CN105132016B - 超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置及脱硫方法 - Google Patents

Abstract

超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置及脱硫方法，由外围输送管路将脱硫塔(TA)、脱硫塔(TB)、脱硫塔(TC)相连；本发明将氧化脱硫技术、萃取脱硫技术、吸附脱硫技术有机地整合在一起，取长补短，并在超声波的辅助下，协同作用，形成可面对各种硫化物成份、不受硫含量浓度高低限制的新型联动脱硫技术及系统成套装置。操作简便、快捷、低投入、高效率、能耗低、安全隐患小、脱硫范围广、脱硫精度高，可达到硫含量10ppm，适用于各种不同类型的硫化物之脱除，所出产的燃油品质优良、环保；是目前诸多非加氢脱硫技术中的一种可实现大规模工业化操作、前景极为广阔、具有重要而深远意义的脱硫新技术。

Description

超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置及脱硫方法

技术领域

本发明属于车用燃油领域，涉及超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，也涉及超声波辅助车用燃油联动脱硫方法。

背景技术

随着环保法规的日益严格，车用燃油超低硫化、高清洁化是大势所趋。我国已制订出台了燃油“国Ⅴ”标准，规定了车用燃油中硫含量指标不得高于10ppm，即:小于或等于百万分之十；自2015年开始试行，2017年起全面执行。这意味着我国车用燃油超低硫化、高清洁化时代既将来临。因此，提高车用燃油脱硫技术已势在必行。

目前，世界石油炼制行业最普遍应用的脱硫技术是加氢脱硫技术，该技术可有效脱除无机硫和简单化学结构的有机硫，但对复杂化学结构的稠环噻吩类及其衍生物等就十分困难；通常采用多加氢、贵金属催化、并在高温高压的环境下进行，这就使得能耗增加，安全隐患增大，特别是投资成本的高昂，妨碍了在中小企业的推广应用(目前，国内中小企业仍在采用对环境十分有害的酸洗碱洗脱硫法)；同时，加氢过程又降低辛烷值，损害燃油性能，而对二苯并噻吩及其衍生物物杂环类硫化物的脱除还无能为力、束手无策。为此，国内外石化科技界精英们纷纷致力于开发各种经济、实用、可深度脱硫的新技术。

氧化脱硫技术、萃取脱硫技术和吸附脱硫技术，设备结构简单、投资成本不高、相对于加氢脱硫技术，只相当于三十分之一；工艺条件温和、安全隐患小、能耗低、生产效率高，综合效益明显优于加氢技术。同时，三者优势又各有千秋，吸附脱硫技术可实现超深度脱硫，可一旦硫含量浓度升高、以及面对一些分子特殊的硫化物成份时，如噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物等杂环类硫化物成份，能耗将会大幅度升高，不利于企业经济效益；氧化脱硫技术和萃取脱硫技术，能耗低，经济效益好，硫含量越高经济效益越显著，但由于客观生产条件难以确保氧化反应和萃取反应的深度和透彻度，所以，氧化脱硫技术和萃取脱硫技术难以实现超深度脱硫。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置。本发明将氧化脱硫技术、萃取脱硫技术、吸附脱硫技术有机地整合在一起，取长补短，并在超声波的辅助下，协同作用，形成可面对各种硫化物成份、不受硫含量浓度高低限制的联动脱硫系统成套装置。操作简便、快捷、低投入、高效率、能耗低、安全隐患小，脱硫范围广，脱硫精度高，可达到10ppm，即百万分之十以下的纯净度，适用于各种不同类型的硫化物之脱除，所出产的燃油品质优良、环保；是目前诸多非加氢脱硫技术中的一种可实现大规模工业化操作、前景极为广阔、具有重要而深远意义的脱硫新技术。

本发明的第二个目的是提供一种超声波辅助车用燃油联动脱硫方法。该方法将氧化脱硫技术、萃取脱硫技术、吸附脱硫技术有机地整合在一起，并在超声波辅助下，协同作用，将车用燃油中的硫份彻底脱除出去。

超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：由输送管路将第一脱硫塔(TA)、第二脱硫塔(TB)、第三脱硫塔(TC)相连；其中：

第一脱硫塔(TA)，顶部是第二上封头(31)，中部是第一柱体钢筒(30)，底部是第一下封头(21)；第一柱体钢筒(30)分为A、B、C三段；A段是萃取部分，萃取部分内置第二超声波发生器(29)、第二散流器(28)；第二超声波发生器(29)由第二支架(27)支撑；第二散流器(28)由无缝钢管连接于C段之第一上封头(25)出口；C段是氧化部分，内置第一散流器(23)、第一超声波发生器(24)；第一超声波发生器(24)由第一支架(22)支撑；第一散流器(23)由无缝钢管连接于进油管路之第八截止阀(19)；B段为过渡区；使用前，在第一柱体钢筒(30)之A段置放萃取剂，C段置放氧化剂；A段有第十三截止阀(35)为萃取剂注入口，C段有第十四截止阀(36)为氧化剂注入口；氧化部分之第一散流器(23)为来自第一储油罐(1)的原料油进口，萃取部分之第二散流器(28)为来自C段的、经氧化的原料油进口；第一脱硫塔(TA)顶部之第二上封头(31)上有经氧化萃取后的油品出口，原料油在第一脱硫塔(TA)中的流动方向是从下往上；原料油出口通向第二脱硫塔(TB)、或第三脱硫塔(TC)；

第二脱硫塔(TB)，顶部是第三上封头(40)，中部是第二柱体钢筒(46)，底部是第三下封头(54)；第二柱体钢筒(46)分A、B、C、D、E五段，第三散流器(41)、第一滤网(42)、第一填料孔(43)设置于第二柱体钢筒(46)的A段；第二滤网(44)、第一填料卸料孔(45)设置于第二柱体钢筒(46)的B段；第三滤网(47)、第二填料卸料孔(48)设置于第二柱体钢筒(46)的C段；第四滤网(49)、第一承载滤板(50)和第一卸料孔(51)，设置于第二柱体钢筒(46)的D段；两个用于观察的第一视窗透孔镜(52)、第二视窗透孔镜(53)，对称分置于第二柱体钢筒(46)的E段两侧；使用前，在第二柱体钢筒(46)之B段置放中小孔径活性碳吸附剂，C段置放中小孔径分子筛吸附剂，D段置放吸附助剂；第三上封头(40)有进油口，第三下封头(54)有出油口，原料油在第二脱硫塔(TB)中的流动方向是从上往下；第三下封头(54)出油口的原料油通向第三脱硫塔(TC)底部第四下封头(72)进油口；第三下封头(54)还是通向第二储油罐(91)的出油口；

第三脱硫塔(TC)，顶部是第四上封头(80)，中部是第三柱体钢筒(79)，底部是第四下封头(72)；第三柱体钢筒(79)分为A、B、C三段，第七滤网(78)、第二填料孔(77)设置在第三柱体钢筒(79)的A段；第六滤网(76)、第三填料卸料孔(75)设置在第三柱体钢筒(79)的B段；第五滤网(74)、第二承载滤板(73)、第二卸料孔(71)设置在第三柱体钢筒(79)的C段；使用前，在第三柱体钢筒(79)的B段置放大孔径分子筛吸附剂，C段置放大孔径活性碳吸附剂；第四下封头(72)有进油口，第四上封头(80)有出油口；原料油在第三脱硫塔(TC)中的流动方向是从下往上；第四上封头(80)的出油口通向第二储油罐(91)。

所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：第一柱体钢筒(30)、第二柱体钢筒(46)、第三柱体钢筒(79)的径向截面为圆形，也可以为椭圆形、长方形、正方形；所述第一柱体钢筒(30)的A段长度为1～20米，B段长度为0～3米，C段长度为1～20米；所述第二柱体钢筒(46)之A段长度为0.5～5米，B段长度为1～10米，C段长度为1～10米，D段长度为1～10米，E段长度为1～5米；第三柱体钢筒(79)之A段长度为0.5～5米，B段长度为1～20米，C段长度为1～20米；上述第一柱体钢筒(30)、第二柱体钢筒(46)、第三柱体钢筒(79)的内径均为米。

所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：脱硫塔的使用个数，可以根据生产工艺的需要而增加或减少。

所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述输送管路包括：第一脱硫塔(TA)的输送管路：第一脱硫塔(TA)萃取部分第二上封头(31)的出油口连接第十二截止阀(34)，第十二截止阀(34)输出端分别连接作为通向第二脱硫塔(TB)的第十七截止阀(39)、通向第三脱硫塔(TC)第十五截止阀(37)、第十一截止阀(33)、作为油品采样出口的第十截止阀(32)；萃取部分第二下封头(26)的出油口连接通向废物回收处理的截止阀(14)；氧化部分第一下封头(21)连接通向废物回收处理的第六截止阀(13)；第一脱硫塔(TA)的进油通路：由无缝钢管将第一储油罐(1)、第一截止阀(2)、过滤器(3)、第一油泵(4)、第一压力表(5)、第二截止阀(6)、第二压力表(12)、第一流量调节阀(15)、第一流量计(16)、第一止回阀(17)、第八截止阀(19)、第一散流器(23)顺次连接；第九截止阀(20)是原料油绕过第一脱硫塔(TA)，直接通向第二脱硫塔(TB)、或第三脱硫塔(TC)的进油口，第九截止阀(20)连接第一止回阀(17)，顺次将第九截止阀(20)、第十一截止阀(33)连接。

所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述输送管路包括：第二脱硫塔(TB)的进油通路：由无缝钢管顺次将第十七截止阀(39)、第三散流器(41)相连接；第二脱硫塔(TB)的排气通路：由无缝钢管将第二脱硫塔(TB)第三上封头(40)之排气口、第十六截止阀(38)、视镜(18)顺次相连接，并通向第一储油罐(1)；第二脱硫塔(TB)的第一出油通路通向第三脱硫塔(TC)：由无缝钢管顺次将第二脱硫塔(TB)下封头的出油口、第二十截止阀(57)、第一真空表(63)、第三油泵(65)、第二流量调节阀(66)、第二流量计(67)、第二止回阀(68)、第二十六截止阀(69)、第三脱硫塔(TC)第四下封头(72)的入油口相连接；第二脱硫塔(TB)第二出油通路：由无缝钢管顺次将第二脱硫塔(TB)第三下封头(54)之出油口、第二十一截止阀(58)、第三十一截止阀(85)相连接，并经第四油泵(87)，通向第二储油罐(91)；

所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述输送管路包括：第三脱硫塔(TC)的输送管路包括：进油通路：由无缝钢管顺次将第十五截止阀(37)、第二十五截止阀(64)相连接，第二十五截止阀(64)与第三油泵(65)连接，并经第三油泵(65)，通向第三脱硫塔(TC)；出油通路为：由无缝钢管将第三脱硫塔(TC)第四上封头(80)之出油口、第二十九截止阀(82)、第三十截止阀(83)顺次连接；第四油泵(87)、第四流量计(88)、第三止回阀(89)、第三十三截止阀(90)、第二储油罐(91)顺次连接；第三脱硫塔(TC)的排气通路：由无缝钢管将第三脱硫塔(TC)第四上封头(80)之排气口、第二十八截止阀(81)顺次相连接，并连接至第一储油罐(1)。

所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述第一脱硫塔(TA)中部第一柱体钢筒(30)之C段内置之第一超声波发生器(24)、A段内置之第二超声波发生器(29)，频率为10～50kHz，声强为0.1～1.8w/cm²；对氧化和萃取反应的辅助作用时间为5～30min。

所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述第二柱体钢筒(46)、第三柱体钢筒(79)侧壁所设置之第一填料孔(43)、第二填料孔(77)、第一填料卸料孔(45)、第二填料卸料孔(48)、第三填料卸料孔(75)、第一卸料孔(51)、第二卸料孔(71)的孔径为毫米；所述第一滤网(42)、第二滤网(44)、第三滤网(47)、第四滤网(49)、第五滤网(74)、第六滤网(76)、第七滤网(78)的密度为80～160目；所述第一承载滤板(50)、第二承载滤板(73)之上的圆孔直径为毫米，均匀密布于板面；所述第一视窗透孔镜(52)、第二视窗透孔镜(53)的孔径为100～300毫米。

所述超声波辅助车用燃油联动脱硫方法，其特征在于：脱硫过程为以下三个步骤顺次进行：

第一步骤为氧化和萃取：

A、使用前，在第一脱硫塔(TA)第一柱体钢筒(30)之A段置放萃取剂、C段置放氧化剂；

B、将燃油原料油经第八截止阀(19)通入第一柱体钢筒(30)之C段，在超声波的作用下，氧化剂将燃油原料油中的硫化物氧化成砜和亚砜，然后燃油原料油进入第一柱体钢筒(30)之A段，在超声波的作用下，萃取剂将砜和亚砜萃取而与油液分离；燃油原料油从第一脱硫塔(TA)顶部第二上封头(31)出口流出，流入第二脱硫塔(TB)第二柱体钢筒(46)之A段；

第二步骤为中小孔径吸附剂吸附：

C、使用前，在第二脱硫塔(TB)第二柱体钢筒(46)之B段置放中小孔径活性碳吸附剂，C段置放中小孔径分子筛吸附剂，D段置放复合助剂；

D、把经氧化和萃取步骤处理过的燃油原料油从第二脱硫塔(TB)第三上封头(40)之进油口、第三散流器(41)通入，先经过中小孔径活性碳吸附脱硫，然后用中小孔径分子筛吸附脱硫，最后用复合助剂吸附脱硫；脱硫合格燃油从第二脱硫塔(TB)第三下封头(54)之出口流出；经过检验脱硫不合格的原料油流入第三脱硫塔(TC)第四下封头(72)进油口；经过检验脱硫合格的原料油流入第二储油罐(91)；

第三步骤为大孔径吸附剂吸附：

E、使用前，在第三脱硫塔(TC)第三柱体钢筒(79)之C段置放大孔径活性碳吸附剂，B段置放大孔径分子筛吸附剂；

F、把经过第一步骤氧化和萃取脱硫、第二步骤中小孔径吸附剂吸附脱硫的油品，先经过大孔径活性碳吸附剂脱硫，后经过大孔径分子筛吸附剂脱硫；

脱硫合格燃油自第三脱硫塔(TC)的第四上封头(80)之出口流出，进入第二储油罐(91)；

所述超声波辅助车用燃油联动脱硫方法，其特征在于：

所述的第一脱硫塔(TA)第一柱体钢筒(30)之C段的氧化剂是包括过氧化氢、有机酸和硫酸亚铁的混合物，按照重量份计算比例为：过氧化氢3—4份，有机酸1—2份，硫酸亚铁0.1—0.3份；所述的第一脱硫塔(TA)第一柱体钢筒(30)之A段的萃取剂是包括N-二甲基甲酰胺、乙醇和水的混合物，按照重量份计算比例为：N-二甲基甲酰胺2—5，乙醇1—2，水1—2；

所述第二脱硫塔(TB)第二柱体钢筒(46)之B段置放的中小孔径活性碳吸附剂为竹制活性碳，其吸附孔径为0.6纳米；所述第二脱硫塔(TB)第二柱体钢筒(46)之C段置放的中小孔径分子筛吸附剂为丝光沸石分子筛，其吸附孔径为0.6纳米；所述第二脱硫塔(TB)中D段置放复合助剂为硅胶和硅藻土的混合物，硅胶和硅藻土按照重量份计算比例为：硅胶0.5—1.5份，硅藻土0.5—1.5份；

所述第三脱硫塔(TC)第三柱体钢筒(79)之B段置放的大孔径分子筛吸附剂为Y型沸石分子筛，其吸附孔径为0.9纳米；大孔径分子筛吸附剂也可以选用13X沸石分子筛，其吸附孔径为1纳米；第三脱硫塔(TC)第三柱体钢筒(79)之C段置放的大孔径活性碳吸附剂为椰壳制活性碳，其吸附孔径为0.9纳米。

动力系统之油泵电机与电源相连接。

所述第一储油罐(1)，置于系统之首，既可为1个，也可为多个，容积为30～3000立方米/罐。其作用是：储存未脱硫之油品。

所述第二储油罐(91)，置于系统之尾既可为1个，也可为多个，容积为30～3000立方米/罐。其作用是：储存已脱硫之油品。

所述第一油泵(4)、第二油泵(11)、第三油泵(65)，扬程均为10～100米，确保流体压力在1～10kg/cm²范围内可调节；第四油泵(87)，扬程为10～50米，确保流体压力在1～5kg/cm²范围内可调节。第一油泵(4)，其作用是：将未脱硫的油品输往第一脱硫塔(TA)脱硫、或第二脱硫塔(TB)脱硫；第二油泵(11)，其作用是：将凝析油油气分离后的液相油品输往第一脱硫塔(TA)脱硫、或第二脱硫塔(TB)脱硫；第三油泵(65)，其作用是：将经第一脱硫塔(TA)、第二脱硫塔(TB)脱硫未净的油品输往第三脱硫塔(TC)进行终极脱硫；第四油泵(87)，其作用是：将已完全脱硫的油品输往第二储油罐(91)。

所述第一流量计(16)、第二流量计(67)、第四流量计(88)，其作用是：监控系统内油液的流速和流量。其额定流速为0～70立方米/小时；精度误差应不超过0～1％的范围。所述第一止回阀(17)、第二止回阀(68)、第三止回阀(89)，其作用是：防止输油管中的油液回流。所述第一散流器(23)、第二散流器(28)，其作用是：分散流量，加速油品与氧化剂、萃取剂的溶合与反应。所述第三散流器(41)，其作用是：分散、减缓第一油泵(4)或第二油泵(11)所输出油液的冲击力，以免造成吸附剂飞溅而散乱。所述第一压力表(5)、第二压力表(12)，其作用是：监控第一油泵(4)、第二油泵(11)的输出压力。所述第一真空表(63)、第二真空表(84)，其作用是：监控第三油泵(65)之前、第四油泵(87)之前的真空度。所述第一柱体钢筒(30)，作为超声波辅助氧化脱硫、萃取脱硫装置的主体结构，其作用是：置放氧化剂和萃取剂，并与经过的原料油进行氧化和萃取反应。所述第二柱体钢筒(46)、第三柱体钢筒(79)，作为吸附脱硫工程装置的主体结构，其作用是：置放吸附剂，承载相关附设装置。所述第一填料孔(43)、第二填料孔(77)，其作用是：装填吸附剂。第一填料卸料孔(45)、第2填料卸料孔(48)、第3填料卸料孔(75)，其作用是：装填、卸除吸附剂。第一卸料孔(51)、第二卸料孔(71)，其作用是：卸除吸附剂。所述第一滤网(42)、第二滤网(44)、第三滤网(47)、第四滤网(49)、第五滤网(74)、第六滤网(76)、第七滤网(78)，其作用是：在吸附剂与吸附剂之间起隔离和过滤作用。所述第一承载滤板(50)、第二承载滤板(73)，其作用是：承载吸附剂。所述第一视窗透孔镜(52)、第二视窗透孔镜(53)。其作用是：观察第二柱体钢筒内脱硫后油液的流动情况。所述第十六截止阀(38)，其作用是：当原料油进入第二柱体钢筒(46)的A段时，排出其空气而让出其空间。所述第十八截止阀(55)，其作用是：当第二柱体钢筒(46)内油液进入E段时，排出其空气而让出其空间。所述第二十八截止阀(81)，其作用是：当油液进入第二柱体钢筒(46)的A段时，排出其空气而让出其空间。所述第十截止阀(32)、第十九截止阀(56)、第三十二截止阀(86)，其作用是：当第一柱体钢筒(30)、第二柱体钢筒(46)、第三柱体钢筒(79)内的原料油经脱硫后取样检验。所述第二十二截止阀(59)、真空器(60)、第二十三截止阀(61)，其作用是：在更换吸附剂前，将滞留在各吸附剂中的残余油液抽净。所述油泵、压力表、真空表、流量计、截止阀、连接管道和其它控制阀门以及电气元件等标准制式件，可根据不同的生产规模、产量，选用不同的型号规格。所述动力系统之油泵电机的启动、停止，均由人工手动控制。所述各部件在系统中的具体位置.

超声波辅助车用燃油联动脱硫方法为：

(1)填料：按规定位置和数量，将规定的各相应氧化剂、萃取剂、吸附剂填入各自的位置。

(2)检测油品中硫化物的含量及其分子结构、类型，确定脱硫工艺路线。

A型，原料油只经过第二脱硫塔TB脱硫，原料油的硫含量在10ppm以上30ppm以下，分子结构、类型为无机硫化物、有机硫化物之硫醇类的脱硫工艺路线为：第一储油罐1→第一截止阀2→过滤器3→第一油泵4→第二截止阀6→第一流量调节阀15→第一流量计16→第一止回阀17→第九截止阀20→第十一截止阀33→第十七截止阀39→第二脱硫塔TB→第二十截止阀57→第三十一截止阀85→第二真空表84→第四油泵87→第四流量计88→第三止回阀89→第三十三截止阀90→第二储油罐91。

B型，原料油先经过第二脱硫塔TB脱硫，再经过第三脱硫塔TC脱硫，原料油硫含量在30ppm以上70ppm以下，分子结构、类型为无机硫化物、有机硫化物之硫醇类的脱硫工艺路线：

第一储油罐1→第一截止阀2→过滤器3→第一油泵4→第二截止阀6→第一流量调节阀15→第一流量计16→第一止回阀17→第九截止阀20→第十一截止阀33→第十七截止阀39→第二脱硫塔TB→第二十截止阀57→第三油泵65→第二流量调节阀66→第二流量计67→第二止回阀68→第二十六截止阀69→第三脱硫塔TC→第二十九截止阀82→第三十截止阀83→第四油泵87→第四流量计88→第三止回阀89→第三十三截止阀90→第二储油罐91。

C型，原料油先经过第一脱硫塔TA，后经过第二脱硫塔TB脱硫。原料油硫含量在70ppm以上180ppm以下，分子结构、类型为无机硫化物、有机硫化物之硫醇、硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物等类型的脱硫工艺路线：第一储油罐1→第一截止阀2→过滤器3→第一油泵4→第二截止阀6→第一流量调节阀15→第一流量计16→第一止回阀17→第八截止阀19→第一第一脱硫塔TA→第十二截止阀34→第十七截止阀39→第二脱硫塔TB→第二十截止阀57→第三十一截止阀85→第四油泵87→第四流量计88→第三止回阀89→第三十三截止阀90→第二储油罐91。

D型，原料油顺次经过第一脱硫塔TA、第二脱硫塔TB、第三脱硫塔TC脱硫，原料油硫含量在180ppm以上，分子结构、类型为无机硫化物和有机硫化物的硫醇、硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物等类型的脱硫工艺路线：第一储油罐1→第一截止阀2→过滤器3→第一油泵4→第二截止阀6→第一流量调节阀15→第一流量计16→第一止回阀17→第八截止阀19→第一脱硫塔TA→第十二截止阀34→第十七截止阀39→第二脱硫塔TB→第二十截止阀57→第一真空表63→第三油泵65→第二流量调节阀66→第二流量计67→第二止回阀68→第二十六截止阀69→第三脱硫塔TC→第二十九截止阀82→第三十截止阀83→第四油泵87→第四流量计88→第三止回阀89→第三十三截止阀90→第二储油罐91。

E型，原料油顺次经过第一脱硫塔TA、第三脱硫塔TC脱硫。原料油硫含量在10ppm以上70ppm以下，分子结构、类型为有机硫化物的硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物等类型的脱硫工艺路线：第一储油罐1→第一截止阀2→过滤器3→第一油泵4→第二截止阀6→第一流量调节阀15→第一流量计16→第一止回阀17→第八截止阀19→第一脱硫塔TA→第十二截止阀34→第十五截止阀37→第二十五截止阀64→第三油泵65→第二流量调节阀66→第二流量计67→第二止回阀68→第二十六截止阀69→第三脱硫塔TC→第二十九截止阀82→第三十截止阀83→第四油泵87→第四流量计88→第三止回阀89→第三十三截止阀90→第二储油罐91。

F型，原料油顺次经过第一脱硫塔TA、第二脱硫塔TB、第三脱硫塔TC脱硫。原料油硫含量在70ppm以上，分子结构、类型为有机硫化物的硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物等类型的脱硫工艺路线：第一储油罐1→第一截止阀2→过滤器3→第一油泵4→第二截止阀6→第一流量调节阀15→第一流量计16→第一止回阀17→第八截止阀19→第一脱硫塔TA→第十二截止阀34→第十七截止阀39→第二脱硫塔TB→第二十截止阀57→第一真空表63→第三油泵65→第二流量调节阀66→第二流量计67→第二止回阀68→第二十六截止阀69→第三脱硫塔TC→第二十九截止阀82→第三十截止阀83→第四油泵87→第四流量计88→第三止回阀89→第三十三截止阀90→第二储油罐91。

(3)确定工艺路线后，启动油泵使油料进入系统，完成规定脱硫程序。

当油料为凝析油时，先经第一储油罐1→第一截止阀2→过滤器3→第一油泵4→第三截止阀7进入油气分离器(8)进行油气分离，气相部分，经第四截止阀(9)通向回收系统；液相部分，经第五截止阀(10)、第二油泵(11)、第一流量调节阀(15)、第一流量计(16)、第一止回阀(17)，进入脱硫系统，再根据硫含量和硫化物类型，选择脱硫工艺路线完成脱硫程序。

(4)抽样检验，合格，则输入第二储油罐(91)；若不合格，则分析原因，调整工艺参数，再次脱硫，直至合格为止。

(5)当第二脱硫塔(TB)和第三脱硫塔(TC)(吸附剂吸附量饱和而需更新或再生时，分别将第十八截止阀(55)、第二十七截止阀(70)打开，脱硫塔中余油分别从截止阀(55)、第二十七截止阀(70)流出，第二十二截止阀(59)、真空器(60)、第二十三截止阀(61)作用，将滞留在各吸附剂中的残余油液抽净；而后，再顺次由各卸料孔卸除各料。

(6)当氧化剂、萃取剂活性耗尽而需要更新时，经第六截止阀(13)、第七截止阀(14)，分别排出第一柱体钢筒(30)，而后再进入再生处理、或副产物回收处理。

本发明超声波辅助车用燃油联动脱硫方法的工作过程和原理：

程序(1)：填料：按规定位置和数量，将规定的各相应吸附剂、氧化剂、萃取剂填入各自的位置。

程序(2)：检测油品中硫含量在400ppm，分子结构、类型为无机硫化物和有机硫化物之硫醇、硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物等混合类型，选择脱硫工艺路线为前面所述D型：原料油顺次经过第一脱硫塔TA、第二脱硫塔TB、第三脱硫塔TC脱硫。

程序(3)：检查系统成套装置各部位部件工作位置、状态正确，启动脱硫工作程序：第一储油罐(1)中的原料油，经第一截止阀(2)、过滤器(3)、第一油泵(4)输出，再经第二截止阀(6)、第一流量调节阀(15)、第一流量计(16)、第一止回阀(17)、第八截止阀(19)、第一散流器(23)进入第一柱体钢筒(30)之C段。

油品进入第一柱体钢筒(30)之C段后，油品中的有机硫化物与氧化剂在第一超生波发生器(24)的辅助作用下，发生氧化反应，生成飒和亚飒，而后，飒和亚飒随油品经第二散流器(28)进入第一柱体钢筒(30)之A段，飒和亚飒与萃取剂在第二超声波发生器(29)的辅助作用下，产生物化反应而与油品分离。而后，经第十截止阀(32)取样化验。

经过氧化反应和萃取反应，油品中的绝大多数硫份已被脱除，余下硫份含量约在70ppm以下。

经氧化-萃取脱硫后的油品，经第十二截止阀(34)、第十七截止阀(39)、第三散流器(41)进入第二柱体钢筒(46)之A段，而后，凭借自身重力穿过第一滤网(42)，进入B段中小孔径活性炭吸附区，脱去相应硫份和氯、氧、氮、硅、胶质、重金属等有害物质；再穿过第二滤网(44)，进入C段中小孔径分子筛吸附区，脱去相应的硫份和所有的氯、氧、氮、硅、胶质、重金属等有害物质；再穿过第三滤网(47)，进入D段复合助剂吸附区，脱去残余的全部硫份和有害物质；再穿过第四滤网(49)、第一承载滤板(50)，降落至E段空间；经第一视窗透孔镜(52)、第二视窗透孔镜(53)，观察脱硫后油液的流动情况；经第(19)截止阀(56)取样化验

合格，则经第二十一截止阀(58)、第三十一截止阀(85)、第四油泵(87)、第四流量计(88)、第三止回阀(89)、第三十三截止阀(90)，进入第二储油罐(91)。

若不合格，则经第二十截止阀(57)、第三油泵(65)、第二流量调节阀(66)、第二流量计(67)、第二止回阀(68)、第二十六截止阀(69)、第二承载滤板(73)、第五滤网(74)，进入第三柱体钢筒(79)之C段大孔径活性碳吸附区继续脱硫；而后，再经过第六滤网(76)，进入大孔径分子筛吸附区，最终将残余硫份全部脱除；再经第七滤网(78)、第二十九截止阀(82)、第三十截止阀(83)、第三十二截止阀(86)采样确认，而后，再经第四油泵(87)、第四流量计(88)、第三止回阀(89)、第三十三截止阀(90)，进入第二储油罐(91)。

若还不合格，则分析原因，调整工艺参数，再次脱硫，直至合格为止。

更换吸附剂时，先开启真空器(60)，将滞留在各吸附剂中的残余油液抽净，而后再卸除旧料，填装新料。

超声波辅助车用燃油联动脱硫方法的工作原理：

氧化脱硫工作机理：鉴于含硫有机化合物、含氧有机化合物在水或极性溶剂中的溶解度，大于有机碳氢化合物，即烃或油类有机化合物，下面相同，在水或极性溶剂中的溶解度，同时含硫含氧的有机化合物在水或极性溶剂中溶解度，又大于单纯含硫有机化合物和单纯含氧有机化合物在水或极性溶剂中溶解度；为此，人们把烃类油液中的硫化物加以氧化，从而形成同时含硫含氧的有机化合物，以加大在水或极性溶剂中的溶解性，并使其从有机碳氢化合物中转移出来而溶解在水或极性溶剂中，从而实现脱硫的目的。本发明所用的氧化剂为：过氧化氢、有机酸、硫酸亚铁配制而成。

萃取脱硫工作机理：硫化物在不同介质中的溶解度不同，在水或极性溶剂中的溶解度极高，在烃类油品介质中的溶解度极低；鉴于这一点，选取对硫化物溶解力极强的介质，使硫化物全部溶解于该介质中，而后，将该介质与烃类介质分离，从而实现脱硫的目的。本发明所用的萃取剂为：是包括N-二甲基甲酰胺、乙醇和水的混合物。

吸附脱硫工作机理：吸附剂是一类特殊的固体物质，其内部存在着大量的、有规则的孔穴，在电场和特定电位键的作用下，与液态或气态分子存在着一种特殊的分子间引力，当吸附剂与液体或气体分子间引力大于液体或气体内部分子间引力、而液体或气体的内部压力又低于自身的饱和蒸气压时，形成分压，液体或气体分子就会凝聚而附着在固体物质表面上，这就是吸附作用，而且吸附速度极快；压差越大，分压越大；当被吸附物质分压升高时，就会产生多分子层吸附，分压越高，分子层越多，吸附物质越多；从而实现有害杂质与油液的分离。

吸附脱硫又分原子吸附和分子吸附，或叫化学吸附和物理吸附。原子吸附要求的工艺条件比较复杂，分子吸附要求的工艺条件则相对简单。本发明采用的是分子吸附脱硫法。本发明所用的吸附剂为：中小孔径活性碳、分子筛，大孔径活性碳、分子筛和助剂。

超声波辅助工作机理：超声波对液体媒质有三大作用：机械作用、空化作用、热作用；在氧化脱硫过程中，超声波主要起机械作用和空化作用，特别是空化作用。

机械作用的效应，是促进液体的搅拌，强化氧化剂与原料油之间的溶解、接触。

空化作用的效应，是在液体中形成空穴，当空穴内爆时，空穴内原先所含有的气体瞬间被猛烈压缩而产生5500℃的高温，空穴周围的液体也达2100℃，及周围局部高压；并伴生强烈的冲击波和时速400㎞的射流；同时，在溶液中产生羟基自由基即是·OH。这一空穴内爆过程，就为化学及石油化工过程提供了一种非常特殊的物化环境，从而促使氧化基与硫化物发生快速而深度的氧化反应、萃取反应。羟基自由基即是·OH是使硫化物氧化的主要因子。

在原料油中，绝大多数硫份是以硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物的形式存在的，而这些硫化物的分子结构很稳定，用加氢反应脱硫的方法，对这些硫化物不起作用，因为硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物等，化学结构很稳定，难以与氢元素发生化学反应；同样，原子吸附的方法，也很难把硫原子从硫化物分子中吸出来；而用分子吸附的方法可以将硫化物分子整体吸走，但硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物等分子的动态直径约0.7～0.8nm，而油品组份之一的芳烃、添加剂组份之一的苯、甲苯、二甲苯，其分子的动态直径约0.6～0.7nm，小于硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物等硫化物分子的动态直径，而且，两物的电位键特性相近，从而产生竞争吸附；硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物的吸附竞争力小于芳烃、苯、甲苯、二甲苯的吸附竞争力；所以，脱硫效果大打折扣。但也由于硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物等类物质的电位键的特殊性，使其抗氧化能力低，易产生氧化反应，生成硫酸盐，即：飒和亚飒；而飒和亚飒同时含硫元素和氧元素，易溶于萃取剂，从而实现有害杂质与油品分离的目的。

氧化脱硫技术、萃取脱硫技术的优点：是脱硫成本低，不论油品的硫含量有多高、不论什么类型的硫化物，都能有效脱除；特别是对硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物的脱除有特效；成本也不会大幅度上升；而生成的副产物还能产生另外的经济效益。

氧化脱硫技术、萃取脱硫技术的缺点：是在实际生产中，由于生产条件的局限，难以做到彻底的、百分之百的氧化反应，所以，实现不了超深度脱硫。

吸附脱硫技术的优点：是能够实现超深度脱硫，可达百分之百的脱硫率；特别是对无机硫化物和硫醇硫的脱除效果显著。

吸附脱硫技术的缺点：是吸附量有限，一旦吸附饱和后，就必须再生，而再生次数饱和后，就不能再用；所以，当油品的硫含量升高时，吸附脱硫的成本随之增高。这对于高硫含量的油品，吸附脱硫的方法不利于企业经济效益。

本发明将氧化、萃取、吸附三大非加氢脱硫技术有机地整合在一起的，既可以面对各种类型的硫化物和各种含硫量高低不同的油品，实现超深度脱硫；又可以保持脱硫低成本；实现物美价廉的境界。

本发明的优点1、投资成本低，只有加氢脱硫技术投资额的三十分之一，适用于大中小石化企业。2、操作条件温和。常温、常压，从根本上改变了加氢脱硫技术所需要的高温、高压等事故隐患极大的工艺条件，安全性好，事故隐患低。不会对燃油性能如辛烷值等造成负面影响。4、通用性好，不论何种油品、何种硫份、何种硫含量，均可实现超深度脱硫；不仅能脱除硫份，还能脱除氯、氧、氮、硅、胶质、重金属等有害物质。5、操作简便，生产效率高，能耗成本低，平均1吨吸附剂可处理汽柴油300吨左右。6、本发明各专用吸附剂，针对性强、吸附力强，吸附量大，能多次再生。7、本发明氧化剂、萃取剂使用后，废料可以再生、循环使用，对环境没有污染。

附图说明

图1为超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置示意图。

图2为超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置结构图。

图3为图2分为两个图后第一脱硫塔(TA)及输送管路结构图。

图4为图2分为两个图后第二脱硫塔(TB)、第三脱硫塔(TC)及输送管路结构图。

附图编号说明：第一储油罐1、第一截止阀2、过滤器3、第一油泵4、第一压力表5、第二截止阀6、第三截止阀7、油气分离器8、第四截止阀9、第五截止阀10、第二油泵11、第二压力表12、第六截止阀13、第一流量调节阀15、第一流量计16、第一止回阀17、视镜18、第八截止阀19、第九截止阀20、第一下封头21、第一支架22、第一散流器23、第一超声波发生器24、第一上封头25、第二下封头26、第二支架27、第二散流器28、第二超声波发生器29、第一柱体钢筒30、第二上封头31、第十截止阀32、第十一截止阀33、第十二截止阀34、第十三截止阀35、第十四截止阀36、第十五截止阀37、第十六截止阀38、第十七截止阀39、第三上封头40、第三散流器41、第一滤网42、第一填料孔43、第二滤网44、第一填料卸料孔45、第二柱体钢筒46、第三滤网47、第二填料卸料孔48、第四滤网49、第一承载滤板50、第一卸料孔51、第一视窗透孔镜52、第二视窗透孔镜53、第三下封头54、第十八截止阀55、第十九截止阀56、第二十截止阀57、第二十一截止阀58、第二十二截止阀59、真空器60、第二十三截止阀61、第二十四截止阀62、第一真空表63、第二十五截止阀64、第三油泵65、第二流量调节阀66、第二流量计67、第二止回阀68、第二十六截止阀69、第二十七截止阀70、第二卸料孔71、第四下封头72、第二承载滤板73、第五滤网74、第三填料卸料孔75、第六滤网76、第二填料孔77、第七滤网78、第三柱体钢筒79、第四上封头80、第二十八截止阀81、第二十九截止阀82、第三十截止阀83、第二真空表84、第三十一截止阀85、第三十二截止阀86、第四油泵87、第四流量计88、第三止回阀89、第三十三截止阀90、第二储油罐91。

具体实施方式

见图1至图4，超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：由输送管路将第一脱硫塔(TA)、第二脱硫塔(TB)、第三脱硫塔(TC)相连；其中：

第一脱硫塔(TA)，顶部是第二上封头(31)，中部是第一柱体钢筒(30)，底部是第一下封头(21)；第一柱体钢筒(30)分为A、B、C三段；A段是萃取部分，萃取部分内置第二超声波发生器(29)、第二散流器(28)；第二超声波发生器(29)由第二支架(27)支撑；第二散流器(28)由无缝钢管连接于C段之第一上封头(25)出口；C段是氧化部分，内置第一散流器(23)、第一超声波发生器(24)；第一超声波发生器(24)由第一支架(22)支撑；第一散流器(23)由无缝钢管连接于进油管路之第八截止阀(19)；B段为过渡区；使用前，在第一柱体钢筒(30)之A段置放萃取剂，C段置放氧化剂；A段有第十三截止阀(35)为萃取剂注入口，C段有第十四截止阀(36)为氧化剂注入口；氧化部分之第一散流器(23)为来自第一储油罐(1)的原料油进口，萃取部分之第二散流器(28)为来自C段的、经氧化的原料油进口；第一脱硫塔(TA)顶部之第二上封头(31)上有经氧化萃取后的油品出口，原料油在第一脱硫塔(TA)中的流动方向是从下往上；原料油出口通向第二脱硫塔(TB)、或第三脱硫塔(TC)；

第二脱硫塔(TB)，顶部是第三上封头(40)，中部是第二柱体钢筒(46)，底部是第三下封头(54)；第二柱体钢筒(46)分A、B、C、D、E五段，第三散流器(41)、第一滤网(42)、第一填料孔(43)设置于第二柱体钢筒(46)的A段；第二滤网(44)、第一填料卸料孔(45)设置于第二柱体钢筒(46)的B段；第三滤网(47)、第二填料卸料孔(48)设置于第二柱体钢筒(46)的C段；第四滤网(49)、第一承载滤板(50)和第一卸料孔(51)，设置于第二柱体钢筒(46)的D段；两个用于观察的第一视窗透孔镜(52)、第二视窗透孔镜(53)，对称分置于第二柱体钢筒(46)的E段两侧；使用前，在第二柱体钢筒(46)之B段置放中小孔径活性碳吸附剂，C段置放中小孔径分子筛吸附剂，D段置放吸附助剂；第三上封头(40)有进油口，第三下封头(54)有出油口，原料油在第二脱硫塔(TB)中的流动方向是从上往下；第三下封头(54)出油口的原料油通向第三脱硫塔(TC)底部的第四下封头(72)进油口；第三下封头(54)还是通向第二储油罐(91)的出油口；

第三脱硫塔(TC)，顶部是第四上封头(80)，中部是第三柱体钢筒(79)，底部是第四下封头(72)；第三柱体钢筒(79)分为A、B、C三段，第七滤网(78)、第二填料孔(77)设置在第三柱体钢筒(79)的A段；第六滤网(76)、第三填料卸料孔(75)设置在第三柱体钢筒(79)的B段；第五滤网(74)、第二承载滤板(73)、第二卸料孔(71)设置在第三柱体钢筒(79)的C段；使用前，在第三柱体钢筒(79)的B段置放大孔径分子筛吸附剂，C段置放大孔径活性碳吸附剂；第四下封头(72)有进油口，第四上封头(80)有出油口；原料油在第三脱硫塔(TC)中的流动方向是从下往上；第四上封头(80)的出油口通向第二储油罐(91)。

所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：第一柱体钢筒(30)、第二柱体钢筒(46)、第三柱体钢筒(79)的径向截面为圆形，也可以为椭圆形、长方形、正方形；所述第一柱体钢筒(30)的A段长度为1～20米，B段长度为0～3米，C段长度为1～20米；所述第二柱体钢筒(46)之A段长度为0.5～5米，B段长度为1～10米，C段长度为1～10米，D段长度为1～10米，E段长度为1～5米；第三柱体钢筒(79)之A段长度为0.5～5米，B段长度为1～20米，C段长度为1～20米；上述第一柱体钢筒(30)、第二柱体钢桶(46)、第三柱体缸筒(79)的内径均为米。

所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：脱硫塔的使用个数，可以根据生产工艺的需要而增加或减少。

所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述输送管路包括：第一脱硫塔(TA)的输送管路：第一脱硫塔(TA)萃取部分第二上封头(31)的出油口连接第十二截止阀(34)，第十二截止阀(34)输出端分别连接作为通向第二脱硫塔(TB)的第十七截止阀(39)、通向第三脱硫塔(TC)第十五截止阀(37)、第十一截止阀(33)、作为油品采样出口的第十截止阀(32)；萃取部分第二下封头(26)的出油口连接通向废物回收处理的截止阀(14)；氧化部分第一下封头(21)连接通向废物回收处理的第六截止阀(13)；第一脱硫塔(TA)的进油通路：由无缝钢管将第一储油罐(1)、第一截止阀(2)、过滤器(3)、第一油泵(4)、第一压力表(5)、第二截止阀(6)、第二压力表(12)、第一流量调节阀(15)、第一流量计(16)、第一止回阀(17)、第八截止阀(19)、第一散流器(23)顺次连接；第九截止阀(20)是原料油绕过第一脱硫塔(TA)，直接通向第二脱硫塔(TB)、或第三脱硫塔(TC)的进油口，第九截止阀(20)连接第一止回阀(17)，顺次将第九截止阀(20)、第十一截止阀(33)连接。

所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述输送管路包括：第二脱硫塔(TB)的进油通路：由无缝钢管顺次将第十七截止阀(39)、第三散流器(41)相连接；第二脱硫塔(TB)的排气通路：由无缝钢管将第二脱硫塔(TB)第三上封头(40)之排气口、第十六截止阀(38)、视镜(18)顺次相连接，并通向第一储油罐(1)；第二脱硫塔(TB)的第一出油通路通向第三脱硫塔(TC)：由无缝钢管顺次将第二脱硫塔(TB)下封头的出油口、第二十截止阀(57)、第一真空表(63)、第三油泵(65)、第二流量调节阀(66)、第二流量计(67)、第二止回阀(68)、第二十六截止阀(69)、第三脱硫塔(TC)第四下封头(72)的入油口相连接；第二脱硫塔(TB)第二出油通路：由无缝钢管顺次将第二脱硫塔(TB)第三下封头(54)之出油口、第二十一截止阀(58)、第三十一截止阀(85)相连接，并经第四油泵(87)，通向第二储油罐(91)；

超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述输送管路包括：第三脱硫塔(TC)的输送管路包括：进油通路：由无缝钢管顺次将第十五截止阀(37)、第二十五截止阀(64)相连接，第二十五截止阀(64)与第三油泵(65)连接，并经第三油泵(65)，通向第三脱硫塔(TC)；出油通路为：由无缝钢管将第三脱硫塔(TC)第四上封头(80)之出油口、第二十九截止阀(82)、第三十截止阀(83)顺次连接；第四油泵(87)、第四流量计(88)、第三止回阀(89)、第三十三截止阀(90)、第二储油罐(91)顺次连接；第三脱硫塔(TC)的排气通路：由无缝钢管将第三脱硫塔(TC)第四上封头(80)之排气口、第二十八截止阀(81)顺次相连接，并连接至第一储油罐(1)。

所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述第一脱硫塔(TA)中部第一柱体钢筒(30)之C段内置之第一超声波发生器(24)、A段内置之第二超声波发生器(29)，频率为10～50kHz，声强为0.1～1.8w/cm²；对氧化和萃取反应的辅助作用时间为5～30min。

所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述第二柱体钢筒(46)、第三柱体钢筒(79)侧壁所设置之第一填料孔(43)、第二填料孔(77)、第一填料卸料孔(45)、第二填料卸料孔(48)、第三填料卸料孔(75)、第一卸料孔(51)、第二卸料孔(71)的孔径为毫米；所述第一滤网(42)、第二滤网(44)、第三滤网(47)、第四滤网(49)、第五滤网(74)、第六滤网(76)、第七滤网(78)的密度为80～160目；所述第一承载滤板(50)、第二承载滤板(73)之上的圆孔直径为毫米，均匀密布于板面；所述第一视窗透孔镜(52)、第二视窗透孔镜(53)的孔径为100～300毫米。

所述超声波辅助车用燃油联动脱硫方法，其特征在于：脱硫过程为以下三个步骤顺次进行：

第一步骤为氧化和萃取：

A、使用前，在第一脱硫塔(TA)第一柱体钢筒(30)之A段置放萃取剂、C段置放氧化剂；

B、将燃油原料油经第八截止阀(19)通入第一柱体钢筒(30)之C段，在超声波的作用下，氧化剂将燃油原料油中的硫化物氧化成砜和亚砜，然后燃油原料油进入第一柱体钢筒(30)之A段，在超声波的作用下，萃取剂将砜和亚砜萃取而与油液分离；燃油原料油从第一脱硫塔(TA)顶部第二上封头(31)出口流出，流入第二脱硫塔(TB)第二柱体钢筒(46)之A段；

第二步骤为中小孔径吸附剂吸附：

C、使用前，在第二脱硫塔(TB)第二柱体钢筒(46)之B段置放中小孔径活性碳吸附剂，C段置放中小孔径分子筛吸附剂，D段置放复合助剂；

D、把经氧化和萃取步骤处理过的燃油原料油从第二脱硫塔(TB)第三上封头(40)之进油口、第三散流器(41)通入，先经过中小孔径活性碳吸附脱硫，然后用中小孔径分子筛吸附脱硫，最后用复合助剂吸附脱硫；脱硫合格燃油从第二脱硫塔(TB)第三下封头(54)之出口流出；经过检验脱硫不合格的原料油流入第三脱硫塔(TC)第四下封头(72)进油口；经过检验脱硫合格的原料油流入第二储油罐(91)；

第三步骤为大孔径吸附剂吸附：

E、使用前，在第三脱硫塔(TC)第三柱体钢筒(79)之C段置放大孔径活性碳吸附剂，B段置放大孔径分子筛吸附剂；

F、把经过第一步骤氧化和萃取脱硫、第二步骤中小孔径吸附剂吸附脱硫的油品，先经过大孔径活性碳吸附剂脱硫，后经过大孔径分子筛吸附剂脱硫；

脱硫合格燃油自第三脱硫塔(TC)的第四上封头(80)之出口流出，进入第二储油罐(91)；

所述超声波辅助车用燃油联动脱硫方法，其特征在于：

所述的第一脱硫塔(TA)第一柱体钢筒(30)之C段的氧化剂是包括过氧化氢、有机酸和硫酸亚铁的混合物，按照重量份计算比例为：过氧化氢3—4份，有机酸1—2份，硫酸亚铁0.1—0.3份；所述的第一脱硫塔(TA)第一柱体钢筒(30)之A段的萃取剂是包括N-二甲基甲酰胺、乙醇和水的混合物，按照重量份计算比例为：N-二甲基甲酰胺2—5，乙醇1—2，水1—2；

所述第二脱硫塔(TB)第二柱体钢筒(46)之B段置放的中小孔径活性碳吸附剂为竹制活性碳，其吸附孔径为0.6纳米；所述第二脱硫塔(TB)第二柱体钢筒(46)之C段置放的中小孔径分子筛吸附剂为丝光沸石分子筛，其吸附孔径为0.6纳米；所述第二脱硫塔(TB)中D段置放复合助剂为硅胶和硅藻土的混合物，硅胶和硅藻土按照重量份计算比例为：硅胶0.5—1.5份，硅藻土0.5—1.5份；

所述第三脱硫塔(TC)第三柱体钢筒(79)之B段置放的大孔径分子筛吸附剂为Y型沸石分子筛，其吸附孔径为0.9纳米；大孔径分子筛吸附剂也可以选用13X沸石分子筛，其吸附孔径为1纳米；第三脱硫塔(TC)第三柱体钢筒(79)之C段置放的大孔径活性碳吸附剂为椰壳制活性碳，其吸附孔径为0.9纳米。

超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置。其中：

一、超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置主体结构——第一柱体钢筒30、第二柱体钢筒46、第三柱体钢筒79，内径为米；长度25米。第一柱体钢筒(30)分为A、B、C三段，各段尺寸为：A段12米、B段1米、C段12米。第二柱体钢筒46分为A、B、C、D、E五段，各段尺寸为：A段2.5米、B段6米、C段9米、D段6米、E段1.5米。第三柱体钢筒79分为A、B、C三段，各段尺寸为：A段1米、B段12米、C段12米。各段按前述填入规定型号规格的氧化剂、萃取剂和吸附剂。

二、第一柱体钢筒(30)内置之第一超声波发生器(24)、第二超声波发生器(29)参数设置：⑴超声波频率：28kHz；⑵超声波声强：0.8w/cm²；⑶超声波辅助作用时间12min；⑷反应温度为20～40℃；

三、第二柱体钢筒(46)之A段第一填料孔43与B段第一填料卸料孔(45)之中心距为6米；B段第一填料卸料孔(45)与C段第二填料卸料孔(48)之中心距为9米；C段第二填料卸料孔(48)和D段第一卸料孔(51)之中心距为6米。各填料孔、填料卸料孔、卸料孔的孔径为毫米。

四、第一滤网(42)、第二滤网(44)、第三滤网(47)、第四滤网(49)、第五滤网(74)、第六滤网(76)、第七滤网(78)的密度为160目；第一承载滤板(50)、第二承载滤板(73)的厚度为12毫米；其上圆孔均匀密布，孔径毫米。

五、第一视窗透孔镜(52)、第二视窗透孔镜(53)的孔径为毫米。

六、第一储油罐(1)；采用3个，容积为100立方米/罐。

七、第二储油罐(91)；采用3个，容积为100立方米/罐。

八、第一油泵(4)、第二油泵(11)、第三油泵(65)，扬程为70米、流量为40立方米/小时；第四油泵(87)，扬程为40米、流量为40立方米/小时。

九、第一流量计(16)、第二流量计(67)、第四流量计(88)，额定流速为1～70立方米/小时；误差范围±5‰。

所有压力表、截止阀、连接管道、以及其它控制阀门及电子元气件等标准制式件，按国家有关标准规范执行。输油主管道直径为毫米；辅助管道直径为毫米、或根据现场具体情况配做。动力系统之油泵电机的启动、停止，由人工手动控制。系统各部件齐备后，按图2顺序、安装规范和本说明书要求，安装就位、调试正常、检验合格、投入使用。

超声波辅助车用燃油联动脱硫方法，其特征在于：将硫含量400ppm的油品注入第一储油罐1中。选择工艺路线为“D”型。

按规程启动各油泵，第一储油罐1中的油品，经第一截止阀(2)、过滤器(3)、第一油泵(4)输出，再经经第二截止阀(6)、流量调节阀(15)、第一流量计(16)、第一止回阀(17)、第八截止阀(19)、第一散流器(23)，进入第一柱体钢筒(30)之C段。

油品进入第一柱体钢筒(30)之C段后，原料油中的有机硫化物与氧化剂在超生波发生器(24)所发超声波的作用下，迅速而深度地发生氧化反应生成飒和亚飒，而后，飒和亚飒随油品经第二散流器(28)进入第一柱体钢筒(30)之A段，飒、亚飒与萃取剂在超生波发生器(29)所发超声波的作用下，迅速而深度地溶解到一起，从而与油品分离。

经过氧化反应、萃取反应，油品中的绝大多数硫份已被脱除，余下硫份含量约在70ppm以下。

经氧化、萃取脱硫后的油品，经第十二截止阀(34)、第十七截止阀(39)、第三散流器(41)进入第二柱体钢筒(46)之A段，而后，凭借自身重力穿过第一滤网(42)，进入B段中小孔径活性炭吸附区，脱去相应硫份和氯、氧、氮、硅、胶质、重金属等有害物质；再穿过第二滤网(44)，进入C段中小孔径分子筛吸附区，脱去相应的硫份和所有的氯、氧、氮、硅、胶质、重金属等有害物质；再穿过第三滤网(47)，进入D段复合助剂吸附区，脱去残余的全部硫份和有害物质；再穿过第四滤网(49)、第一承载滤板(50)，降落至E段空间；经第一视窗透孔镜(52)、第二视窗透孔镜(53，观察脱硫后油液的流动情况；经第十九截止阀(56)取样化验。

合格，则经第二十一截止阀(58)、第三十一截止阀(85)、第四油泵(87)、第四流量计(88)、第三止回阀(89)、第三十三截止阀(90)，进入第二储油罐(91)。若不合格，则经第二十截止阀(57)、第三油泵(65)、第二流量调节阀(66)、第二流量计(67)、第二止回阀(68)、第二十六截止阀(69)、第二承载滤板(73)、第五滤网(74)，进入第三柱体钢筒(79)之C段大孔径活性碳吸附区继续脱硫；而后，再经过第六滤网(76)，进入大孔径分子筛吸附区，最终将残余硫份全部脱除。再经第七滤网(78)、第二十九截止阀(82)、第三十截止阀(83)、第三十一截止阀(86)采样确认，而后，再经第四油泵(87)、第四流量计(88)、第三止回阀(89)、第三十三截止阀(90)，进入第二储油罐(91)。若还不合格，则分析原因，调整工艺参数，再次脱硫，直至合格为止。更换吸附剂时，先开启真空器60，抽净各吸附剂中滞留的油液，而后再卸除旧料，填装新料。

实施例1油品硫含量为150ppm，分子结构、类型为无机硫化物和有机硫化物的硫醇、硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物。操作步骤：一、选择工艺路线为前面所述C型，原料油先经过第一脱硫塔TA，后经过第二脱硫塔TB脱硫。二、将油品加入本发明超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置之第一储存罐1中，启动系统运行。三、检验脱硫后油品，硫含量＜10PPM。

实施例2油品硫含量为400ppm，分子结构、类型为无机硫化物和有机硫化物的硫醇、硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物。操作步骤：一、选择工艺路线为前面所述D型，原料油顺次经过第一脱硫塔TA、第二脱硫塔TB、第三脱硫塔TC脱硫，二、将油品加入本发明超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置之第一储存罐1中，启动系统运行三、检验脱硫后油品，硫含量为4.7PPM。

实施例3油品硫含量为70ppm，分子结构、类型为有机硫化物的硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物。操作步骤：一、选择工艺路线为前面所述F型：原料油顺次经过第一脱硫塔TA、第二脱硫塔TB、第三脱硫塔TC脱硫。二、将油品加入本发明超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置之第一储存罐1中，启动系统运行。三、检验脱硫后油品，硫含量为5.7PPM。

本发明所述超声波辅助车用燃油联动脱硫方法，可将车用燃油——不论是汽油还是柴油中的硫含量，脱除至10ppm，即：百万分之十以下，平均1吨吸附剂可处理300吨汽柴油，氧化剂、萃取剂可以再生循环使用。达到了当前国内外石化领域车用燃油脱硫技术的一流水平，为我国石化企业的技术革新、为我国全面推行“国Ⅴ”车用燃油标准，创造了良好的技术条件。

Claims (10)

1.超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：由输送管路将第一脱硫塔(TA)、第二脱硫塔(TB)、第三脱硫塔(TC)相连；其中：

第一脱硫塔(TA)，顶部是第二上封头(31)，中部是第一柱体钢筒(30)，底部是第一下封头(21)；第一柱体钢筒(30)分为A、B、C三段；A段是萃取部分，萃取部分内置第二超声波发生器(29)、第二散流器(28)；第二超声波发生器(29)由第二支架(27)支撑；第二散流器(28)由无缝钢管连接于C段之第一上封头(25)出口；C段是氧化部分，内置第一散流器(23)、第一超声波发生器(24)；第一超声波发生器(24)由第一支架(22)支撑；第一散流器(23)由无缝钢管连接于进油管路之第八截止阀(19)；B段为过渡区；使用前，在第一柱体钢筒(30)之A段置放萃取剂，C段置放氧化剂；A段有第十三截止阀(35)为萃取剂注入口，C段有第十四截止阀(36)为氧化剂注入口；氧化部分之第一散流器(23)为来自第一储油罐(1)的原料油进口，萃取部分之第二散流器(28)为来自C段的、经氧化的原料油进口；第一脱硫塔(TA)顶部之第二上封头(31)上有经氧化萃取后的油品出口，原料油在第一脱硫塔(TA)中的流动方向是从下往上；原料油出口通向第二脱硫塔(TB)、或第三脱硫塔(TC)；

第二脱硫塔(TB)，顶部是第三上封头(40)，中部是第二柱体钢筒(46)，底部是第三下封头(54)；第二柱体钢筒(46)分A、B、C、D、E五段，第三散流器(41)、第一滤网(42)、第一填料孔(43)设置于第二柱体钢筒(46)的A段；第二滤网(44)、第一填料卸料孔(45)设置于第二柱体钢筒(46)的B段；第三滤网(47)、第二填料卸料孔(48)设置于第二柱体钢筒(46)的C段；第四滤网(49)、第一承载滤板(50)和第一卸料孔(51)，设置于第二柱体钢筒(46)的D段；两个用于观察的第一视窗透孔镜(52)、第二视窗透孔镜(53)，对称分置于第二柱体钢筒(46)的E段两侧；使用前，在第二柱体钢筒(46)之B段置放中小孔径活性碳吸附剂，C段置放中小孔径分子筛吸附剂，D段置放吸附助剂；第三上封头(40)有进油口，第三下封头(54)有出油口，原料油在第二脱硫塔(TB)中的流动方向是从上往下；第三下封头(54)出油口的原料油通向第三脱硫塔(TC)底部的第四下封头(72)进油口；第三下封头(54)还是通向第二储油罐(91)的出油口；

第三脱硫塔(TC)，顶部是第四上封头(80)，中部是第三柱体钢筒(79)，底部是第四下封头(72)；第三柱体钢筒(79)分为A、B、C三段，第七滤网(78)、第二填料孔(77)设置在第三柱体钢筒(79)的A段；第六滤网(76)、第三填料卸料孔(75)设置在第三柱体钢筒(79)的B段；第五滤网(74)、第二承载滤板(73)、第二卸料孔(71)设置在第三柱体钢筒(79)的C段；使用前，在第三柱体钢筒(79)的B段置放大孔径分子筛吸附剂，C段置放大孔径活性碳吸附剂；第四下封头(72)有进油口，第四上封头(80)有出油口；原料油在第三脱硫塔(TC)中的流动方向是从下往上；第四上封头(80)的出油口通向第二储油罐(91)。

2.根据权利要求1所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：第一柱体钢筒(30)、第二柱体钢筒(46)、第三柱体钢筒(79)的径向截面为圆形，也可以为椭圆形、长方形、正方形；所述柱第一柱体钢筒(30)的A段长度为1～20米，B段长度为0～3米，C段长度为1～20米；所述第二柱体钢筒(46)之A段长度为0.5～5米，B段长度为1～10米，C段长度为1～10米，D段长度为1～10米，E段长度为1～5米；第三柱体钢筒(79)之A段长度为0.5～5米，B段长度为1～20米，C段长度为1～20米；上述第一柱体钢筒(30)、第二柱体钢筒(46)、第三柱体钢筒(79)的内径均为￠ 0.5～5米。

3.根据权利要求1所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：脱硫塔的使用个数，可以根据生产工艺的需要而增加或减少。

4.根据权利要求1所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述输送管路包括：第一脱硫塔(TA)的输送管路：第一脱硫塔(TA)萃取部分第二上封头(31)的出油口连接第十二截止阀(34)，第十二截止阀(34)输出端分别连接作为通向第二脱硫塔(TB)的第十七截止阀(39)、通向第三脱硫塔(TC)的第十五截止阀(37)、第十一截止阀(33)、作为油品采样出口的第十截止阀(32)；萃取部分第二下封头(26)的出油口连接通向废物回收处理的截止阀(14)；氧化部分第一下封头(21)连接通向废物回收处理的第六截止阀(13)；第一脱硫塔(TA)的进油通路：由无缝钢管将第一储油罐(1)、第一截止阀(2)、过滤器(3)、第一油泵(4)、第一压力表(5)、第二截止阀(6)、第二压力表(12)、第一流量调节阀(15)、第一流量计(16)、第一止回阀(17)、第八截止阀(19)、第一散流器(23)顺次连接；第九截止阀(20)是原料油绕过第一脱硫塔(TA)，直接通向第二脱硫塔(TB)、或第三脱硫塔(TC)的进油口，第九截止阀(20)连接第一止回阀(17)，顺次将第九截止阀(20)、第十一截止阀(33)连接。

5.根据权利要求4所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述输送管路包括：第二脱硫塔(TB)的进油通路：由无缝钢管顺次将第十七截止阀(39)、第三散流器(41)相连接；第二脱硫塔(TB)的排气通路：由无缝钢管将第二脱硫塔(TB)第三上封头(40)之排气口、第十六截止阀(38)、视镜(18)顺次相连接，并通向第一储油罐(1)；第二脱硫塔(TB)的第一出油通路通向第三脱硫塔(TC)：由无缝钢管顺次将第二脱硫塔(TB)下封头的出油口、第二十截止阀(57)、第一真空表(63)、第三油泵(65)、第二流量调节阀(66)、第二流量计(67)、第二止回阀(68)、第二十六截止阀(69)、第三脱硫塔(TC)第四下封头(72)的入油口相连接；第二脱硫塔(TB)第二出油通路：由无缝钢管顺次将第二脱硫塔(TB)第三下封头(54)之出油口、第二十一截止阀(58)、第三十一截止阀(85)相连接，并经第四油泵(87)，通向第二储油罐(91)。

6.根据权利要求5所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述输送管路包括：第三脱硫塔(TC)的输送管路包括：进油通路：由无缝钢管顺次将第十五截止阀(37)、第二十五截止阀(64)相连接，第二十五截止阀(64)与第三油泵(65)连接，并经第三油泵(65)，通向第三脱硫塔(TC)；出油通路为：由无缝钢管将第三脱硫塔(TC)第四上封头(80)之出油口、第二十九截止阀(82)、第三十截止阀(83)顺次连接；第四油泵(87)、第四流量计(88)、第三止回阀(89)、第三十三截止阀(90)、第二储油罐(91)顺次连接；第三脱硫塔(TC)的排气通路：由无缝钢管将第三脱硫塔(TC)第四上封头(80)之排气口、第二十八截止阀(81)顺次相连接，并连接至第一储油罐(1)。

7.根据权利要求1所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述第一脱硫塔(TA)中部第一柱体钢筒(30)之C段内置之第一超声波发生器(24)、A段内置之第二超声波发生器(29)，频率为10～50kHz，声强为0.1～1.8w/cm²；对氧化和萃取反应的辅助作用时间为5～30min。

8.根据权利要求1所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述第二柱体钢筒(46)、第三柱体钢筒(79)侧壁所设置之第一填料孔(43)、第二填料孔(77)、第一填料卸料孔(45)、第二填料卸料孔(48)、第三填料卸料孔(75)、第一卸料孔(51)、第二卸料孔(71)的孔径为毫米；所述第一滤网(42)、第二滤网(44)、第三滤网(47)、第四滤网(49)、第五滤网(74)、第六滤网(76)、第七滤网(78)的密度为80～160目；所述第一承载滤板(50)、第二承载滤板(73)之上的圆孔直径为 ￠ 5-12 毫米，均匀密布于板面；所述第一视窗透孔镜(52)、第二视窗透孔镜(53)的孔径为100～300毫米。

9.采用权利要求1所述超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置的脱硫方法，其特征在于：脱硫过程为以下三个步骤顺次进行：

第一步骤为氧化和萃取：

A、使用前，在第一脱硫塔(TA)第一柱体钢筒(30)之A段置放萃取剂、C段置放氧化剂；

B、将燃油原料油经第八截止阀(19)通入第一柱体钢筒(30)之C段，在超声波的作用下，氧化剂将燃油原料油中的硫化物氧化成砜和亚砜，然后燃油原料油进入第一柱体钢筒(30)之A段，在超声波的作用下，萃取剂将砜和亚砜萃取而与油液分离；燃油原料油从第一脱硫塔(TA)顶部第二上封头(31)出口流出，流入第二脱硫塔(TB)第二柱体钢筒(46)之A段；

第二步骤为中小孔径吸附剂吸附：

C、使用前，在第二脱硫塔(TB)第二柱体钢筒(46)之B段置放中小孔径活性碳吸附剂，C段置放中小孔径分子筛吸附剂，D段置放复合助剂；

D、把经氧化和萃取步骤处理过的燃油原料油从第二脱硫塔(TB)第三上封头(40)之进油口、第三散流器(41)通入，先经过中小孔径活性碳吸附脱硫，然后用中小孔径分子筛吸附脱硫，最后用复合助剂吸附脱硫；脱硫合格燃油从第二脱硫塔(TB)第三下封头(54)之出口流出；经过检验脱硫不合格的原料油流入第三脱硫塔(TC)第四下封头(72)进油口；经过检验脱硫合格的原料油流入第二储油罐(91)；

第三步骤为大孔径吸附剂吸附：

E、使用前，在第三脱硫塔(TC)第三柱体钢筒(79)之C段置放大孔径活性碳吸附剂，B段置放大孔径分子筛吸附剂；

F、把经过第一步骤氧化和萃取脱硫、第二步骤中小孔径吸附剂吸附脱硫的油品，先经过大孔径活性碳吸附剂脱硫，后经过大孔径分子筛吸附剂脱硫；

脱硫合格燃油自第三脱硫塔(TC)的第四上封头(80)之出口流出，进入第二储油罐(91)。

10.根据权利要求9所述的对车用燃油脱硫的方法，其特征在于：

所述的第一脱硫塔(TA)第一柱体钢筒(30)之C段的氧化剂是包括过氧化氢、有机酸和硫酸亚铁的混合物，按照重量份计算比例为：过氧化氢3—4份，有机酸1—2份，硫酸亚铁0.1—0.3份；所述的第一脱硫塔(TA)第一柱体钢筒(30)之A段的萃取剂是包括N-二甲基甲酰胺、乙醇和水的混合物，按照重量份计算比例为：N-二甲基甲酰胺2—5，乙醇1—2，水1—2；

所述第二脱硫塔(TB)第二柱体钢筒(46)之B段置放的中小孔径活性碳吸附剂为竹制活性碳，其吸附孔径为0.6纳米；所述第二脱硫塔(TB)第二柱体钢筒(46)之C段置放的中小孔径分子筛吸附剂为丝光沸石分子筛，其吸附孔径为0.6纳米；所述第二脱硫塔(TB)中D段置放复合助剂为硅胶和硅藻土的混合物，硅胶和硅藻土按照重量份计算比例为：硅胶0.5—1.5份，硅藻土0.5—1.5份；

所述第三脱硫塔(TC)第三柱体钢筒(79)之B段置放的大孔径分子筛吸附剂为Y型沸石分子筛，其吸附孔径为0.9纳米；大孔径分子筛吸附剂也可以选用13X沸石分子筛，其吸附孔径为1纳米；第三脱硫塔(TC)第三柱体钢筒(79)之C段置放的大孔径活性碳吸附剂为椰壳制活性碳，其吸附孔径为0.9纳米。