專利名稱：油品氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置及操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溶劑油氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置及操作方法，尤其是涉及油品氧化脫硫 連續(xù)反應(yīng)裝置及操作方法，屬于石油化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
如何高效的脫除石油產(chǎn)品中的硫化物一直是人們研究的熱點(diǎn)。目前，生產(chǎn)低硫石油產(chǎn) 品的技術(shù)主要是加氫脫硫技術(shù)(HDS)，在高溫高壓的條件下，使用催化劑進(jìn)行加氫，加氫 后石油產(chǎn)品中的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為硫化氫。現(xiàn)今國(guó)內(nèi)加氫脫硫技術(shù)的硫化物脫除極限要高于國(guó) 外以及即將在國(guó)內(nèi)推行的新標(biāo)準(zhǔn)。如果要增大加氫脫硫的深度，勢(shì)必要增大操作溫度和壓 力，研制新型的催化劑，從而石油產(chǎn)品加工的投資將大大增加。因而其產(chǎn)品的價(jià)格也不能 讓眾多消費(fèi)者接受，所以如果不開(kāi)發(fā)新型有效的廉價(jià)脫硫技術(shù)，超低硫含量石油產(chǎn)品的生 產(chǎn)必會(huì)短缺而引起價(jià)格暴漲的危機(jī)。此外，加氫過(guò)程可能會(huì)大幅度降低油品中芳烴的含量， 對(duì)生產(chǎn)高芳烴含量的產(chǎn)品不利。
氧化脫硫近幾年來(lái)得到人們的廣泛重視。其中，超聲波作用下的氧化脫硫已經(jīng)成為一 種公認(rèn)的高效脫硫方式，已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中成功的將汽油柴油產(chǎn)品的脫硫率在很短的時(shí)間內(nèi) 提高到98%以上。專利CN1412280A介紹的一種高效的超聲氧化脫硫方法，該方法在10分 鐘內(nèi)就可以將油品中的硫含量降低到98%以上。文獻(xiàn)(Energy & Fuels 2008, 22, 1130-1135 ) 報(bào)道了一種連續(xù)超聲氧化脫硫的工藝流程，該流程中的反應(yīng)部分采用了專利CN1412280A 中介紹的催化劑和氧化劑，在20kHz的超聲作用下進(jìn)行連續(xù)化的氧化脫硫過(guò)程。但是該方 法有著明顯的缺陷該工藝方法操作條件不穩(wěn)定，容易偏離優(yōu)化的操作條件。并且，該方 法采用的催化劑雖然催化效果好，但是制備成本高，不易回收再生，尤其是在原料油芳烴 含量較高的情況下，該催化劑難以回收，這就無(wú)形中提高了氧化脫硫的成本。并且采用的 探頭式超聲波發(fā)生器由于諸多技術(shù)問(wèn)題，已經(jīng)證明很難在大處理量的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng) 用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公布了一種油品氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置。本發(fā)明的
技術(shù)方案如下
如圖1所示，本發(fā)明的油品氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置是在反應(yīng)器3內(nèi)的底部設(shè)置有超聲發(fā)生器2，在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置l，采用超聲強(qiáng)化和機(jī)械攪拌共同使用。 本發(fā)明所述反應(yīng)裝置可采用方形、柱形、錐形或菱形。
本發(fā)明所述超聲強(qiáng)化可采用探頭式和槽式超聲發(fā)生器，超聲波的頻率在 20kHz-1000kHz之間，優(yōu)選20-40kHz。
本發(fā)明所述機(jī)械攪拌可以是槳式、帶式、磁力攪拌，機(jī)械攪拌的轉(zhuǎn)速為100-2000轉(zhuǎn)/ 分鐘。
本發(fā)明解決了油品處理過(guò)程乳化程度不夠而導(dǎo)致脫硫效率低的問(wèn)題，其次使得反應(yīng)體 系所接受的超聲輻射效率因攪拌的作用大大提高。因此該反應(yīng)裝置運(yùn)行后很快就達(dá)到穩(wěn)定 的操作狀態(tài)，裝置的操作彈性大，不易受處理量以及原料變化帶來(lái)的不利影響。


圖l:油品氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于此。
采用如附圖1所示的用于油品氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置，在反應(yīng)器3內(nèi)的底部設(shè)置有 超聲發(fā)生器2，在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置1。反應(yīng)器上設(shè)置有物料的進(jìn)口 4和物料出口 5， 所述的反應(yīng)器采用方形、柱形、錐形或菱形。超聲發(fā)生器為探頭式或槽式超聲發(fā)生器。攪 拌裝置為槳式、帶式或磁力攪拌器。 實(shí)施例1
原料油與催化氧化劑從進(jìn)口 4進(jìn)入油品氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置的反應(yīng)器3內(nèi)，攪拌 裝置1在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、攪拌，底部的超聲發(fā)生器2發(fā)射頻率為20 kHz 的超聲波?；旌衔锪显跀嚢韬统暡ü餐饔孟鲁浞秩榛⑦M(jìn)行催化氧化反應(yīng)，混合物料 在反應(yīng)器3內(nèi)反應(yīng)一定時(shí)間后，從物料出口 5流出反應(yīng)器3，進(jìn)入后續(xù)處理裝置。經(jīng)過(guò)該 油品氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置處理后的油品的脫硫率可達(dá)60 % 。
實(shí)施例2
原料油與催化氧化劑從進(jìn)口 4進(jìn)入油品氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置的反應(yīng)器3內(nèi)，攪拌 裝置1在2000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、攪拌，底部的超聲發(fā)生器2頻率為40 kHz的 超聲波?；旌衔锪显跀嚢韬统暡ü餐饔孟鲁浞秩榛⑦M(jìn)行催化氧化反應(yīng)，混合物料在 反應(yīng)器3內(nèi)反應(yīng)一定時(shí)間后，從物料出口 5流出反應(yīng)器3，進(jìn)入后續(xù)處理裝置。經(jīng)過(guò)該油 品氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置處理后的油品的脫硫率可達(dá)95%。實(shí)施例3
原料油與催化氧化劑從進(jìn)口 4進(jìn)入油品氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置的反應(yīng)器3內(nèi)，攪拌 裝置1在1000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、攪拌，底部的超聲發(fā)生器2發(fā)射頻率為1000 kHz 的超聲波。混合物料在攪拌和超聲波共同作用下充分乳化并進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，混合物料 在反應(yīng)器3內(nèi)反應(yīng)一定時(shí)間后，從物料出口 5流出反應(yīng)器3，進(jìn)入后續(xù)處理裝置。經(jīng)過(guò)該 油品氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置處理后的油品的脫硫率可達(dá)80% 。
本發(fā)明采用超聲波和機(jī)械攪拌的共同作用強(qiáng)化催化氧化脫硫過(guò)程的進(jìn)行，在超低能耗 的條件下即可將各種石油原料以及產(chǎn)品中的硫化物脫除。文獻(xiàn)(Ultrasonics Sonochemistry 2006， 13, 523-528)等驗(yàn)證了攪拌對(duì)超聲反應(yīng)的強(qiáng)化作用。但是未對(duì)超 聲一攪拌反應(yīng)器的設(shè)計(jì)提供具體的設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明巧妙的將常用的攪拌方式與槽式超聲 波反應(yīng)器相結(jié)合。首先，解決了在處理不同油品時(shí)因乳化程度不夠而脫硫效果低的問(wèn)題。 其次使得反應(yīng)體系所接受的超聲輻射效率因攪拌的作用大大提高。因此該反應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行后 很快就達(dá)到穩(wěn)定的操作狀態(tài)，裝置的操作彈性大，不易受處理量以及原料變化帶來(lái)的不利 影響。所需的輸入功率比文獻(xiàn)(Energy & Fuels 2008， 22， 1130-1135)介紹的更低?？?廣泛的應(yīng)用于汽油，柴油以及渣油的脫硫過(guò)程。本發(fā)明所述各個(gè)系統(tǒng)的工藝都比較成熟， 使得該工藝能夠非常容易的進(jìn)行連續(xù)化的工業(yè)生產(chǎn)。
顯然，上述實(shí)施例僅僅是為了更清楚地說(shuō)明所做的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。 對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變 動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變 動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1、一種油品高效氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置，其特征是在反應(yīng)器(3)內(nèi)的底部設(shè)置有超聲發(fā)生器(2)，在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置(1)。
2、 如權(quán)利要求1所示的油品高效氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置，其特征是所述的反應(yīng) 器采用方形、柱形、錐形或菱形。
3、 如權(quán)利要求1所示的油品高效氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置，其特征是所述的超聲 發(fā)生器為探頭式或槽式超聲發(fā)生器。
4、 如權(quán)利要求1所示的油品高效氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置，其特征是所述的攪拌 裝置為槳式、帶式或磁力攪拌器。
5、 權(quán)利要求1所述的油品高效氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置的操作方法，其特征是采 用超聲強(qiáng)化和機(jī)械攪拌同時(shí)操作，超聲波的頻率在20kHz-1000kHz之間；機(jī) 械攪拌的轉(zhuǎn)速為100-2000轉(zhuǎn)/分鐘。
6、 如權(quán)利要求5所述的油品高效氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置的操作方法，其特征是 所述的超聲波的頻率為20-40kHz。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置及操作方法，本發(fā)明的油品氧化脫硫連續(xù)反應(yīng)裝置是在反應(yīng)器(3)內(nèi)的底部設(shè)置有超聲發(fā)生器(2)，在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置(1)，采用超聲強(qiáng)化和機(jī)械攪拌共同使用。超聲強(qiáng)化可采用探頭式和槽式超聲發(fā)生器，超聲波的頻率在20kHz-1000kHz之間，優(yōu)選20-40kHz。機(jī)械攪拌可以是槳式、帶式、磁力攪拌，機(jī)械攪拌的轉(zhuǎn)速為100-2000轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明解決了油品處理過(guò)程乳化程度不夠而導(dǎo)致脫硫效率低的問(wèn)題，其次使得反應(yīng)體系所接受的超聲輻射效率因攪拌的作用大大提高。因此該反應(yīng)裝置運(yùn)行后很快就達(dá)到穩(wěn)定的操作狀態(tài)，裝置的操作彈性大，不易受處理量以及原料變化帶來(lái)的不利影響。
文檔編號(hào)C10G27/00GK101412919SQ200810152340
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者劉麗艷, 清 夏, 李鑫鋼, 許長(zhǎng)春, 鑫 金 申請(qǐng)人:天津大學(xué)