CN112011366A - 一种石油树脂加氢的微界面反应系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种石油树脂加氢的微界面反应系统及方法，微界面反应系统包括：设置有两个催化剂床层的预加氢反应器，以及循环氢气通道、新氢通道；所述预加氢反应器的侧壁分别设置有原料进口以及氢气进口，在两个所述催化剂床层、以及所述预加氢反应器的底部之间分别设置有微界面发生器。本发明提供的微界面反应系统通过与微界面发生器进行组合后，降低了能耗，降低了反应温度，提高了反应产率，提高了原料的利用率，尤其是提高氢气的利用率，同时有效的提高了产能。
Description
技术领域
本发明涉及石油树脂加氢领域，具体而言，涉及一种石油树脂加氢的微界面反应系统及方法。
背景技术
石油树脂是一种重要的基本化工原料，是近年来发展较快的重要有机化工产品之一。由于C9石油树脂中含有较高的不饱和键，在氧和其他化学物质作用下易发生反应，大大限制了石油树脂的应用，所以要对石油树脂进行加氢处理。
C9石油树脂相对分子量(200～3000)较大，通常在高活性催化剂的催化作用下，操作条件达到10～20MPa、230～300℃时，才能实现较好的加氢效果。此外，C9石油树脂中还存在硫、氮等有毒杂质，催化剂很容易失活，因此，C9石油树脂工业化的难度较大。
目前C9石油树脂的加氢工艺主要有三种，分别为浆态床加氢工艺、滴流床加氢工艺和喷淋床加氢工艺。传统C9石油树脂加氢工艺普遍存在以下问题：
(1)使用浆态床环流反应器加氢技术，适合小规模生产，反应产品和催化剂的分离难度较大，且分离出来的催化剂会吸附部分产品，催化剂损耗较大。
(2)滴流床加氢工艺反应压力较高(约20MPa)，装置投资费用、运行费用高，本质安全性下降。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种石油树脂加氢的微界面反应系统，该微界面反应系统基于微界面反应强化技术，以C9树脂和溶剂为连续相，通过微界面发生器将氢气高效破碎成微米级气泡，并分散到树脂溶液中形成微界面体系，以数十倍地提高加氢反应器内的气液相界面积，大幅提高气相向反应液的传质速率及宏观加氢速率，进而可以降低原有的反应压力、反应温度和催化剂使用量，从而开发出高效、节能的微界面强化C9石油树脂加氢的微界面反应系统。
本发明的第二目的在于提供一种采用上述微界面反应系统进行石油树脂加氢的反应方法，反应得到的加氢石油树脂环保、清洁，应用广泛，提高了石油树脂本身的适用面，值得广泛推广应用。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供了一种石油树脂加氢的微界面反应系统，包括设置有两个催化剂床层的预加氢反应器，以及循环氢气通道、新氢通道；所述预加氢反应器的侧壁分别设置有原料进口以及氢气进口，在两个所述催化剂床层、以及所述预加氢反应器的底部之间分别设置有微界面发生器；
所述循环氢气通道以及所述新氢通道汇总成总氢通道，所述总氢通道分为三个支路通道，第一支路通道与所述原料石油树脂溶液混合后经过原料预热器预热后从所述原料进口进入到所述微界面发生器中；第二支路通道通过氢气预热器预热后从所述氢气进口进入到所述微界面发生器中；第三支路通道直接通入到预加氢反应器中的微界面发生器中，氢气与石油树脂溶液在所述微界面发生器中进行分散破碎形成微气泡；
从所述预加氢反应器反应后的加氢产物通入第一热高压分离器中进行气液相分离，分离的液相进入精制加氢反应器进行进一步加氢，分离的气相回收利用。
本发明的石油树脂加氢的微界面反应系统，通过在加氢反应器内部设置有微界面发生器，将进入的氢气进行分散破碎成微气泡，从而提高传质效果，在微界面发生器内部通入的石油树脂主要作用是配合气体的分散破碎，相当于介质的作用。
优选地，位于所述预加氢反应器内靠上的微界面发生器接受来自第三支路通道的氢气，位于预加氢反应器内靠下的微界面发生器接受来自第二支路从氢气进口进来的气相，以及从原料进口进来的所述原料石油树脂溶液与氢气的混合溶液。
优选地，所述精制加氢反应器内设置有两个催化剂床层，在两个所述催化剂床层、以及所述精制加氢反应器的底部之间分别设置有微界面发生器；位于所述精制加氢反应器内靠上的微界面发生器接受来自第三支路通道的氢气，位于精制加氢反应器内靠下的微界面发生器接受来自第一热高压分离器底部的液相，以及来自第二支路通道经过氢气预热器预热后的氢气。
本发明是将微界面发生器设置在预加氢反应器、以及精制加氢反应器的内部，且由于氢气进入的方式分三个支路进入反应器内部的，导致其氢气进入微界面发生器的方式也是不同的，尤其在预加氢反应器以及精制加氢反应器中，由于其内部设置的催化剂床层个数为两个，所以正好催化剂床层与反应器底部之间设置的微界面发生器个数正好是两个，从上到下依次排布，位于上部的微界面发生器主要是进入未经过预热的气相，位于底部的微界面发生器主要进入的是经过预热的氢气以及液相，因为底部的微界面发生器液相进料比较方便，所以将预热后的气相与液相共同混合后更能提高传质效果，位于上部的微界面发生器其侧部不设置液相进料，主要是起到辅助底部的微界面发生器共同提高分散破碎效果的作用，所以其气相进料是采用的不需要预热的气相，从而上下微界面发生器共同配合起到微界面破碎分散的效果。这样相当于在底部的微界面发生器形成一次微界面体系，主要实现氢气与石油树脂溶液的混合加强反应，然后上部的微界面发生器形成二次微界面体系，以实现与未反应的石油树脂溶液混合加强反应。
另外，预加氢反应器中氢气进入的方式与精制加氢反应器氢气进入的方式是一样的，一部分氢气进入不预热，另一部分氢气进入需要预热，这样的方式既降低了能耗，也同样保证了微界面破碎分散的效果。此外为了提高氢气与原料混合的效果，还有一部分氢气从第一支路通道进入与原料石油树脂溶液混合以加强加氢反应效果。
上述预加氢反应器、精制加氢反应器内设置的微界面发生器为气动式，通过将氢气与石油树脂通入微界面发生器后分散破碎，以加强后续加氢反应，脱除硫、氮等杂质，提高传质效果。
本领域所属技术人员可以理解的是，本发明所采用的微界面发生器在本发明人在先专利中已有体现，如申请号CN201610641119.6、201610641251.7、CN201710766435.0、CN106187660、CN105903425A、CN109437390A、CN205833127U及CN207581700U的专利。在先专利CN201610641119.6中详细介绍了微米气泡发生器(即微界面发生器)的具体产品结构和工作原理，该申请文件中记载了“微米气泡发生器包括本体和二次破碎件、本体内具有空腔，本体上设有与空腔连通的进口，空腔的相对的第一端和第二端均敞开，其中空腔的横截面积从空腔的中部向空腔的第一端和第二端减小；二次破碎件设在空腔的第一端和第二端中的至少一个处，二次破碎件的一部分设在空腔内，二次破碎件与空腔两端敞开的通孔之间形成一个环形通道。微米气泡发生器还包括进气管和进液管。”从该申请文件中公开的具体结构可以知晓其具体工作原理为：液体通过进液管切向进入微米气泡发生器内，超高速旋转并切割气体，使气体气泡破碎成微米级别的微气泡，从而提高液相与气相之间的传质面积，而且该专利中的微米气泡发生器属于气动式微界面发生器。
另外，在先专利201610641251.7中有记载一次气泡破碎器具有循环液进口、循环气进口和气液混合物出口，二次气泡破碎器则是将进料口与气液混合物出口连通，说明气泡破碎器都是需要气液混合进入，另外从后面的附图中可知，一次气泡破碎器主要是利用循环液作为动力，所以其实一次气泡破碎器属于液动式微界面发生器，二次气泡破碎器是将气液混合物同时通入到椭圆形的旋转球中进行旋转，从而在旋转的过程中实现气泡破碎，所以二次气泡破碎器实际上是属于气液联动式微界面发生器。其实，无论是液动式微界面发生器，还是气液联动式微界面发生器，都属于微界面发生器的一种具体形式，然而本发明所采用的微界面发生器并不局限于上述几种形式，在先专利中所记载的气泡破碎器的具体结构只是本发明微界面发生器可采用的其中一种形式而已。
此外，在先专利201710766435.0中记载到“气泡破碎器的原理就是高速射流以达到气体相互碰撞”，并且也阐述了其可以用于微界面强化反应器，验证本身气泡破碎器与微界面发生器之间的关联性；而且在先专利CN106187660中对于气泡破碎器的具体结构也有相关的记载，具体见说明书中第[0031]-[0041]段，以及附图部分，其对气泡破碎器S-2的具体工作原理有详细的阐述，气泡破碎器顶部是液相进口，侧面是气相进口，通过从顶部进来的液相提供卷吸动力，从而达到粉碎成超细气泡的效果，附图中也可见气泡破碎器呈锥形的结构，上部的直径比下部的直径要大，也是为了液相能够更好的提供卷吸动力。由于在先专利申请的初期，微界面发生器才刚研发出来，所以早期命名为微米气泡发生器(CN201610641119.6)、气泡破碎器(201710766435.0)等，随着不断技术改进，后期更名为微界面发生器，现在本发明中的微界面发生器相当于之前的微米气泡发生器、气泡破碎器等，只是名称不一样。
综上所述，本发明的微界面发生器属于现有技术，虽然有的气泡破碎器属于气动式气泡破碎器类型，有的气泡破碎器属于液动式气泡破碎器类型，还有的属于气液联动式气泡破碎器类型，但是类型之间的差别主要是根据具体工况的不同进行选择，另外关于微界面发生器与反应器、以及其他设备的连接，包括连接结构、连接位置，根据微界面发生器的结构而定，此不作限定。
上述加氢反应的催化剂一般采用的镍基催化剂，优选地催化剂可以为负载型的镍基催化剂，或者采用碱土金属氧化物或稀土金属氧化物改性过的镍基催化剂更优，载体选择为氧化硅或者氧化铝。
优选地，进行裂化加氢反应催化剂的活性成分为镍、钴、钼的氧化物，载体为氧化铝、硅铝氧化物或分子筛。预加氢以及精制加氢的作用在于脱除硫、氮等杂质，提高石油树脂产品的质量。
优选地，所述微界面反应系统还包括第二热高压分离器，所述精制加氢反应器反应后的产物从所述精制加氢反应器的顶部通入到第二热高压分离器进行气液相分离，分离出的液相经过高压冷却器冷却后去往冷低压分离器进行进一步分离。
优选地，从所述冷低压分离器分离出的气相返回到所述循环氢气通道进行重复利用，从所述冷低压分离器分离出的液相直接作为产品收集。
优选地，从所述第一热高压分离器中分离出的气相以及从第二热高压分离器分离出的气相汇合后去往所述冷低压分离器。
优选地，所述微界面反应系统包括用于储存原料石油树脂溶液的原料罐，所述原料罐与所述原料预热器连接。
从预加氢反应器出来的产物以及从精制加氢反应器出来的产物均经过位于反应器顶部的热高压分离器进行气液分离，分离器根据分离的产品不同会调整加压的压力，分离出的液相最后汇入到冷低压分离器进行进一步气液分离，分离出的气相也同样最终汇入到冷低压分离器进行进一步气液分离，经过冷低压分离器的气液分离，最终形成的气相可以作为循环氢气重复利用，液相则直接作为产品收集。
第一热高压分离器对反应后的产物进行气液分离，得到的液相混合物与预热后的氢气及石油树脂混合后进入微界面发生器形成微界面体系，再次进行石油树脂加氢反应，将所得产物输送至第二热高压分离器，分离气相和液相产物。将液相产物经高压冷却器冷却后输送至冷低压分离器，得到最终产品加氢石油树脂。
本发明还提供了一种石油树脂加氢微界面反应系统的反应方法，包括：
将石油树脂与氢气混合微界面分散破碎后进行加氢反应，再进行分离、加氢裂化后，气液分离以及分馏。
优选地，所述加氢反应的温度230-290℃，所述加氢反应的压力为5-18MPa。
具体地，该反应方法通过微界面将氢气打碎成微米尺度的微气泡，并将微气泡释放到所述反应器内部，以增大石油树脂加氢过程中所述氢气与所述石油树脂之间的相界传质面积，使得氢气以微气泡的状态与树脂溶液充分接触，形成的微界面体系进入催化剂床层并进行石油树脂加氢反应。
采用本发明石油树脂加氢反应得到的产品品质好、收率高。石油树脂加氢的反应方法反应温度低、压力大幅度下降，液时空速高，相当于提高了产能。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的石油树脂加氢的微界面反应系统通过在反应器内部设置与气液相进料管道相连的微界面发生器，使得在氢气与石油树脂进行石油树脂加氢反应之前，微界面发生器将氢气破碎成直径为大于等于1μm、小于1mm的微气泡，使得氢气以微气泡的状态与甲醇接触，以增大石油树脂加氢反应过程中，氢气与石油树脂之间的相界传质面积，并进行充分混合后再进行石油树脂加氢反应，从而解决了现有技术中由于石油树脂和氢气在反应器中无法充分混合，导致系统反应效率降低的问题；
(2)本发明的微界面反应系统将最终分离得到的氢气重新返回到循环氢气通道再次利用，从而进一步节约了生产成本；
(3)本发明的整个微界面反应系统进行了两次气液分离过程，可以得到高纯度的加氢石油树脂。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他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石油树脂加氢的微界面反应系统的结构示意图。
附图说明：
10-原料罐； 20-原料预热器；
30-氢气预热器； 40-新氢通道；
50-循环氢气通道；
70-第一支路通道； 80-第二支路通道；
90-第三支路通道； 100-预加氢反应器；
110-第一热高压分离器； 120-精制加氢反应器；
130-第二热高压分离器； 140-微界面发生器；
150-高压冷却器； 160-冷低压分离器。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了更加清晰的对本发明中的技术方案进行阐述，下面以具体实施例的形式进行说明。
实施例
参阅图1所示，为本发明实施例的石油树脂加氢的微界面反应系统，其主要包括预加氢反应器100以及精制加氢反应器120；
预加氢反应器100为固定床反应器，在其内部设置有两个催化剂床层，在催化剂床层、以及预加氢反应器100底部之间设置有微界面发生器140，微界面发生器140为2个，精制加氢反应器120内设置有两个催化剂床层，在两个所述催化剂床层、以及所述精制加氢反应器120的底部之间分别设置有微界面发生器140，精制加氢反应器120内部设置的微界面发生器140的个数与预加氢反应器100内部设置的微界面发生器个数一样，均为2个。
上述微界面反应系统包括循环氢气通道50以及新氢通道40，循环氢气通道50以及所述新氢通道40汇总成总氢通道，循环氢气通道50以及所述新氢通道40均呈细长圆管型，总氢通道分为三个支路通道，相当于分成三个支路，预加氢反应器100的侧壁分别设置有原料进口以及氢气进口，第一支路通道70与所述原料石油树脂溶液混合后经过原料预热器20预热后从原料进口进入到预加氢反应器100靠下的微界面发生器140中。原料石油树脂溶液储存在原料罐10中，使用时将其输送至原料预热器20预热并最终输送至微界面发生器140中。
第二支路通道80通过氢气预热器30预热后从氢气进口进入到预加氢反应器100靠下的微界面发生器140中，同时分出一路进入到位于精制加氢反应器120内靠下的微界面发生器140中。
第三支路通道90直接通入到预加氢反应器100内部靠上的微界面发生器140中，同时分出一路直接通入到位于精制加氢反应器120内靠上的微界面发生器140中。
预加氢反应器100以及精制加氢反应器120用于接收石油树脂溶液和氢气，并在催化剂床层作为石油树脂加氢反应的场所，设置在反应器内部的微界面发生器140用于在石油树脂加氢反应之前，将所述氢气破碎形成微界面体系，通过将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给气泡，使气泡破碎成直径为大于等于1μm、小于1mm的微米级别的微气泡，微界面发生器140采用气体驱动，输入气量远大于液体量。
第一热高压分离器110与预加氢反应器100连接，第二热高压分离器130与精制加氢反应器120连接，第一热高压分离器110以及第二热高压分离器130用于分离石油树脂加氢反应后气相和液相混合物，第一热高压分离器110分离的液相进入精制加氢反应器120进行进一步加氢反应，第一热高压分离器110分离的气相与第二热高压分离器130分离的气相合并后去往冷低压分离器160，用于分离原料氢气和产品加氢石油树脂，最终得到产品加氢石油树脂，氢气返回循环氢气通道50重复利用。第二热高压分离器130分离的液相去往高压冷却器150冷却后也去往冷低压分离器160进行产品与气相的分离。
在上述实施例中，为了增加分散、传质效果，也可以多增设额外的微界面发生器140，安装位置其实也是不限的，可以外置也可以内置，内置时还可以采用安装在釜内的侧壁上相对设置，以实现从微界面发生器140的出口出来的微气泡发生对冲。
在上述实施例中，预加氢反应器100、精制加氢反应器120的类型除了可以是固定床反应釜以外，还可以是沸腾床反应釜等其他类型，除此之外进出料的方式也不限。
在上述实施例中，泵体的个数并没有具体要求，可根据需要在相应的位置设置。
以下简要说明本发明的石油树脂加氢微界面反应系统的工作过程和原理：
总氢管道与循环氢气通道50以及新氢通道40连接，并将总氢管道分成三个支路，石油树脂溶液从原料罐10输送进入微界面反应系统，将催化剂填入预加氢反应器100、精制加氢反应器120的催化剂床层，启动系统，反应温度设置为230℃，压力设置为5MPa。
将来自原料罐10的石油树脂溶液先与少部分混氢(新氢与循环氢的混合物)混合，再经原料预热器20加热，然后从预加氢反应器100的底部进入微界面发生器140，并与另一路经氢气预热器30加热的混氢在微界面发生器140中混合，形成微界面体系，微界面发生器140将氢气打碎成微米尺度的微气泡，并将微气泡释放到预加氢反应器100的内部，使得氢气以微气泡的状态与石油树脂溶液充分接触，在预加氢反应器100的催化剂床层进行石油树脂加氢反应。催化剂中间段增设未预热的冷氢，冷氢进入微界面发生器140与石油树脂溶液混合，再一次形成微界面体系。
反应后的混合物进入第一热高压分离器110分离，分离出的液相从精制加氢反应器120底部进入微界面发生器140，并与另一路经氢气预热器30加热的混氢形成微界面体系，微界面发生器140将氢气打碎成微米尺度的微气泡，并将微气泡释放到精制加氢反应器120的内部，使得氢气以微气泡的状态与石油树脂溶液充分接触，在精制加氢反应器120的催化剂床层进行石油树脂加氢反应。精制加氢反应器120的催化剂床层中增设冷氢，冷氢进入微界面发生器140与石油树脂溶液混合，再一次形成微界面体系。
从精制加氢反应器120反应后的混合物进入第二热高压分离器130分离，分离出的气相组分进入后续系统循环使用，液相组分进入高压冷却器150冷却后输送至冷低压分离器160进行分离。分离出的气相产物进入后续系统循环使用，液相组分即产品加氢石油树脂。检测加氢石油树脂含量，纯度达90％。
在上述反应过程中，其他操作条件不变，当反应温度设置为260℃，压力设置为12MPa，纯度达95％。
在上述反应过程中，其他操作条件不变，当反应温度设置为290℃，压力设置为18MPa，纯度达98％。
通过采用本发明的加氢反应工艺，提高了加氢石油树脂的纯度，纯度可达95％以上。
此外，通过铺设微界面发生器降低了加氢反应釜的压力以及温度，充分降低了能耗。
总之，与现有技术的石油树脂加氢的微界面反应系统相比，本发明的石油树脂加氢的微界面反应系统设备组件少、占地面积小、能耗低、成本低、安全性高、反应可控，原料转化率高，相当于为石油树脂加氢领域提供了一种操作性更强的微界面反应系统，值得广泛推广应用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种石油树脂加氢的微界面反应系统，其特征在于，包括设置有两个催化剂床层的预加氢反应器，以及循环氢气通道、新氢通道；所述预加氢反应器的侧壁分别设置有原料进口以及氢气进口，在两个所述催化剂床层、以及所述预加氢反应器的底部之间分别设置有微界面发生器；
所述循环氢气通道以及所述新氢通道汇总成总氢通道，所述总氢通道分为三个支路通道，第一支路通道与所述原料石油树脂溶液混合后经过原料预热器预热后从所述原料进口进入到所述微界面发生器中；第二支路通道通过氢气预热器预热后从所述氢气进口进入到所述微界面发生器中；第三支路通道直接通入到预加氢反应器中的微界面发生器中，氢气与石油树脂溶液在所述微界面发生器中进行分散破碎形成微气泡；
从所述预加氢反应器反应后的加氢产物通入第一热高压分离器中进行气液相分离，分离的液相进入精制加氢反应器进行进一步加氢，分离的气相回收利用。
2.根据权利要求1所述的微界面反应系统，其特征在于，位于所述预加氢反应器内靠上的微界面发生器接受来自第三支路通道的氢气，位于预加氢反应器内靠下的微界面发生器接受来自第二支路从氢气进口进来的气相，以及从原料进口进来的所述原料石油树脂溶液与氢气的混合溶液。
3.根据权利要求1所述的微界面反应系统，其特征在于，所述精制加氢反应器内设置有两个催化剂床层，在两个所述催化剂床层、以及所述精制加氢反应器的底部之间分别设置有微界面发生器；位于所述精制加氢反应器内靠上的微界面发生器接受来自第三支路通道的氢气，位于精制加氢反应器内靠下的微界面发生器接受来自第一热高压分离器底部的液相，以及来自第二支路通道经过氢气预热器预热后的氢气。
4.根据权利要求2所述的微界面反应系统，其特征在于，所述微界面反应系统还包括第二热高压分离器，所述精制加氢反应器反应后的产物从所述精制加氢反应器的顶部通入到第二热高压分离器进行气液相分离，分离出的液相经过高压冷却器冷却后去往冷低压分离器进行进一步分离。
5.根据权利要求4所述的微界面反应系统，其特征在于，从所述冷低压分离器分离出的气相返回到所述循环氢气通道进行重复利用，从所述冷低压分离器分离出的液相直接作为产品收集。
6.根据权利要求4所述的微界面反应系统，其特征在于，从所述第一热高压分离器中分离出的气相以及从第二热高压分离器分离出的气相汇合后去往所述冷低压分离器。
7.根据权利要求1-6任一项所述的微界面反应系统，其特征在于，所述微界面反应系统包括用于储存原料石油树脂溶液的原料罐，所述原料罐与所述原料预热器连接。
8.采用权利要求1-7任一项所述的石油树脂加氢微界面反应系统的反应方法，其特征在于，包括如下步骤：
将原料石油树脂溶液与氢气混合微界面分散破碎后进行加氢反应，再气液分离、冷却得到产品进行收集。
9.根据权利要求8所述的反应方法，其特征在于，所述加氢反应的温度230-290℃，所述加氢反应的压力为5-18MPa。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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