CN111686644A - 一种下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统 - Google Patents

一种下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111686644A
CN111686644A CN201910196596.XA CN201910196596A CN111686644A CN 111686644 A CN111686644 A CN 111686644A CN 201910196596 A CN201910196596 A CN 201910196596A CN 111686644 A CN111686644 A CN 111686644A
Authority
CN
China
Prior art keywords
micro
fixed bed
gas
reaction
oil product
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201910196596.XA
Other languages
English (en)
Inventor
张志炳
周政
王宝荣
杨高东
孟为民
张锋
李磊
罗华勋
杨国强
田洪舟
曹宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Institute of Microinterface Technology Co Ltd
Original Assignee
Nanjing Institute of Microinterface Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Institute of Microinterface Technology Co Ltd filed Critical Nanjing Institute of Microinterface Technology Co Ltd
Priority to CN201910196596.XA priority Critical patent/CN111686644A/zh
Priority to JP2020600108U priority patent/JP3231823U/ja
Priority to RU2020129865U priority patent/RU205181U1/ru
Priority to AU2019101748A priority patent/AU2019101748A4/en
Priority to DE212019000197.1U priority patent/DE212019000197U1/de
Priority to PCT/CN2019/090342 priority patent/WO2020186644A1/zh
Publication of CN111686644A publication Critical patent/CN111686644A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
    • B01J8/0446—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical
    • B01J8/0449—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds
    • B01J8/0453—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds the beds being superimposed one above the other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0242—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly vertical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/001—Controlling catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0278—Feeding reactive fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
    • B01J8/0492—Feeding reactive fluids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/02—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing
    • C10G45/04—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/02—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing
    • C10G45/04—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used
    • C10G45/06—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used containing nickel or cobalt metal, or compounds thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/02—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing
    • C10G45/04—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used
    • C10G45/06—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used containing nickel or cobalt metal, or compounds thereof
    • C10G45/08—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used containing nickel or cobalt metal, or compounds thereof in combination with chromium, molybdenum, or tungsten metals, or compounds thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/02—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing
    • C10G45/22—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing with hydrogen dissolved or suspended in the oil
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G49/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen-generating compounds, not provided for in a single one of groups C10G45/02, C10G45/32, C10G45/44, C10G45/58 or C10G47/00
    • C10G49/002—Apparatus for fixed bed hydrotreatment processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00893—Feeding means for the reactants
    • B01J2208/00902—Nozzle-type feeding elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00938—Flow distribution elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
    • C10G2300/201—Impurities
    • C10G2300/202—Heteroatoms content, i.e. S, N, O, P
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/70—Catalyst aspects

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明提供了一种下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统。该系统包括：固定床反应器和微界面发生器；其中，所述微界面发生器设置在所述固定床反应器上部，将氢气的压力能和/或反应过程中的油品的动能转变为气泡表面能并传递给氢气气泡，使氢气破碎为微气泡，并使微气泡与反应过程中的油品混合形成气液乳化物；所述固定床反应器用于作为加氢反应的反应场所，以在所述气液乳化物进入其中时形成稳定的气液强化固定床反应体系；所述气液分离罐与所述固定床反应器连接。本发明所述的固定床加氢微界面反应系统，具有能耗低、操作压力低，气液传质相界面积大，表观反应速度快，气体利用率高等优点。

Description

一种下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统
技术领域
本发明涉及固定床反应系统技术领域，具体而言，涉及一种下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统。
背景技术
目前，油品领域广泛存在气液、气液固等气液反应过程。如氧化、加氢、氯化等气液多相反应，其宏观反应速率一般受制于传质过程。气液反应的体积传质系数主要受到传质系数及气液相界面积的共同影响。已有研究表明，相界面积对体积传质系数的影响程度较大，且容易调控。因此，增大相界面积被视为提高气液宏观反应速率的有效途径。
固定床反应器是常用的化工反应器形式，其是指在反应器内装填颗粒状固体催化剂或固体反应物，形成一定高度的堆积床层，气体或油品物料通过颗粒间隙流过静止固定床层的同时，实现非均相反应过程。这类反应器的特点是充填在设备内的固体颗粒固定不动，有别于固体物料在设备内发生运动的移动床和流化床，又称填充床反应器。固定床反应器广泛用于气-固相反应和液-固相反应过程。
但是在固定床反应系统中加氢使氢气与反应油品反应存在的问题为：具有操作压力大，气液传质相界面积小，表观反应速度慢，气体利用率低，投资大，高耗低，不易操作等问题。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统，旨在解决现有氢气与油品接触面积小而不能充分反应从而耗能大的问题。
一个方面，本发明提出了一种下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统，包括：固定床反应器、微界面发生器以及气液分离罐；其中，
所述微界面发生器设置在所述固定床反应器的上部，在加氢反应过程中将氢气的压力能和/或油品的动能转化为氢气气泡的表面能，使氢气气泡破碎为微气泡，并使所述微气泡与所述油品混合形成气液乳化物，气液乳化物通过固定床反应器的上部进入固定床反应器内再进行后续反应；
所述固定床反应器用于作为油品加氢反应的反应场所，以在所述气液乳化物进入其中时形成稳定的气液强化固定床反应体系；
所述气液分离罐与所述固定床反应器连接，用以将所述固定床反应器中反应完成的混合物进行气液分离。
进一步地，上述下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统中，所述微界面发生器选自气动式微界面发生器、液动式微界面发生器以及气液联动式微界面发生器的一种或几种。
进一步地，上述下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统中，所述固定床反应器包括：反应罐和催化剂床层；其中，
所述反应罐为一罐体，用以为所述气液乳化物提供反应空间，反应罐上设有用以输出反应后的混合物的出料口；
所述催化剂床层固定在所述反应罐内部，床层内设有用以提高所述气液乳化物的反应效率的催化剂。
进一步地，上述下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统中，所述气液分离罐设置有液相出口和气相出口，用于分别将油品混合物和气体排出。
进一步地，上述下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统中，还包括：原料罐、动力机构以及进料预热器；其中，
所述原料罐与所述动力机构相连，用以存储氢气和反应油品；
所述动力机构另一端与所述进料预热器连接，用以为输送氢气和油品原料提供动力；
所述进料预热器另一端与所述微界面反应器连接，用以对氢气和油品原料进行预热以使其达到指定温度。
进一步地，上述下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统中，所述原料罐包括:油品原料罐和气体原料缓冲罐；其中，
所述油品原料罐与所述进料泵相连，用以存储油品原料；
所述气体原料缓冲罐与所述压缩机相连，用以存储氢气。
进一步地，上述下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统中，所述动力机构包括：进料泵和压缩机；其中，
所述进料泵与所述油品进料预热器相连，用以为输送油品原料提供动力；
所述压缩机与所述气体进料预热器相连，用以为输送氢气提供动力。
进一步地，上述下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统中，所述进料预热器包括：油品进料预热器和气体进料预热器；其中，
所述油品进料预热器与所述微界面发生器相连，用以对油品原料进行预热以使其达到指定温度，并将其送入所述微界面发生器内；
所述气体进料预热器与所述微界面发生器相连，用以对氢气进行预热以使其达到指定温度，并将其送入所述微界面发生器内。
进一步地，上述下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统中，当所述固定床反应器的数量大于一时，其相互之间连接的连接件的最高处从后往前依次高于前置的所述固定床反应器的最高处。
进一步地，上述下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统中，所述微气泡的直径为1μm≤d<1mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提供的固定床加氢微界面反应系统，通过在所述固定床反应系统中加上微界面发生器，氢气被破碎为直径为1μm≤d<1mm的气体，形成微气泡体系，微气泡具有刚性，独立性好，不易聚并等优点，使得在气液反应过程中，强化了气液反应，提高了传质效率，因此获得含有大量微气泡的乳化液，从而在反应器内形成较高的相界面积。
进一步地，本发明的固定床加氢微界面反应系统通过提供微界面发生器，在工程上，具有气体利用率高，脱硫率高，投资少，能耗低，工艺灵活等优点。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其它的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的下行式多段固定床油品加氢微界面强化反应系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参阅图1所示，为本发明实施例提供的下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统，该系统将微界面发生器（Micro Interfacial Generator，简称MIG）设置在固定床反应器的上部，在使用的过程中氢气被微界面发生器破碎为微气泡，所形成的微气泡与油品混合形成的气液乳化物通过固定床反应器上部的进口进入固定床反应器内进行后续反应，反应完成的混合物通过固定床反应器下部的出口排出，形成下行式固定床加氢微界面反应系统，尤其是，为保证反应物充满固定床反应器4，其出口连接管的最高处应高于固定床反应器4。该系统包括：固定床反应器4、微界面发生器、气液分离罐5、原料罐、动力机构以及进料预热器；其中，原料罐与动力机构相连，用以存储氢气和反应原液体，动力机构另一端与进料预热器连接，用以为输送氢气和反应原液体提供动力，进料预热器另一端与微界面反应器连接，用以对氢气和反应原液体进行预热以使其达到指定温度，微界面发生器设置在固定床反应器4上部，用以将氢气破碎为微气泡，气液分离罐5与微界面发生器相连，用以将反应产物分离并排出；反应开始前，氢气和油品通过原料罐传出，经动力机构提供动力被传送到进料预热器内，经进料预热器预热后进入微界面发生器内；微界面发生器设置在所述固定床反应器4的上部，在加氢反应过程中将氢气的压力能和/或反应过程中的油品的动能转化为氢气气泡的表面能，使氢气气破碎为微气泡，并使微气泡与反应过程中的油品混合形成气液乳化物，再使气液乳化物通过固定床反应器4上部的进口进入固定床反应器4内再进行后续反应，反应完成后的产物通过固定床反应器4下部的出口传入气液分离罐5内，再经气液分离罐5进行分离，最后被排出。
可以理解的是，本实施例中不限定微界面发生器的具体位置，只需将其设置在固定床反应器4下部即可。
继续参阅图1所示，原料罐包括：液体原料罐9和气体原料缓冲罐12，其中，液体原料罐9和气体原料缓冲罐12用以分别储存液体原料和气体原料；动力机构包括：进料泵10和压缩机13，其中，进料泵10和压缩机13用以分别为传送液体原料和气体原料提供动力；进料预热器包括：液体原料预热器11和气体原料预热器14，其中，液体原料预热器11和气体原料预热器14用以分别给液体原料和气体原料预热；微界面发生器内部设有用以促进气液乳化物反应的催化剂床层，其包括：气液联动式微界面发生器3和气动式微界面发生器15，气液联动式微界面发生器3上设置有气液联动式微界面发生器液相入口1和气液联动式微界面发生器气相入口2，气动式微界面发生器15上设置有气动式微界面发生器液相入口16和气动式微界面发生器气相入口17；气液分离罐5上设置有液相出口7和气相出口6；反应开始之前，液体原料罐9中的油品通过进料泵10提供动力被传送到液体原料预热器11内进行预热，预热完成的油品一路通过气液联动式微界面发生器3的气液联动式微界面发生器液相入口1进入气液联动式微界面发生器3内，另一路通过气动式微界面发生器15的气动式微界面发生器液相入口16进入气动式微界面发生器15内，气体原料缓冲罐12内的氢气通过压缩机13提供动力进入到气体原料预热器14内进行预热，预热完成后的氢气一路通过气液联动式微界面发生器气相入口2进入气液联动式微界面发生器3内，另一路通过气动式微界面发生器气相入口17进入动式微界面发生器15内，进入微界面发生器内部的氢气被破碎为微气泡并与油品混合形成气液乳化物，形成的气液乳化物通过固定床反应器4上部的入口进入固定床反应器4内部，在催化剂的催化作用下充分而又完全的反应，反应完成后的产物通过固定床反应器4下部的出口传送到气液分离罐5内部，经过气液分离罐5的分离，未反应完的气体原料和反应生成的其它气体从气液分离罐5的气相出口6采出，液相反应产物从气液分离罐5的液相出口7采出，各自收集，进行后续处理。
可以理解的是，本实例中不限定固定床反应器4的数量，只需根据反应系统的需要配置即可。尤其需要注意的是，为保证反应物充满固定床反应器4，其出口连接管的最高处应高于其顶部。也不对气液分离罐5的气相出口6和液相出口7的具体位置进行限定，只需其两者能够将气体和油品排出即可。当然，本发明适用于已提及的催化剂体系，也适合未提及的其它加氢催化剂体系。只是在采用不同的催化剂时，操作温度将依据该催化剂的活化温度做适当调整，而不影响本发明反应器在不同的催化剂体系下均可以大幅（或成倍地）降低操作压力和提高空速（处理量）之突出优点。
请参阅图2所示，该系统与图1所示的下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统不同之处在于该系统具有多个催化剂床层，每个催化剂床层都设有相应的微界面发生器3，每个微界面发生器3都与气体原料预热器14相连，该系统由于具有较多的催化剂床层，可使得反应更充分，更彻底。
实施例一
新鲜氢气和汽油一路以0.25：1的标准体积比分别通过气液联动式微界面发生器的气相入口2和气液联动式微界面发生器的液相入口1进入气液联动式微界面发生器3中，另一路以800：1的标准体积比分别通过气动式微界面发生器的气相入口17和气动式微界面发生器的液相入口16进入气动式微界面发生器15中。在气液联动式微界面发生器3和气动式微界面发生器15的作用下，氢气被破碎成平均直径为1μm≤d<1mm的微气泡，气液剧烈混合形成气液乳化物，进入固定床反应器4顶端，由上向下流动，穿过一段催化剂床层8，在催化剂的作用下进行加氢脱硫反应。反应产物由固定床反应器4底端进入气液分离罐5，固定床反应器4未反应完的H2和反应生成的H2S等气体从气液分离罐的气相出口6采出，经加氢脱硫后的液相油品从气液分离罐的液相出口7采出，各自收集，进行后续处理。
固定床反应器4内反应压力为2MPa，反应温度为220℃。固定床反应器4内采用钼镍催化剂，空速控制为0.3h-1。原料汽油中硫含量为120ppm，经过本加氢脱硫的反应流程处理之后，降为20ppm。
实施例二
新鲜氢气和煤油一路以0.3：1的标准体积比分别通过气液联动式微界面发生器的气相入口2和气液联动式微界面发生器的液相入口1进入气液联动式微界面发生器3中，另一路以900：1的标准体积比分别通过气动式微界面发生器的气相入口17和气动式微界面发生器的液相入口16进入气动式微界面发生器15中。在气液联动式微界面发生器3和气动式微界面发生器15的作用下，氢气被破碎成平均直径1μm≤d<1mm的微气泡，气液剧烈混合形成气液乳化物，进入固定床反应器4顶端，由上向下流动，穿过一段催化剂床层8，在催化剂的作用下进行加氢脱硫反应。反应产物由固定床反应器4底端进入气液分离罐5，固定床反应器4未反应完的H2和反应生成的H2S等气体从气液分离罐的气相出口6采出，经加氢脱硫后的液相油品从气液分离罐的液相出口7采出，各自收集，进行后续处理。
固定床反应器4内反应压力为3MPa，反应温度为250℃。固定床反应器4内采用钼镍催化剂，空速控制为1.2h-1。原料煤油中硫含量为150ppm，经过本加氢脱硫的反应流程处理之后，降为50ppm。
实施例三
新鲜氢气和航空煤油一路以0.28：1的标准体积比分别通过气液联动式微界面发生器的气相入口2和气液联动式微界面发生器的液相入口1进入气液联动式微界面发生器3中，另一路以950：1的标准体积比分别通过气动式微界面发生器的气相入口17和气动式微界面发生器的液相入口16进入气动式微界面发生器15中。在气液联动式微界面发生器3和气动式微界面发生器15的作用下，氢气被破碎成平均直径1μm≤d<1mm的微气泡，气液剧烈混合形成气液乳化物，进入固定床反应器4顶端，由上向下流动，穿过一段催化剂床层8，在催化剂的作用下进行加氢脱硫反应。反应产物由固定床反应器4底端进入气液分离罐5，固定床反应器4未反应完的H2和反应生成的H2S等气体从气液分离罐的气相出口6采出，经加氢脱硫后的液相油品从气液分离罐的液相出口7采出，各自收集，进行后续处理。
固定床反应器4内反应压力为1MPa，反应温度为250℃。固定床反应器4内采用钼镍催化剂，空速控制为2.5h-1。原料航空煤油中硫含量为100ppm，经过本加氢脱硫的反应流程处理之后，降为30ppm。
可以理解的是，本发明适用于已提及的催化剂体系，也适合未提及的其它加氢催化剂体系。只是在采用不同的催化剂时，操作温度将依据该催化剂的活化温度做适当调整，而不影响本发明反应器在不同的催化剂体系下均可以大幅（或成倍地）降低操作压力和提高空速（处理量）之突出优点。
此外，微界面发生器还可用于其它多相反应技术领域中，以形成如气液固微混流、气液固微纳流、气液固乳化流、气液固微结构流、多相微混流、多相微纳流、多相乳化流、多相微结构流、微气泡、微气液流、气液微纳乳化流、超微流、超微流化、微分散流、微湍流、微泡流、微纳鼓泡流等等由微米尺度颗粒形成的多相流体、或由微纳尺度颗粒形成的多相流体（简称微界面流体），还可应用于如微泡传质、微泡传递、微泡反应、微泡吸收、微泡增氧、微泡接触式、微混合、微气泡、微泡沫、微流化、微泡发酵、微泡鼓泡等反应中，以及如微泡生化反应器、微泡生物反应器等反应器中, 进而有效地增大了反应过程中所述气相和/或液相与液相和/或固相之间的相界传质面积。
显然，本发明的有益效果在于，本发明提供的固定床加氢微界面反应系统，通过在所述固定床反应系统中加上微界面发生器，氢气被破碎为直径为1μm≤d<1mm的气体，形成微气泡体系，微气泡具有刚性，独立性好，不易聚并等优点，使得在气液反应过程中，强化了气液反应，提高了传质效率，因此获得含有大量微气泡的乳化液，从而在反应器内形成较高的相界面积。进一步地，本发明的固定床加氢微界面反应系统通过提供微界面发生器，在工程上，具有气体利用率高，脱硫率高，投资少，能耗低，工艺灵活等优点。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统，其特征在于，包括：固定床反应器、微界面发生器以及气液分离罐；其中，所述微界面发生器设置在所述固定床反应器的上部，在加氢反应过程中将氢气的压力能和/或油品的动能转化为氢气气泡的表面能，使氢气气泡破碎为微气泡，并使所述微气泡与所述油品混合形成气液乳化物，气液乳化物通过固定床反应器的上部进入固定床反应器内再进行后续反应；所述固定床反应器用于作为油品加氢反应的反应场所，以在所述气液乳化物进入其中时形成稳定的气液强化固定床反应体系；所述气液分离罐与所述固定床反应器连接，用以将所述固定床反应器中反应完成的混合物进行气液分离。
2.根据权利要求1所述的下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统，其特征在于，所述微界面发生器选自气动式微界面发生器、液动式微界面发生器以及气液联动式微界面发生器的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统，其特征在于，所述固定床反应器包括：反应罐和催化剂床层；其中，所述反应罐为一罐体，用以为所述气液乳化物提供反应空间，反应罐上设有用以输出反应后的混合物的出料口；所述催化剂床层固定在所述反应罐内部，床层内设有用以提高所述气液乳化物的反应效率的催化剂。
4.根据权利要求1所述的下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统，其特征在于，所述气液分离罐设置有液相出口和气相出口，用于分别将油品混合物和气体排出。
5.根据权利要求1所述的下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统，其特征在于，还包括：原料罐、动力机构以及进料预热器；其中，所述原料罐与所述动力机构相连，用以存储氢气和反应油品；所述动力机构另一端与所述进料预热器连接，用以为输送氢气和油品原料提供动力；所述进料预热器另一端与所述微界面反应器连接，用以对氢气和油品原料进行预热以使其达到指定温度。
6.根据权利要求5所述的下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统，其特征在于，所述原料罐包括: 油品原料罐和气体原料缓冲罐；其中，所述油品原料罐与所述进料泵相连，用以存储油品原料；所述气体原料缓冲罐与所述压缩机相连，用以存储氢气。
7.根据权利要求5所述的下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统，其特征在于，所述动力机构包括：进料泵和压缩机；其中，所述进料泵与所述油品进料预热器相连，用以为输送油品原料提供动力；所述压缩机与所述气体进料预热器相连，用以为输送氢气提供动力。
8.根据权利要求5所述的下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统，其特征在于，所述进料预热器包括：油品进料预热器和气体进料预热器；其中，所述油品进料预热器与所述微界面发生器相连，用以对油品原料进行预热以使其达到指定温度，并将其送入所述微界面发生器内；所述气体进料预热器与所述微界面发生器相连，用以对氢气进行预热以使其达到指定温度，并将其送入所述微界面发生器内。
9.根据权利要求1所述的下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统，其特征在于，所述固定床反应器的连接管的最高处高于固定床反应器。
10.根据权利要求1所述的下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统，其特征在于，所述微气泡的直径为1μm≤d<1mm。
CN201910196596.XA 2019-03-15 2019-03-15 一种下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统 Withdrawn CN111686644A (zh)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910196596.XA CN111686644A (zh) 2019-03-15 2019-03-15 一种下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统
JP2020600108U JP3231823U (ja) 2019-03-15 2019-06-06 下り式固定層石油製品水素化マイクロ界面強化反応システム
RU2020129865U RU205181U1 (ru) 2019-03-15 2019-06-06 Устройство усовершенствованной микроповерхностной реакции гидрирования с нисходящим потоком и фиксированным слоем для производства нефтепродуктов
AU2019101748A AU2019101748A4 (en) 2019-03-15 2019-06-06 Downflow fixed-bed hydrogenation micro interfacial enhanced Reaction system of oil product
DE212019000197.1U DE212019000197U1 (de) 2019-03-15 2019-06-06 Abwärts verlaufendes Festbett-Ölprodukt-Hydrierung-Mikrogrenzfläche-Reaktionsverstärkungsystem
PCT/CN2019/090342 WO2020186644A1 (zh) 2019-03-15 2019-06-06 一种下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910196596.XA CN111686644A (zh) 2019-03-15 2019-03-15 一种下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111686644A true CN111686644A (zh) 2020-09-22

Family

ID=72475294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910196596.XA Withdrawn CN111686644A (zh) 2019-03-15 2019-03-15 一种下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JP3231823U (zh)
CN (1) CN111686644A (zh)
AU (1) AU2019101748A4 (zh)
DE (1) DE212019000197U1 (zh)
RU (1) RU205181U1 (zh)
WO (1) WO2020186644A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113035285A (zh) * 2021-04-01 2021-06-25 南京延长反应技术研究院有限公司 微气泡尺寸对油品加氢脱硫效果影响的计算方法
WO2022110871A1 (zh) * 2020-11-30 2022-06-02 南京延长反应技术研究院有限公司 一种草酸酯法制备乙二醇的强化微界面反应系统及方法
CN116392986A (zh) * 2023-06-09 2023-07-07 北京思达流体科技有限公司 1-(4-异丁基苯基)乙醇羰基化的连续化生产系统及操作方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112263970B (zh) * 2020-10-16 2022-09-09 洛阳融惠化工科技有限公司 一种从液固并流下行床中消除气相组分影响的方法及装置
CN113387332A (zh) * 2021-07-16 2021-09-14 南京延长反应技术研究院有限公司 一种制备双氧水的微界面氧化系统以及氧化方法
CN114019107B (zh) * 2021-11-08 2023-12-26 南京延长反应技术研究院有限公司 一种蒽醌法制双氧水体系中微气泡强化的评测方法
CN113877488B (zh) * 2021-11-16 2023-07-04 中国石油大学(华东) 一种基于管式微孔介质发泡机理的上流式加氢反应装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1042021A (en) * 1975-04-10 1978-11-07 Universite D'ottawa/ University Of Ottawa Method and apparatus for carrying out hydro-genation reactions
US8021539B2 (en) * 2007-06-27 2011-09-20 H R D Corporation System and process for hydrodesulfurization, hydrodenitrogenation, or hydrofinishing
CN102051207A (zh) * 2009-10-27 2011-05-11 中国石油化工股份有限公司 一种悬浮床加氢技术的强化传质方法
CN105733662A (zh) * 2014-12-10 2016-07-06 中国石油天然气股份有限公司 一种液相加氢反应器及工艺方法
CN106701179B (zh) * 2015-11-18 2018-09-04 中国石油天然气股份有限公司 液相加氢装置及方法
CN107561938B (zh) * 2017-08-30 2020-12-04 南京大学 微界面强化反应器反应速率构效调控模型建模方法
CN207614808U (zh) * 2017-11-30 2018-07-17 湖南中天元环境工程有限公司 固定床混合反应器和烷基蒽醌氢化反应的系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022110871A1 (zh) * 2020-11-30 2022-06-02 南京延长反应技术研究院有限公司 一种草酸酯法制备乙二醇的强化微界面反应系统及方法
CN113035285A (zh) * 2021-04-01 2021-06-25 南京延长反应技术研究院有限公司 微气泡尺寸对油品加氢脱硫效果影响的计算方法
CN113035285B (zh) * 2021-04-01 2023-04-11 南京延长反应技术研究院有限公司 微气泡尺寸对油品加氢脱硫效果影响的计算方法
CN116392986A (zh) * 2023-06-09 2023-07-07 北京思达流体科技有限公司 1-(4-异丁基苯基)乙醇羰基化的连续化生产系统及操作方法
CN116392986B (zh) * 2023-06-09 2023-08-04 北京思达流体科技有限公司 1-(4-异丁基苯基)乙醇羰基化的连续化生产系统及操作方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU205181U1 (ru) 2021-06-29
JP3231823U (ja) 2021-04-30
AU2019101748A4 (en) 2020-10-15
DE212019000197U1 (de) 2020-10-01
WO2020186644A1 (zh) 2020-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111686644A (zh) 一种下行式固定床油品加氢微界面强化反应系统
CN111686643A (zh) 一种上行式固定床油品加氢微界面强化反应系统
CN111359556A (zh) 一种微界面强化加氢反应系统
CN210079476U (zh) 一种微界面强化沸腾床加氢反应系统
CN210176754U (zh) 一种环戊烷无催化剂氧化的强化系统
CN111530380B (zh) 一种重油加氢制备船舶燃料的微界面强化反应系统及方法
WO2020186639A1 (zh) 一种微界面强化柴油加氢精制反应系统及方法
CN111359547A (zh) 一种油煤共加氢微界面强化乳化床反应系统
JP2004525751A (ja) モノリスループ型反応器
CN210176767U (zh) 一种过氧化氢对孟烷的制备的强化系统
CN111686665A (zh) 一种微界面强化反应系统
WO2020186637A1 (zh) 一种微界面强化沸腾床加氢反应系统
CN111686654A (zh) 一种煤焦油加氢微界面乳化床强化反应系统
CN210674823U (zh) 一种洗油和煤直接液化油混合加工系统
CN111686648A (zh) 一种固定床加氢微界面反应系统
WO2020186640A1 (zh) 一种微界面强化润滑油加氢精制反应系统及方法
CN111482142A (zh) 下置式气液强化乳化固定床反应装置及方法
CN111686657A (zh) 一种油煤共加氢微界面强化沸腾床反应系统
CN112174778A (zh) 一种环辛烷无催化剂氧化的强化系统及工艺
CN111686651A (zh) 一种微界面强化悬浮床加氢反应系统及方法
CN112175667A (zh) 一种混合油加氢微界面强化反应系统及方法
CN112174779A (zh) 一种环庚烷无催化剂氧化的强化系统及工艺
CN211487701U (zh) 一种基于微界面强化丙烯环氧化制备环氧丙烷的系统
CN112495313A (zh) 一种基于微界面强化丙烯环氧化制备环氧丙烷的系统及工艺
CN111482136A (zh) 上置式气液强化乳化固定床反应装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20200922