[發明專利]一種重油臨氫微波熱解反應系統及方法

有效

• 申請號: 201711434376.3
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108003921B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 周如金;趙加民;吳世逵;單書峰;邱松山
• 申請（專利權）人: 廣東石油化工學院
• 主分類號: C10G47/02
• 分類號: C10G47/02;C10G47/24;B01J19/12;B01J8/08
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王海燕

1.一種重油臨氫微波熱解反應系統，其特征在于：包括外筒體、內筒體、氣體分布器和微波發生器，所述外筒體包括從下至上依次連接的下圓筒體、錐形體和上圓筒體，所述內筒體設置在所述下圓筒體內部且所述內筒體的頂端位于所述錐形體內，所述氣體分布器設置在內筒體的底端內部，所述內筒體的底端側面上設有過料孔，所述下圓筒體上裝有用于隔離內部壓力并向內筒體中透入微波的隔離結構；所述內筒體由可透微波材料制成，所述外筒體的底端設有尾渣排出管和排出閥，所述微波發生器套設在所述下圓筒體外部。

2.根據權利要求1所述的重油臨氫微波熱解反應系統，其特征在于：所述下圓筒體、所述錐形體和所述上圓筒體的體積比為1:0.5～1:1～1.8；所述上圓筒體與所述下圓筒體的直徑比為1.2：1～2.2:1。

3.根據權利要求1所述的重油臨氫微波熱解反應系統，其特征在于：所述內筒體的徑向截面積為所述下圓筒體徑向截面積的50％～75％。

4.根據權利要求1所述的重油臨氫微波熱解反應系統，其特征在于：所述隔離結構設置在所述下圓筒體的中間位置，所述下圓筒體上開設有透波孔，所述透波孔與耐高溫高壓的紅寶石玻璃蓋板密封連接，所述的外筒體由不可透微波的材料制成，所述不可透微波的材料為不銹鋼。

5.根據權利要求1所述的重油臨氫微波熱解反應系統，其特征在于：所述的內筒體的底部設有過料孔；所述過料孔為豎直設置的長方型孔，所有所述過料孔的面積之和為與所述過料孔等高的所述內筒體側面表面積的50％～80％。

6.根據權利要求1所述的重油臨氫微波熱解反應系統，其特征在于：還包括氣泵，所述氣泵的入口連通氫氣源，所述氣泵的出口連通有換熱管，所述換熱管貫穿所述錐形體內部，所述氣體分布器包括環形管和布氣管，所述布氣管為若干個，均勻分布在所述環形管的下側，所述布氣管與所述環形管連通，所述換熱管的末端與所述環形管連通。

7.根據權利要求1所述的重油臨氫微波熱解反應系統，其特征在于：所述可透微波材料為陶瓷、有機玻璃和石英玻璃中的一種或多種。

8.根據權利要求1所述的重油臨氫微波熱解反應系統，其特征在于：還包括攪拌加熱器和油泵，所述攪拌加熱器設有重油進口、催化劑進口和排出口，所述排出口依次與所述油泵和進油管連通，所述攪拌加熱器能夠攪拌并加熱所述重油和所述催化劑。

9.根據權利要求1所述的重油臨氫微波熱解反應系統，其特征在于：還包括氣體冷卻分離器和固液分離器，所述氣體冷卻分離器與所述外筒體的頂端連通，所述氣體冷卻分離器的排渣口與所述固液分離器連通。

10.一種重油臨氫微波熱解反應方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：向攪拌加熱器內注入重油和催化劑，重油為常壓重油、減壓渣油、催化油漿、焦化重油和減粘渣油中的一種或多種；所述攪拌加熱器邊攪拌邊加熱所述重油和所述催化劑，直至所述重油和所述催化劑達到預熱溫度，所述預熱溫度為80℃～200℃；攪拌轉速為100r/min～1500r/min；

S2：油泵、氣泵和微波發生器啟動，所述油泵通過進油管向內筒體中導入一定量的預熱后的所述重油和所述催化劑后停止，所述氣泵通過氣體分布器持續向所述內筒體中導入氫氣，所述氣體分布器的布氣管中的氣速為5m/s～25m/s，使所述內筒體中的壓力為5MPa～16MPa；由于氫氣不斷的從氣體分布器中噴出，會使得內筒底部與外筒底部形成較大的壓差，進而使得回落的催化劑在內外筒體的壓差作用下經過過料孔，再在氫氣的引流作用下被吸引進入內筒體，促進氣-液-固三相在內筒體中快速流態化以及液-固兩相在內外筒體構成的環隙間形成高通量循環；所述的重油進入反應器后，部分重油會由于高溫進而氣化；氫氣上行，且氣速較高，未氣化的重油、催化劑和氣化后的油氣在高速的氫氣的帶動作用下，沿所述內筒體的內表面上行，進而流態化，使得氣-液-固三相充分混合，表觀停留時間為0.2s～3s；隨著所述氫氣的上行速度減慢，催化劑沿所述內筒體的外表面回落，回落的催化劑在內外筒體的壓差作用下，經過過料孔，再在氫氣的引流作用下被吸引進入所述內筒體，重油和催化劑如此循環混合；

S3：所述油氣上行經氣體冷卻分離器冷卻為氣體產品、液體產品和液渣，所述液渣經固液分離器分離為液體產品和廢渣，廢渣經由固液分離器的固相口排出；待重油熱解反應進行到一定程度或完成后，關閉氣泵和微波發生器，使尾渣下行經由過料孔、尾渣排出管和排出閥排出。