選擇性促進劑可兼具該至少一苛性鹼及至少一選擇性促進劑的特性。亦即，苛性鹼與選擇性促進劑的結合可反應(原位(in situ)或先驗(a priori))，以形成一兼具苛性鹼及選擇性促進劑之特性的苛性鹼選擇性促進劑。

在苛性鹼處理溶液110中的苛性鹼對選擇性促進劑的莫爾比例可介於大約100：1至大約1：100的範圍。在一些實施方式中，苛性鹼對選擇性促進劑的莫爾比例係介於大約70：1-1：70、50：1-1：50、25：1-1：25、1：10-10：1、1：5-5：1、3：1至大約1：3或自大約2：1至大約1：2的範圍。

一般而言，苛性鹼與選擇性促進劑對含雜原子之烴原料油111中的雜原子的比例可介於大約100：1至大約1：1的範圍。在一些實施方式中，苛性鹼與選擇性促進劑對含雜原子之烴原料油中的雜原子的比例可介於10：1至大約1：1範圍，以及在另一實施方式中，苛性鹼與選擇性促進劑對含雜原子之烴原料油中的雜原子的比例可自大約3：1至大約1：1。

仍參照圖1a中的實施方式100，由苛性鹼處理溶液110與氧化的雜原子原料111的接觸所產生的相，可被分為包含烴產物120的輕相以及由包含苛性鹼的副產物所組成的濃相。包含兩相、苛性鹼處理之烴中間流的中間體114，可被傳輸至一分離容器115，例如：在一些實施方式中的重力沉降器，以自苛性鹼副產物116中分離烴產物120。烴產物120可被進一步洗滌、精煉或者用於瓦斯、油、燃料、潤滑劑或其他以烴為基礎的產物，以及進一步使用習知的程序處理。重的苛性鹼相自輕的油相的分離，可使用重力或其他適合的分離方法進行。烴產物120可進一步被使用習知方法洗滌，以移除微量的副產物116，該習知方法包含但不限於：溶劑萃取或藉由使用水的洗滌、離心、蒸餾、渦流分離以及薄膜分離及/或其結合。微量的苛性鹼及選擇性促進劑可根據本發明所屬技術領/或中具有通常知識者所習知的方法，使用靜電脫鹽及脫水技術移除。

參照圖1b中的另一實施方式200，烴原料211可能已經富含碸或亞碸，不需要氧化該烴原料，或者該烴原料可使用其他該領域中習知的方法預先氧化。該烴原料211可具有與圖1a中所示富含碸或亞碸的中間流111相似的特性。在此另一實施方式中，可不需要氧化102的步驟。取而代之的，該富含碸或亞碸的油可自烴原料211的源頭直接送至油/苛性鹼反應容器108。自該反應容器108，一苛性鹼處理溶液110可被提供至反應器108，以形成實質上非氧化的烴產物120及苛性鹼副產物116的兩相混合物114。該烴產物120可沉降在輕相中，而較濃相可包含苛性鹼副產物。該混合物114可在一沉降容器中分離，或在其他能夠自濃相分離輕相的容器中分離。一旦分離，該烴產物120可被直接使用或運輸、精煉或分餾地蒸餾為一或多種蒸餾餾分。該蒸餾餾份可被進一步加工，以產生烴產物，例如：汽油、燃料油、取暖用油、潤滑油或其他烴基產物。

該烴產物120在標準溫度及壓力(STP)下可為一液體。在一實施方式中，所得之烴產物120可為一粗產物，其中該粗產物在大約25℃及0.101MPa下係一液體混合物。在一些實施方式中，該烴產物120可具有該烴原料101的TAN的至多90%的TAN。在其他實施方式中，該烴產物120的TAN可具有該烴原料的至多80%、至多60%、至多50%、至多40%、至多30%、至多20%或至多10%的TAN。在部分實施方式中，該烴產物可具有至多1的TAN，然而在其他實施方式中，該TAN的範圍可為至多0.5、至多0.3、至多0.2或至多0.1mg之每一克油的KOH當量。烴產物120的實施方式可具有該些範圍的TAN。舉例來說，該烴可具有介於0.001至0.5、0.004至0.4或0.01至0.2之範圍的TAN。在部分實施方式中，該烴產物可具有一TAN，其量測結果每一克之烴產物係小於0.5mg的KOH當量。

在一些實施方式中，該烴產物120可包含一定含量的微量金屬雜原子，如：Ni、V及Fe，其中該金屬雜原子的含量可為該烴原料的金屬雜原子含量的至多90%。在其他實施方式中，該金屬雜原子的含量可為該烴原料101的金屬雜原子含量的至多80%、至多70%、至多60%、至多50%、至多30%、至多10%或至多5%。在部分實施方式中，該烴產物120之每一克的烴產物的金屬雜原子的含量可介於1x10^-7g至5x10^-4g或大約0.1ppm至大約50ppm的範圍。

在一些實施方式中，該粗產物在有機酸的金屬鹽中的金屬的總含量，可為該烴原料在有機酸的金屬鹽中的金屬的總含量的至多90%。在其他實施方式中，該有機酸的金屬鹽中的金屬的含量，可介於在該烴原料中所發現的含量的至多50%至至多5%的範圍。可形成金屬鹽的有機酸可包含：羧酸(carboxylic acids)，如：環烷酸(napthenic acids)、菲酸(phenanthrenic acids)及苯甲酸(benzoic acid)。其他可形成金屬鹽的有機酸可包含：硫醇(thiols)、醯亞胺(imides)、磺酸(sulfonic acids)及磺酸鹽(sulfonates)。可在有機酸中形成金屬鹽的金屬可包含：鹼金屬、鹼土金屬及自週期表的3-12族的過渡金屬，包括：Ti、Zr、Zn、Cu、Ni及鎘(cadmium)。可在有機酸中形成金屬鹽的其他金屬可包含：在週期表的13-16族所發現的類金屬(metalloids)(亦稱半金屬(semi-metals))，包括例如：鋁(aluminum)、砷(arsenic)、硼(boron)及硒(selenium)。在一或更多的實施方式中，該烴產物120在有機酸的金屬鹽中的金屬的總含量，可為每一克的烴產物0.0000001g至0.0005g的範圍。

在部分實施方式中，自苛性鹼處理所產生的烴產物120的API比重可介於10及30。在其他實施方式中，該烴產物的API比重可在烴原料101的API比重之上增加至少3單位、在烴原料的API比重之上增加至少10單位或在烴原料101的API比重之上增加至少15單位。在又另一實施方式中，該烴產物的API比重可為至少12、至少15、至少20或至少25。

烴產物120的實施方式可具有小於該烴原料之黏度的黏度。舉例來說，在一些實施方式中，該烴產物的黏度可為該烴原料101之黏度的至多 90%。在其他實施方式中，該烴產物的黏度可為該烴原料之黏度的至多80%或至多70%。烴產物120的實施方式亦可具有一雜原子總含量，其係為該烴原料的雜原子總含量的至多90%。在部分實施方式中，該烴產物可包含該烴原料101的雜原子含量的至多50%、至多10%或至多5%。在一些實施方式中，該烴組合物的黏度可藉由動力黏度黏度計(stabinger viscometer)測量。

烴產物120的實施方式可具有一硫含量，其可為該烴原料的至多95%。在其他實施方式中，該硫含量可為該烴原料的硫含量的至多50%、至多10%或至多5%。在一或更多的實施方式中，該烴產物120的硫含量可小於該烴產物的大約4.0wt%。該硫含量可藉由ASTM D4294或等效方法測量。用於測量硫含量的wt%的方法可對於在烴原料或烴產物中的總體硫分提供快速及精確的測量，以及其可以每一樣品介於1至5分鐘的分析時間實施。用於測定總體硫分的方法可應用於烴，包含：柴油、噴射燃料、煤油、餾分油、輕油、殘渣、潤滑油、石油、汽油、含醇汽油及生物柴油，其中該烴在室溫條件下可為液體、可使用溫和的加熱液化或可溶於烴溶劑。測定硫含量的方法可進一步藉由稀釋樣品，被應用於具有高氧含量(>3%)的氧化燃料。在一些實施方式中，該方法可在具有17mg/kg至4.6質量%的硫的烴或烴產物樣品上實施。該用於測定硫含量之方法的實施方式可具有一合併的定量極限(pooled limit of quantitation,PLOQ)，根據ASTM D6259或其等效方法計算，其係為16.0mg/kg。在一些實施方式中，包含大於4.6質量%的硫的烴原料或烴產物的樣品，可被稀釋至小於4.6質量%。

在一些實施方式中，該烴產物可包含每一克的烴產物中，至少0.0005克的硫或至少0.001克的硫。該烴組合物的硫含量可根據ASTM方法 D4294測定。在該烴組合物中，相當大的部分的硫可被包含在具有17或更少的碳數的烴中。其中至少40Wt.%，或至少50Wt.%，或至少60Wt.%，或至少70Wt.%的硫係被包含在具有17或更少的碳數的烴中。其中被包含在具有17或更少的碳數的烴中的硫，係至少60Wt.%，或至少70Wt.%，或至少75Wt.%可被包含在苯并噻吩化合物中。相對於烴組合物中的所有含硫化合物，在具有17或更少的碳數的烴中的硫的數量以及在烴組合物的苯并噻吩化合物中的硫的數量，可藉由二維氣相層析法(two dimensional gas chromatography,GCxGC-SCD)測定。

在一些實施方式中，該烴產物120的總氮含量可為該烴原料的至多90%。在其他實施方式中，氮含量可為該烴原料101的氮含量的至多50%、至多10%或至多5%。在一或更多的實施方式中，烴產物120的氮含量可小於該烴產物的大約0.2wt%。氮含量的wt%可藉由ASTM D5291或等效方法測量。用於測量總氮含量的方法的實施方式，可在具有大約<0.1至2質量%之氮濃度的烴原料或烴產物上實施。

在一些實施方式中，根據ASTM方法D5762測定，該氮含量可相當於每一克的烴產物中，有至少0.0005克或至少0.001克的氮。烴及烴產物的實施方式可被測試及證實在每一克的液態烴中包含一氮濃度。在一些實施方式中，烴流或原料及烴產物的氮含量可介於40至10,000μg/g氮的濃度範圍。該烴產物可具有相對低的鹼性氮化合物對其他含氮化合物的比例。在一些實施方式中，至少30Wt.%的氮係包含於具有17或更少的碳數的烴化合物中，以及至少35Wt.%或至少40Wt.%的氮可包含於具有17或更少的碳數的烴化合物中。

在一些實施方式中，該烴產物的氧含量可為該烴原料的至多 90%。在其他實施方式中，該氧含量可為該烴原料的氧含量的至多50%、至多30%、至多10%或至多5%。在部分實施方式中，該氧含量可少於該烴產物的大約1.2wt%。

在一些實施方式中，該烴產物在每一克的烴產物120中，可包含大約0.05-0.15克的烴。該烴產物在每一克的烴產物中，可在其分子結構中包含0.8至0.9克的碳。該烴產物可具有介於該烴原料的70-130%之間的原子碳對原子氫(C/H)的比例。在一示例性實施方式中，該烴產物的C/H比例可為該烴原料的90%。烴產物的實施方式，在一些實施方式中可具有小於或等於1.7：1之烴的氫對氧比例。在其他實施方式中，該H/C比例可介於大約0.01：1至0.09：1之間、0.1：1至0.49：1之間、0.50：1至1：1之間及/或1：1至1.7：1之間。據此，在一些實施方式中，該H/C比例可小於1：100、小於1：75、小於1：50、小於1：30、小於1：20或小於1：10。

在一些實施方式中，該烴產物120可順應額外的精煉操作及處理，包含但不限於：蒸餾、氫化處理、烷基化、氫化裂化、流化催化裂化、焦化及減黏裂化。

在一些實施方式中，該烴產物可被氫處裡，以調整該烴產物的H/C或C/H比例，及/或減少該烴產物的硫含量。具有介於該烴原料的10-30%之間的C/H比例的烴產物可顯示氫的吸收或消耗係相對小的，及/或該烴係被原位產生。在一些實施方式中，具有低C/H比例的烴產物可被送至一精煉廠以進一步加工，其中該精煉廠可根據經精煉的產品的構成所需，藉由增加氫的含量以改變C/H比例。在此一實施方式中，油生產商可藉由免除額外之昂貴的氫加工來節省開支，但仍可經濟地傳輸氧化的烴產物。

參照圖6a-6f，其對於烴原料預測了多種沸點分布，例如：粗柏油(crude bitumen)、烴原料的亞碸化中間體111，以及基於已發生之雜原子移除數量之多種烴產物的沸點分布。舉例來說，烴產物120可包含VGO烴、餾分油烴(煤油及柴油)、輕油烴以及殘渣烴(瀝青及柏油)。該烴組合物在每一克的烴產物中，可包含至少0.1克的烴具有自該烴組合物的初始沸點(IBP)至高達204℃(400℉)的沸點。該烴組合物在每一克的烴產物中，亦可包含至少0.15克的烴具有自204℃至高達260℃的沸點。該烴組合物在每一克的烴產物中，亦可包含至少0.3克或至少0.35克的烴具有自260℃至高達343℃的沸點。該烴組合物在每一克的烴產物中，亦可包含至少0.35克或至少0.4克或至少0.45克的烴具有自343℃至高達538℃的沸點。在每一沸點範圍內的烴的相對數量，以及烴的沸點範圍分布，可根據ASTM方法D5307、ASTM方法D7169或其等效方法測定。

仍參照圖6a-6f，烴產物120可包含在一或更多個沸點範圍內的烴。在一些實施方式中，該烴產物在每一克的烴產物中，可包含至少0.1克的烴具有一沸點範圍分布介於初始沸點及739℃之間。在其他實施方式中，該烴產物在每一克的烴產物中，可具有至少0.2克、至少0.3克、至少0.4克、至少0.5克、至少0.8克、至少0.9克的烴，具有一沸點範圍分布介於初始沸點(IBP)及739℃之間。

在一些實施方式中，該烴產物在每一克的烴產物120中，可包含至少0.05克的烴，具有一沸點範圍分布自該烴產物的初始沸點至67℃。該初始沸點可為烴或烴的混合物首先開始沸騰的溫度。該初始沸點(IBP)可根據該烴的組成成分而改變。舉例來說，包含高汽油烴含量(具有每一分子介於4-12碳之間的短鏈烴)的烴產物，相較於缺少汽油的烴混合物，將在低得多的溫度下沸騰。舉例來說，具有高濃度的汽油的烴產物，可具有小於70℃的初始沸點，然而包含較高濃度的瓦斯油或柴油以及較低濃度的汽油的烴產物可具有大約120-150℃的較高初始沸點。在具有極少的汽油及較低濃度的瓦斯油或柴油，且取而代之的具有較高濃度的潤滑油的一實施方式中，該烴產物可具有大約150-300℃的初始沸點。相較之下，具有高濃度的燃料油餾分但仍具有相當數量的輕油及汽油的烴產物，可仍具有一較低的初始沸點，其係因輕油及汽油可在介於40-200℃之間的溫度開始沸騰。在主要為潤滑油、重瓦斯及殘渣產物的一烴產物中，相較於前述實施例，該烴混合物可具有高得很多的初始沸點，例如：介於275℃-450℃之間。

在一些實施方式中，該烴產物120在每一克的烴產物中，可包含0.01至0.25克的烴，具有一沸點範圍分布介於該烴產物的初始沸點及204℃之間。在另一實施方式中，該烴產物在每一克的烴產物中，可包含至少0.1克的烴，具有一沸點範圍分布自該烴產物的初始沸點至253℃。在其他實施方式中，該烴產物在每一克的烴產物中，可包含至少0.4克的烴，具有一沸點範圍分布自該烴產物的初始沸點至538℃。

烴產物120的額外實施方式，在每一克的烴產物中，可包含至少0.05克的烴，具有一沸點範圍分布介於204℃及260℃之間。烴產物120的實施方式，在每一克的烴產物120中，可進一步包含至少0.1克的烴，具有一沸點範圍分布介於260℃及343℃之間。烴產物的實施方式，在每一克的烴產物120中，亦可包含至少0.2克的烴，具有一沸點範圍分布介於343℃及510℃之間。在部分烴產物的實施方式中，該烴產物在每一克的烴產物中，可包含至少0.75克的烴，具有一沸點範圍分布自該烴產物120的初始沸點至高達739℃。在其他實施方式中，該烴產物120在每一克的烴產物中，可包含至多0.3克的烴，具有一沸點範圍分布大於738℃。

在一些實施方式中，烴產物120在每一克的烴產物中，可具有至少0.05克的汽油。該汽油餾分可具有一沸點範圍分布介於該烴產物的初始沸點及大約67℃之間。在其他實施方式中，該烴產物在每一克的烴產物中，可具有至多0.6克的汽油。

在一些實施方式中，該烴產物在每一克的烴產物中，可具有少於0.001克的烯烴。在一些實施方式中，該烴產物在每一克的烴產物中，可具有至少0.001克的烯烴。在一或更多個實施方式中，該烴產物在每一克的烴產物中，可具有少於0.02克的烯烴。在每一克的烴產物中所含的烯烴量的測量，可使用加拿大原油品質技術協會-藉由¹H-NMR方法之石油中的烯烴(Canadian Crude Quality Technical Association(CCQTA)-Olefins in Crude Oil by ¹H-NMR method)來測量。該烯烴餾分可具有一沸點範圍分布介於該烴產物的初始沸點及253℃之間。烯烴之非限制的實施例包含例如：苯乙烯(styrene)、1-己烯(1-hexene)、環己烯(cyclohexene)、薴烯(limonene)及反式-二苯乙烯(trans-stilbene)。

在一些實施方式中，該烴產物在每一克的烴產物中，可包含介於0.01及0.30克之間的汽油、輕油及/或石蠟。該汽油、輕油及/或石蠟餾分可具有一沸點範圍分布介於該初始沸點及大約204℃之間。

在一或更多個實施方式中，該烴產物在每一克的烴產物中，可包含至少0.05克的柴油。在其他實施方式中，該烴產物在每一克的烴產物中，可包含至多0.8克的柴油。該柴油餾分可具一沸點範圍分布有介於大約204℃及260℃之間。

在一些實施方式中，該烴產物在每一克的烴產物中，可包含至少0.1克的潤滑油。在其他實施方式中，該烴產物在每一克的烴產物中，該潤滑油可為至多0.8克。該潤滑油餾分可具有一沸點範圍分布介於大約260℃及343℃之間。

烴產物的實施方式，在每一克的烴產物中，可包含至少0.2克的燃料油、黃油(greases)、蠟(waxes)及/或一些柏油。在其他實施方式中，該烴產物在每一克的烴產物中，可包含至多0.8克的燃料油、黃油、蠟及/或一些柏油。該燃料油、黃油、蠟及/或一些柏油可具有一沸點範圍分布介於大約343℃及510℃之間。

烴產物的實施方式，在每一克的烴產物中，可包含至多0.3克的柏油，其中該柏油具有一沸點範圍分布大於738℃。

本發明的烴產物可包含顯著量的芳香烴化合物。該烴產物在每一克的烴產物可包含至少0.3克，或至少0.35gram克，或至少0.4gram克，或至少0.45gram克，或至少0.5gram的芳香烴化合物。

在一些實施方式中，該烴產物可具有一餾分油含量介於該烴原料的餾分油含量的50-150%之間。在每一克的烴產物中，該餾分油烴的餾分油含量範圍可介於0.00001-0.8克。在部分實施方式中，該烴產物可具有該烴原料的VGO含量的50-150%的VGO含量。在一些實施方式中，在每一克的烴產物中，該VGO含量範圍可介於0.0001-0.8克。

烴產物的實施方式可包含烴原料的至多90%的殘渣含量。在其他實施方式中，該殘渣含量可為該烴原料的殘渣含量的至多80%、至多50%、至多30%、至多20%、至多10%或至多3%。在部分實施方式中，該烴產物可具有一殘渣含量介於該烴原料的殘渣含量的70-130%之間。

烴產物的實施方式可具有烴原料的C₅及C₇瀝青烯總含量的至多90%的C₅及C₇瀝青烯總含量。在其他實施方式中，該瀝青烯含量可為該烴原料的至多50%、至多30%或至多10%。在部分實施方式中，該烴產物在每一克的烴產物中，可具有至少0.01克的C₅及C₇瀝青烯總含量。在其他實施方式中，該瀝青烯含量可為，在每一克的烴產物中，至多0.5克。在一些實施方式中，該烴產物的瀝青含量可為C₅瀝青烯的含量及/或C₇瀝青烯的含量。該瀝青含量可使用ASTM D3279-2或其等效方法測量。該瀝青含量可為，在每一克的含瀝青的烯產物中，瀝青烯正庚烷不溶物的克數之測量值。在一實施方式中，瀝青含量可為，在每一克的烴產物中，至少0.3克的瀝青烯可不溶於正庚烷。在一些實施方式中，含有瀝青或瀝青烯的烴產物可具有小於1.5：1的氫對碳比例。

用於定量C₅或C₇瀝青烯含量的方法的實施方式可包含測定瀝青烯的質量百分比，其係藉由正庚烷溶劑中之瀝青烯的不溶性定義。其特點在於正庚烷中之瀝青烯的不溶性的方法的實施方式，可以適用於所有可被蒸餘(topped)至大約343℃或更高的餾分點(cut-point)的固體及半固體瀝青、瓦斯油、重燃料油及原油。

氫對碳的H/C比例可藉由ASTM D5291或等效方法測定。在一些實施方式中，該H/C比例可介於0.01：1至0.09：1之間、0.1：1至0.49：1之間、0.50：1至1：1之間及/或1：1至1.5：1之間。據此，在其他實施方式中，該H/C比例可為少於1：100、少於1：75、少於1：50、少於1：30、少於1：20或少於1：10。在一些實施方式中，用於測試的方法測得，多種烴及烴產物，包含：石油、燃料油、添加劑、潤滑劑及殘渣，可包含至少75至85質量%的碳及9至16質量%的氫之濃度範圍。採用了用於測定該氫對碳比例的部分方法的實施方式，可將其結果表示為碳的質量%及氫的質量%。

包含瀝青或瀝青烯的烴產物可為粗瀝青(crude asphalt)烯原料的產物。在粗瀝青烯原料用於做為烴原料101的實施方式中，該瀝青烯產物120的總酸值(TAN)可小於該粗瀝青烯原料的總酸值。在一些實施方式中，該瀝青烯產物的TAN可介於該瀝青烯原料的TAN的5至90%之間。瀝青烯產物的實施方式，可具有每一克的含瀝青烯產物，小於0.5mg KOH的TAN。

包含瀝青或自烴受氧化脫硫處理的粗瀝青烯原料中獲得的烴產物，可具有小於該烴原料之黏性的烴產物黏性。例如，在一些實施例中，使用ASTM D7042以量測該黏性時，於15℃、80℃、100℃、120℃量測，包含瀝青之烴產物的黏性可具少於該烴原料之黏性。在一些實施例中，用於測定黏性的方法，可包含烴及烴產物的動態黏度(η)及密度(ρ)的測量，以及其可為透明或不透明。動力黏度(v)可藉由將動態黏度(η)除以密度(ρ)來獲得，該動態黏度(η)及密度(ρ)係在相同的測試溫度中獲得。該等方法的實施方式可包含測定烴及烴產物的密度或相對密度，以用於將所測得的體積換算成在15℃之標準溫度下的體積。由測試方法所獲得的結果，可取決於在一些實施方式中的樣品的特性，以及其係被預期主要應用在剪切應力與剪切速率成正比(牛頓流動特性(Newtonian flow behavior))的液體。

在其他實施方式中，ASTM D7042方法可被用於測量包含瀝青或粗瀝青的烴產物及烴原料的密度。當在15℃下測量時，該烴原料的密度可為10.5克/立方公分(g/cc)或更高。在其他實施方式中，該烴產物的密度可在高於15℃的區間測量，例如80℃、100℃及120℃，隨後外推回15℃，以測定該烴產物的密度系大於1.05g/cc。

在一些實施方式中，作為自烴產物移除雜原子的結果，包含烴產物120的輕油相，相較於未經處理、受汙染的原料，可具有較低的密度及黏性。在15℃下測量，重苛性鹼相的密度可為介於大約1.0至大約3.0g/cc的範圍，以及輕產物油相可具有大致介於大約0.7至大約1.1g/cc的範圍。

在一些實施方式中，粗瀝青烴產物的組成成分，在氧化脫硫後，可具有一些殘渣或殘留的金屬。該烴產物的金屬含量可少於該粗瀝青烴原料。在一些實施方式中，該烴產物可具有小於該烴原料的金屬含量的90%的總金屬含量。在其他實施方式中，該烴產物可小於該烴原料的金屬含量的50%、20%或10%。該產物可進一步經由習知的精鍊操作處理，包含但不限於：氫化處理、氫化裂解、流化催化裂化、焦化、蒸餾等。

在一些實施方式中，該烴原料101、烴產物120及中間產物111可藉由使用紅外(IR)光譜來賦予其特徵，以測定該烴產物的特徵及特性。紅外光譜可被用於測量在每一波長或波數的吸收度(A)，以及隨後峰可被沿著該光譜描繪，其中沿著該光譜的位置可代表官能基類別(functional class)(例如：亞碸或碸)，以及峰的的高度或面積可正比於該官能基類別的量(例如：重量%)。非限定之官能基類別之實施例的列表係於下列表1及表2中提供。

該烴原料、烴產物及中間產物可藉由任何習知的紅外線光譜技術測量。舉例來說，每一烴可使用衰減全反射傅里葉轉換紅外光譜法(attenuated total reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy)測量。在一些實施方式中，烴原料101、亞碸化中間流111及烴產物的含量之測量的實施方式，可被“乾淨(neat)”的測量(沒有添加溶劑或添加劑)。

圖7a至圖7e中提供的紅外光譜，說明使用紅外光來特性化、比較及對照烴原料101、烴產物120及中間流111的組成成分及含量的實施例。在一些實施方式中，在分類該中間流及烴產物的特徵成分時，所關注的紅外光譜峰或面積，可為對應於碸及亞碸官能基團的峰或面積。表1提供了典型的紅外吸收頻率的例子，以及一些描述頻帶之振動、範圍及強度的樣品特徵。下列表2提供用於紅外光譜之多種官能基類別的吸收範圍的例子，其包含可能存在於該烴原料、亞碸化中間烴產物及烴產物中的組成成分類別，例如：碸、亞碸及硫酸鹽。

參照圖7a至7e作為紅外光譜的一實施例，用於該烴產物120、中間流111及烴原料101的一紅外光譜參考峰可被建立於1445cm^-1及1465cm^-1之間。在一些實施例中參考峰的峰高度或面積可在大約1445cm^-1。在圖7a至7e中描述的實施方式中，參考峰的高度或面積可被歸一化(normalized)，使得參考峰的峰高度或面積可為大約1.0吸收度(A)。在另一實施方式中，該參考峰可藉由絕對吸收度測量，而非歸一化該曲線。

如圖7b及圖7d所示，中間產物111可藉由紅外光譜峰的出現而賦予其特徵，其係藉由使用紅外光譜儀記錄定義一或多個峰。該等峰可被稱為第一、第二、第三、第四或第五峰等，然而峰的名稱係表示該峰被討論的先後次序。峰的位置及識別性質可基於峰在紅外光譜期間被定位的波長或波數，而非峰作為第一、第二或第三等名稱。舉例來說，一峰可因為其係位於較低的波數，在一實施方式中被稱為第一峰，而在另一實施方式中，當該峰隨其他峰之後出現時，其亦可被稱為第二峰或第三峰。同樣地，在一第一實施方式中，在紅外光譜中呈現作為“第二峰”之峰，在一第二實施方式中可能被作為第一峰，其中該第一實施方式中的“第一峰”並未在該第二實施方式中呈現。

可表徵中間產物111的內含物的第一峰，可於大約1310cm^-1至 1285cm^-1的波長或波數之間呈現於紅外光譜。此一第一峰可具有參考峰的高度或面積的至少大約28%的高度或面積。在一些實施例中，該第一峰可具有參考峰的高度或面積的大約至少30%、至少35%、至少40%、至少50%、至少70%、至少85%、至少100%或大於100%的高度或面積。

中間產物111的實施方式亦可使用紅外光譜，藉由另一峰的呈現來分類。此一第二峰可於大約1135cm^-1及1110cm^-1之間的波長或波數，出現在紅外光譜讀數上。此一第二峰的峰高度或面積可呈現於大約1125cm^-1的波長或波數。中間產物111的實施方式，可展現一第二峰，其可具有參考峰的高度或面積的大約至少22%的高度或面積。在一些實施方式中，該第二峰可具有參考峰的高度或面積的大約至少25%、至少30%、至少40%、至少50%、至少70%、至少85%、至少100%或大於100%的高度或面積。

在一些中間產物111的實施方式中，該中間產物可藉由使用紅外光譜定義之又一第三峰，來賦予其特徵。此一第三峰可於大約1040cm^-1及1000cm^-1之間的波長或波數，出現在紅外光譜讀數上。此一第三峰的峰高度或面積可呈現於大約1031cm^-1的波長或波數。中間產物111的實施方式，可展現一第三峰，其可具有參考峰的高度或面積的大約至少22%的高度或面積。在一些實施方式中，該第三峰可具有參考峰的高度或面積的大約至少25%、至少30%、至少40%、至少50%、至少70%、至少85%、至少100%或大於100%的高度或面積。

烴產物120的實施方式亦可使用類似於中間產物111的方式，藉由紅外光譜來賦予其特徵。舉例來說，該烴產物可藉由峰的出現而賦予其特徵，其係藉由使用紅外光譜儀記錄定義一或多個峰。舉例來說，在一實施方式中，可表徵該烴產物120的內含物的第一峰，可於大約1310cm^-1至1285cm^-1的波長或波數之間呈現於紅外光譜。此一第一峰可具有參考峰的高度或面積的至少大約28%的高度或面積。在一些實施例中，該第一峰可具有參考峰的高度或面積的大約至少30%、至少35%、至少40%、至少50%、至少70%、至少85%、至少100%或大於100%的高度或面積。

烴產物的實施方式亦可使用紅外光譜，藉由其他峰的呈現來分類。一第二峰可於大約1135cm^-1及1110cm^-1之間的波長或波數，出現在紅外光譜讀數上。此一第二峰的峰高度或面積可呈現於大約1125cm^-1的波長或波數。烴產物120的實施方式，可展現一第二峰，其可具有參考峰的高度或面積的大約至少22%的高度或面積。在一些實施方式中，該第二峰可具有參考峰的高度或面積的大約至少25%、至少30%、至少40%、至少50%、至少70%、至少85%、至少100%或大於100%的高度或面積。

在一些烴產物120的實施方式中，該烴產物可藉由使用紅外光譜定義之一第三峰，來賦予其特徵。該一第三峰可於大約1040cm^-1及1000cm^-1之間的波長或波數，出現在紅外光譜讀數上。此一第三峰的峰高度或面積可呈現於大約1031cm^-1的波長或波數。烴產物120的實施方式，可展現一第三峰，其可具有參考峰的高度或面積的大約至少22%的高度或面積。在一些實施方式中，該第三峰可具有參考峰的高度或面積的大約至少25%、至少30%、至少40%、至少50%、至少70%、至少85%、至少100%或大於100%的高度或面積。

在一些中間產物111及烴產物120的實施方式中，其係具有一參考峰、一第一峰、一第二峰或一第三峰，分類該等峰的位置的波長或波數可於本文中所描述之峰的高及低之範圍的邊界的+/- 10%之間變化。自中間產物111 或烴產物120衍生的餾分油，其係具有一參考峰以及複數峰如：一第一峰、一第二峰或一第三峰，其峰高度或面積與參考峰之間的關係可於本文中所描述的+/- 60%之間變化。下列非限制性的實施例說明本發明的部分態樣：

實施例1

催化劑的製備

雙(甘油)氧代鈦(IV)(Bis(glycerol)oxo titanium(IV))係根據美國專利8,394,261 B2的方法製備，其係藉由引用包含於本文。氧氯化鈦(Titanium oxychloride)(2公斤(kg)，Millenium Chemicals)係被去離子水(2kg)稀釋，且隨後被添加至包含甘油(2kg)之20公升(l)的圓底燒瓶。該混合物係被攪拌，直到獲得稻草色。該20公升的圓底燒瓶係隨後在真空下(-25吋Hg)於旋轉蒸發器中被加熱至50℃，以移除過量的水及氫氯酸。當為觀察到液體被近一步濃縮時，該燒瓶係再次填充水(0.65l)，並旋轉蒸發以移除過量的水及氫氯酸。其係被額外地重複2次。在最後的蒸發之後，該具黏性、稻草色的液體係被秤重(2.64kg)，以及使用甲氧基丙醇(methoxypropanol)(0.85kg)稀釋，以降低黏性。其係隨後被使用三乙基胺(triethylamine)(3.3kg，在乙醇中33%重量/重量)中和。該結合的中和溶液係隨後被冷卻數小時，產生氫氯酸三乙基胺(triethylamine hydrochloride)的桿狀針狀物。該氫氯酸三乙基胺結晶係藉由真空過濾移除。該過濾物係被緩慢的添加至丙酮(acetone)(70L)中，使得該產物以白色固體沉澱。該丙酮係隨後被輕輕倒出，並獲得一灰白色固體殘渣。該灰白色固體殘渣係隨後使用己烷(20L)強力地洗滌，以得到細緻的白色粉末。該粉末係藉由過濾收集(基於Ti，產率>63%)。計算之Ti%：16.98。分析：16.7；mp DSC(dec)273℃；ESI-MS(positive mode)245amu；¹H-NMR(DMSO-d6)4.25(br s,4H),3.45(m,2H),3.38(m,4H),3.31(m,4H)。

實施例2

將催化劑吸收至載體的一般方法

自實施例1之催化劑的2%溶液(以重量計)係藉由與甲醇混合製備。該溶液係在室溫中被添加至二氧化矽載體直到該固體係完全地浸入。該固體係被浸泡大約30分鐘，或直到所有的氣體係被取代。該液體係自該固體輕輕倒出，且該固體係在真空(50℃)中乾燥，直到該固體的重量不再改變。在二甲苯(xylene)中的叔丁基過氧化氫(t-butyl hydroperoxide)的40%溶液係添加至該乾燥的催化劑包覆載體，直到該固體係完全地浸入。該載體係在95℃下，溫和地混合90分鐘。之後，該液體係自該固體輕輕倒出。隨後該固體係使用足量的己烷洗滌，直到己烷中殘留的的過氧化物係少於0.5%。該固體係隨後在50℃下於真空中乾燥，直到該固體的重量不再改變。

實施例3

苛性鹼處理混合物的製備

包含79.1% w/w的硫化鈉九水合物(sodium sulfide nonahydrate)及20.9% w/w的丙二醇(propylene glycol)的溶液係被製備。該混合物係被加熱至50℃，以確保完全地溶解。該溶液係於溫水浴中儲存，以避免硫化物在進一步使用之前沉澱。

實施例4A及4B

連續的催化雜原子氧化

具有20之長烴比(長度/直徑)的水夾套活塞流反應器(water-jacketed plug flow reactor)係填充171克之根據實施例2之方法所製備的載體化催化劑，其係包含大約0.4% w/w的Ti。該反應器溫度係穩定於95℃。阿薩巴斯卡柏油原料(Athabasca bitumen feed)係於一不鏽鋼滾筒中，在氮氣下被加溫至80℃，以便於抽吸進入該反應器。該柏油係與過量的二甲苯中的叔丁基過氧化氫溶液(40% w/w)結合，以於該反應器入口處獲得6：1莫爾比的過氧化物與硫。

該溶液係以足夠的流量被抽吸進入該反應器中，以在該反應器中獲得90分鐘的液體留滯時間。樣品係於該反應器的流出口被定期的收集，以測量過氧化物濃度。反應器流出物係被持續地在真空下蒸餾，以移除所有殘餘的過氧化物、叔丁醇(tert-butanol)以及二甲苯，並獲得一氧化的雜原子柏油流。

實施例4B係與4A相同，除了該反應溫度係增加至115℃。

實施例5A及5B

實施例4之輸出物的苛性鹼處理

實施例4A及4B之氧化的雜原子柏油流係被各別地與實施例3之混合物一同進料至一連續攪拌槽反應器(continuously stirred tank reactor,CSTR)，以藉此在275℃、300psig下獲得90分鐘的液體滯留時間。該反應器流處物係流至一重力沉降器，產生一油相以及一經使用的苛性鹼相。該由產物係自該經使用的苛性鹼相分離。4A、4B、5A、5B的產物以及烴原料可藉由圖7a至圖7e中所描述的紅外光譜列印來比較及賦予其特性。

雖然本發明已會同上述所列之實施方式描述，但顯然許多替代、修改及變化對於本發明所屬技術領域中具有通常知識者來說，是顯而易見的。據此，本發明上列所述之較佳實施方式之意圖係為舉例說明，而非限制。在不背離本發明之下列申請專利範圍之精神及範圍的情形下，可進行多種改變。申請專利範圍提供了本發明所涵蓋之範疇，且不應被限制於本文所提供的特定實施例。