[發明專利]一種微界面強化柴油加氫精制反應系統及方法

在審

• 申請號: 201910196586.6
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN111359542A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 張志炳;周政;王寶榮;楊高東;孟為民;張鋒;李磊;羅華勛;楊國強;田洪舟;曹宇
• 申請（專利權）人: 南京延長反應技術研究院有限公司
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02;B01J8/00;C10G45/04;C10G45/06;C10G45/08
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本發明涉及一種微界面強化柴油加氫精制反應系統及方法，包括：液相進料單元、氣相進料單元、微界面發生器、固定床反應器和分離罐。與傳統的固定床反應器相比，本發明通過破碎氣體使其形成微米尺度的微氣泡，使微氣泡與柴油混合形成乳化液，以增大氣液兩相的相間面積，并達到在較低預設范圍內強化傳質的效果，在保證反應效率的同時，能夠使反應過程中的壓力降低10?80%；同時，本發明通過大幅度強化傳質，因此可大幅減小氣液比，這不但減少了氣體的物耗，同時也降低了后續氣體循環壓縮的能耗；且本發明所述方法工藝苛刻度低，生產安全性高，噸產品成本低，市場競爭力強。

技術領域

本發明涉及柴油加氫脫硫脫氮技術領域，尤其涉及一種微界面強化柴油加氫精制反應系統及方法。

背景技術

硫是自然界存在于柴油中的一種有害物質，隨著原油的不斷變重，柴油中的硫含量還會不斷增加。因而，有效的燃油加氫脫硫技術，對社會、經濟、環境的發展都有重要的作用。

目前加氫脫硫(HDS)技術是公認的最有效、最經濟的脫硫方法，尤其是選擇性加氫脫硫技術，即在脫除柴油大量含硫化合物的同時盡量抑制烯烴的飽和以減少辛烷值損失。這類技術具有操作條件緩和，柴油收率高，氫耗低和辛烷值損失小等特點。加氫脫硫技術的關鍵是加氫脫硫催化劑的選擇，負載型的鈷鉬催化劑是一類重要的柴油加氫脫硫催化劑，通常是把鈷鉬負載在多孔載體上(如氧化鋁、氧化硅、活性炭或其復合載體)，廣泛應用于加氫脫硫過程中，以獲得高質量柴油產品。

柴油中含氮化合物大部分為雜環化合物，非雜環氮化物主要是脂肪胺類和腈類，其含量很少，也容易發生加氫脫氮反應。雜環氮化物根據堿性的不同可分為堿性氮化物(主要包括吡啶類、喹啉類和吖啶類及其衍生物)和非堿性氮化物(主要包括咔唑類及其衍生物)。

盡管柴油中的氮含量低于硫含量，但氮化物會對油品的安定性產生巨大影響，氮化物的存在對硫化物的脫除會產生強烈抑制作用，尤其堿性氮化物更易吸附在催化劑的酸性中心上，且不易脫附，直接導致催化劑的活性中心數目下降，影響催化劑的活性和壽命，導致催化劑中毒失活，最終影響加氫產品質量。因此，減少柴油餾分中的氮化物對提高加氫脫硫反應活性具有重要意義。

中國專利公開號：CN108993521A公開了一種柴油加氫脫硫脫氮工藝，所述工藝采用填有加氫脫硫脫氮催化劑的固定床反應器，所述催化劑包括載體和活性組分；所述載體為合成骨架結構中摻入雜原子Cu²⁺的SAPO-5；所述活性組分為氮化二鉬MO₂N、氮化鎢W₂N、碳化鉬Mo₂C和碳化鎢WC的混合物；所述的催化劑含有催化助劑，所述催化助劑為TiO₂、CeO₂、V2O₅和NbOPO₄的混合物；所述固定床反應器的反應條件：反應溫度320-360℃，反應壓力6-8MPa，氫油體積比300-600，體積空速1.0-2.5h^-1。

由此可見，所述工藝存在以下問題：

第一，所述工藝在運行時使用的氫氣壓力過大，在運行時存在安全隱患，且需要消耗大量的資源，工藝運行成本高。

第二，所述工藝為保證催化劑活性，需要較高的反應溫度，在提高固定床中反應溫度的同時，進一步增加了所述工藝的能耗。

第三，所述工藝中僅僅將氫氣與柴油進行混合，使得氫氣分子無法與柴油進行充分混合，從而導致反應效率降低。

發明內容

為此，本發明提供一種微界面強化柴油加氫精制反應系統及方法，用以克服現有技術中氫氣無法與柴油充分接觸導致工藝能耗過高的問題。

一方面，本發明提供一種微界面強化柴油加氫精制反應系統，包括：

液相進料單元，用以存儲和輸送柴油；

氣相進料單元，用以存儲和輸送氫氣；