[發(fā)明專利]一種旋流強(qiáng)化脫除油品中硫化物的系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107227170A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡軍;楊強(qiáng);劉洪來;汪華林
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: C10G25/06
• 分類號: C10G25/06;C10G25/05;C10G25/12
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責(zé)任公司31203
• 代理人: 顧雯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油化工與環(huán)保領(lǐng)域，涉及一種對油品進(jìn)行吸附脫硫和吸附劑同步分離處理的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

石油產(chǎn)品中含有大量硫化物，燃燒過程會(huì)被氧化轉(zhuǎn)化為SO_x排放，形成霧霾、酸雨等，對環(huán)境和生態(tài)平衡造成巨大的破壞。同時(shí)，油品中硫化物的存在還使燃油品質(zhì)劣質(zhì)化、腐燭器械、對石油加工工藝造成安全危害。為了實(shí)現(xiàn)更加清潔的燃料油品，全球各國都制訂了一系列燃料油硫含量標(biāo)準(zhǔn)，以期實(shí)現(xiàn)限制燃油中的硫化物排放。歐美發(fā)達(dá)國家和我國汽柴油國V和國VI標(biāo)準(zhǔn)都明確規(guī)定硫含量低于10ppm。對燃料油進(jìn)行深度脫硫，使硫含量低于10ppm的超潔凈燃料油已經(jīng)是全球性的趨勢。

不同餾程的石油餾分產(chǎn)品中硫化合物具有明顯的分布規(guī)律：分子量較低、較易脫除的元素硫、硫醇等主要分布在沸點(diǎn)較低(<280℃)的輕質(zhì)餾分中；而分子量較大且難易被脫除的芳香性的雜環(huán)類硫化物比如苯并噻吩(BT，沸點(diǎn)為220℃)、二苯并噻吩(DBT，沸點(diǎn)為320℃)等主要分布在沸點(diǎn)較高(>280℃)的重組分中，且隨著產(chǎn)品餾分的餾程溫度增大，沸點(diǎn)高、分子量大、難除去的有機(jī)硫化合物的含量也將隨之增高。因此，對于石油產(chǎn)品中的噻吩硫及其復(fù)雜衍生物的脫除極為重要。

目前煉油工業(yè)中較為成熟并得到廣泛應(yīng)用的脫硫方法是加氫脫硫，該技術(shù)能夠有效地脫除燃油中大部分的小分子硫化物，如硫醇、硫醚、二硫化物等，但是對于芳香性有機(jī)噻吩類硫，反應(yīng)存在一定的極限。同時(shí)由于加氫脫硫設(shè)備昂貴，工藝復(fù)雜；反應(yīng)過程需采用貴金屬催化劑，易失活；操作條件嚴(yán)苛需要高溫高壓；并且會(huì)造成辛烷值的一定損失，為了滿足市場對超低硫含燃油的日益上漲的需求，在傳統(tǒng)的加氫脫硫技術(shù)基礎(chǔ)上，致力開發(fā)高效的非加氫脫硫技術(shù)已刻不容緩。

吸附脫硫是利用物理或化學(xué)吸附作用將燃料油中的硫富集到吸附材料的表面和孔隙內(nèi)來實(shí)現(xiàn)脫硫。其常溫常壓法操作條件溫和、費(fèi)用低廉、綠色環(huán)保，被認(rèn)為是一種有潛力的深度脫硫方法。吸附脫硫過程中吸附劑對噻吩硫吸附的強(qiáng)化以及油品/吸附劑的液固分離的強(qiáng)化是該技術(shù)發(fā)展亟待解決的問題。

目前報(bào)道的吸附劑材料有很多種[RSC Advances,2014,4:35302–35317，Chem Soc Rev,2009,38(5):1284–1293]，主要包括改性分子篩,如陳標(biāo)華等研制的Ag₂O/NaY(專利號：CN 103191697A)、金鳴林等研制的金屬氧化物/活性碳復(fù)合物(專利號：CN 104028208A)，李燦等研制的金屬氧化物混合物(專利號：CN 103721668A)、以及其它新型多孔材料(專利號：CN 106000297A)。其中金屬有機(jī)框架材料(MOFs)具有特殊的結(jié)構(gòu)，可以與有機(jī)硫通過酸堿相互作用、π絡(luò)合、開放金屬位點(diǎn)(M-S鍵)等相互作用提高硫的吸附性能，有望成為優(yōu)異的脫硫吸附劑。改善吸附材料的孔道結(jié)構(gòu)，調(diào)控吸附材料的表面吸附活性，從而提高擇性吸附脫硫容量、吸附速率，提高吸附材料穩(wěn)定性和再生性能是吸附脫硫技術(shù)的關(guān)鍵之一。目前采用的吸附工藝主要包括固定床(專利號：CN104277877A)和流化床(專利號：CN 102839011A)，及其組合新方式(專利號：CN 105623733A)，存在能量效率相對較低、產(chǎn)品油細(xì)小吸附劑顆粒夾帶等一些工程問題，對油品后續(xù)使用過程中發(fā)動(dòng)機(jī)等工作效率產(chǎn)生極大隱患。

旋流場可使吸附劑顆粒和油品間不斷發(fā)生碰撞和旋轉(zhuǎn)，從而強(qiáng)化動(dòng)態(tài)吸附，同時(shí)旋流分離可對細(xì)小吸附劑顆粒群定向聚集，從油品中分離。此外，鑒于旋流器對細(xì)小顆粒分離具有高效特征，吸附劑可采用細(xì)小顆粒，由此減小了吸附過程傳質(zhì)阻力，進(jìn)一步強(qiáng)化了吸附速率，因此旋流技術(shù)是一種極具潛力的吸附和液固分離耦合的新工藝。迄今為止，本領(lǐng)域尚未開發(fā)出一種可以有效實(shí)現(xiàn)吸附脫硫和吸附劑分離的協(xié)同系統(tǒng)，因此開發(fā)具有高效性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性的油品脫硫新系統(tǒng)十分迫切。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種旋流強(qiáng)化脫除油品中硫化物的系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：一種旋流強(qiáng)化脫除油品中硫化物的系統(tǒng)，該系統(tǒng)的脫硫方法包括以下步驟：

步驟(1)吸附脫硫：吸附劑對油品中的硫化物進(jìn)行吸附；所述吸附劑和油品加入預(yù)混合吸附單元和液固懸浮液輸送單元，混合均勻，其中預(yù)混合吸附單元包括一個(gè)帶攪拌的密封釜，在此完成混合和吸附；吸附劑充分與油品中硫化物接觸，進(jìn)行吸附；再經(jīng)過物料泵輸送進(jìn)入旋流系統(tǒng)；