[發(fā)明專利]一種重油加氫系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811309944.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN111139101A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵濤;孫昊;張帥;高遠(yuǎn);韓偉;楊清河
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電工研究所
• 主分類號(hào): C10G49/00
• 分類號(hào): C10G49/00;B01J19/08
• 代理公司: 北京三聚陽光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 尚素麗

本發(fā)明涉及重油加氫技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種重油加氫系統(tǒng)，包括：反應(yīng)器組件，包括密封反應(yīng)器和套設(shè)在密封反應(yīng)器外的加熱裝置，密封反應(yīng)器的側(cè)壁上設(shè)置有用于觀察密封反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)情況的觀察區(qū)、允許富氫氣和重油進(jìn)入的進(jìn)口以及允許反應(yīng)后的產(chǎn)物排出的出口；一對(duì)放電電極，沿軸向?qū)ΨQ設(shè)置于密封反應(yīng)器內(nèi)，且一對(duì)放電電極之間形成反應(yīng)區(qū)。本發(fā)明的重油加氫系統(tǒng)光程更長，反應(yīng)器外殼不影響內(nèi)部地電極，在反應(yīng)器外殼上開設(shè)觀察窗不會(huì)影響反應(yīng)效果，使觀測具有明顯優(yōu)勢、易于實(shí)現(xiàn)等離子體的實(shí)時(shí)監(jiān)控并進(jìn)行等離子體光學(xué)原位診斷、實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的實(shí)時(shí)調(diào)控和最優(yōu)化控制，且控制手段多樣、調(diào)控效果好、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易操作、產(chǎn)品易擴(kuò)大、易于工業(yè)轉(zhuǎn)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及重油加氫技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種重油加氫系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，常規(guī)石油資源逐漸減少。目前，常規(guī)石油資源僅占在全球剩余可采石油資源中約30％左右，更多的是粘度更高、分子量更大、沸點(diǎn)更高的重質(zhì)原油資源。與重質(zhì)原油性質(zhì)類似，在石油煉制過程中大量生成的渣油同樣具有分子量大、粘度更高等特點(diǎn)。這兩種資源就是重油的主要來源。重油資源非常豐富，但由于受到當(dāng)前重油輕化技術(shù)的制約，大量重油無法得到充分地利用，每年有約35％的重油只能作為低附加值的燃料油使用，浪費(fèi)了大量的重油資源。實(shí)現(xiàn)對(duì)重油資源的高效加工與充分利用，對(duì)于保障我國的油品供應(yīng)、減少原油進(jìn)口、支持國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展以及保障國家能源安全等都具有重大意義。

傳統(tǒng)重油加氫技術(shù)按照反應(yīng)器形式可分為固定床加氫技術(shù)、移動(dòng)床加氫技術(shù)、沸騰床加氫技術(shù)和懸浮床加氫技術(shù)。前三種主要使用負(fù)載型催化劑，存在結(jié)焦和催化劑失活快、床層容易被焦炭和金屬有機(jī)物堵塞等問題。懸浮床加氫技術(shù)的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，沒有床層，不存在床層堵塞的問題，但脫硫率較低、殘留金屬和殘?zhí)贾岛芨撸枰渭庸ぁ鹘y(tǒng)加氫技術(shù)可以處理高硫、高殘?zhí)肌⒏呓饘俚牧淤|(zhì)重油，具有較高的輕質(zhì)油收率，但工作溫度和壓力較大，一般在300～450℃，10～20Mpa下進(jìn)行加氫反應(yīng)，生產(chǎn)運(yùn)營成本高。低溫等離子體中含有大量高能量電子、離子和自由基等活性物質(zhì)，能使常規(guī)條件下難以發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)得以順利進(jìn)行，目前已廣泛地應(yīng)用于材料表面處理、微電子加工、環(huán)保、能源、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。等離子體與催化劑之間存在協(xié)同效應(yīng)，一方面等離子體能夠提升催化劑活性、降低催化劑能夠提高催化劑的反應(yīng)活性、降低催化劑的使用條件；另一方面，催化劑能夠提高放電的強(qiáng)度和均勻性，并提高等離子體的選擇性，從而提高轉(zhuǎn)化效果。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，低溫等離子體協(xié)同催化劑重油處理技術(shù)具有低能耗、設(shè)備制造成本低、運(yùn)維相對(duì)簡單等優(yōu)勢。

申請(qǐng)?zhí)枮閁S6896854B2和US7494574B2的美國專利，公開了一種等離子體技術(shù)用于轉(zhuǎn)化天然氣和重質(zhì)烴的方法及裝置。該等離子體放電類型為同軸介質(zhì)阻擋形式(DBD)，由高壓電極、絕緣介質(zhì)以及低壓電極組成，絕緣介質(zhì)位于高壓電極與低壓電極之間。反應(yīng)區(qū)域位于兩個(gè)電極之間，為提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，優(yōu)選在反應(yīng)區(qū)域裝填催化劑。將天然氣和重質(zhì)油通入兩個(gè)電極之間進(jìn)行反應(yīng)，在高壓電場作用下，在一定的溫度，這些物質(zhì)得到活化，最終生成汽油、柴油等輕質(zhì)油分子。此方法不但可以實(shí)現(xiàn)低廉的重油資源的高價(jià)值加工，還可以高效利用豐富、廉價(jià)的天然氣資源以及其他低碳烷烴，同時(shí)減少裝置操作和維護(hù)費(fèi)用以及降低裝置長周期運(yùn)轉(zhuǎn)所面臨的環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。

申請(qǐng)?zhí)枮镃N102942950，公開日為2013年2月27日的中國發(fā)明專利，公開了一種提質(zhì)碳?xì)浠衔锷a(chǎn)輕質(zhì)油品的等離子體加氫反應(yīng)器。該等離子體放電類型為同軸介質(zhì)阻擋放電(DBD)，反應(yīng)氣體為H2或H/C≥2的富氫氣體，重油從上向下進(jìn)入等離子體放電區(qū)域，富氫氣體在等離子體中電離形成的H自由基與重油反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)重油加氫反應(yīng)。該發(fā)明可以填充床、固定床形式添加催化劑，也可以用分散型催化劑直接混入重油樣品，該結(jié)構(gòu)處理面積較大、容易擴(kuò)展。