柴油加氢精制改造新工艺
在2004年美国石油炼制者协会年会上，题为"IsoTherming技术改造柴油加氢处理生产超低硫柴油"一文，详细讨论了生产超低硫柴油的障碍及这些障碍对装置改造的影响，并介绍如何用这种工艺克服这些障碍。
在生产超低硫柴油的反应中，4,6－取代二苯并噻吩反应速率极低，需要用两段脱硫。第一段是使分子中的一个芳环加氢，第二段是使饱和分子脱硫。此外还要考虑有机氮、氢耗和芳烃平衡等因素。有机氮化合物会吸附在催化剂活性中心上，从而会影响4,6－取代二苯并噻吩及其他有关化合物的脱硫，脱除有机氮可大大提高加氢精制催化剂的活性，镍钼催化剂的脱氮活性一般比钴钼催化剂高。生产超低硫柴油的化学氢耗大大高于生产低硫柴油的氢耗，脱除最后500PPm硫所需的氢耗并不大，但同时要饱和其他芳烃。对含裂化料及重质料少的原料只需增加氢耗5%～10%，对重质裂化料需增加150%，一般是增加40%～100％。由于芳烃平衡与脱硫相对抗的关系，有一个芳烃平衡点，再提高温度也不能使硫含量降低了。这个点与取代二苯并噻吩浓度、装置压力、氢分压、催化剂活性、原料氮含量、反应器温升和催化剂体积有很大关系。
为了克服上述障碍，在设计上必须考虑使用高压和大的催化剂体积、增加补充氢、增加催化剂体积、增加急冷氢、增加循环氢、增加催化剂体积和氢分压。
美国工艺动力学公司的IsoTherming工艺已成功地用于新墨西哥州盖洛普炼厂，该装置从2003年4月以来一直在运转。该工艺的关键是所有加氢反应所需的氢气在与催化剂接触以前溶解在液体中。对多数原料来说，所需氢气大于在反应条件下可溶解的数量，用循环产物来溶解所需增加的氢气。在柴油加氢处理装置改造中，IsoTherming部分可作为较高压力的预处理装置加进去，它可完全独立于现有装置。IsoTherming在较高压力下预处理，可降低有机氮和饱和取代二苯并噻吩及其他芳烃，使预处理之后的一般反应器在需要较少氢气的情况下操作，大大改进了其性能。另一个优点是作为添加装置的IsoTherming的大部分可以独立施工，从而减少停工时间，现有设备只需作少量修改。改造后生产超低硫柴油的氢耗为143立方米／立方米，其中107立方米／立方米用于IsoTherming，36立方米／立方米用于一般装置。与氢耗有关的温升由原料温度、循环液速率和加氢量控制。IsoTherming反应器的温升设计为17℃，后面的滴流床反应器温升约为22℃，这样就不需要增加急冷或处理气。盖洛普厂IsoTherming装置的设计操作压力为9.3MPa，40立方米的催化剂分装在两个反应器内，总液时空速5，补充气134立方米／立方米，采用高活性镍钼催化剂，产物有机氮小于5PPm，总硫低于500PPm。IsoTherming工艺包括一台新氢压缩机、一台新的原料加热炉及一台增压泵（还有一台备用）两个新的IsoTherming反应器和一台新的液体循环泵（有备用）。现有的滴流式反应器分配器和塔板需要改造。估计改造总费用为2180万美元，相当于一般改造的60％，可充分利用现有设备。