CN113769686A - 一种低温常压燃料油脱硫净化设备及其脱硫净化方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种低温常压燃料油脱硫净化设备及其脱硫净化方法，其中，燃料油脱硫净化设备包括预处理装置、脱硫反应装置、离心萃取分离装置以及副产物回收利用装置，分别对脱硫反应装置、离心萃取分离装置以及副产物回收利用装置做出结构改进，对燃料油依次经过预处理装置、脱硫反应装置、离心萃取分离装置获得脱硫后的燃料油，副产物再经过副产物回收利用装置使得资源回收再利用，脱硫过程反应温和、在低温常压条件下进行反应，反应温和、脱硫效率高、安全性高、易实现产业化。

Description

一种低温常压燃料油脱硫净化设备及其脱硫净化方法

技术领域

本申请涉及燃料油脱硫技术领域，具体涉及一种低温常压燃料油脱硫净化设备及其脱硫净化方法。

背景技术

船舶是全球贸易运输的主要方式，随着世界经济的高速发展，船舶所带来的污染越来越严重，以石油类污染物为例，由船舶引起的污染比例高达45％。国际海事组织(IMO)资料表明，船舶年排放SOX达634万吨，约占世界排放总量的4％。在环保要求日益严格的大背景下，燃料油低硫化、轻质化逐渐成为大趋势。

目前国内外低硫燃料油脱硫装置主要分为加氢脱硫装置和非加氢脱硫装置。目前广泛工业化应用的渣油加氢装置脱硫存在反应条件苛刻、能耗高的问题，而且由于烷基取代基的立体效应，加氢脱硫装置处理对于去除噻吩类以及噻吩类衍生物的效率非常有限。

非加氢脱硫技术主要包括氧化脱硫、吸附脱硫、萃取脱硫、生物脱硫和活性金属脱硫，能够在温和条件下进行燃油脱硫反应，而且对加氢脱硫难以脱除的噻吩类硫化物具有良好的脱除效果。

目前我国油品脱硫主要以加氢脱硫装置为主，虽然用此装置可以减少燃料油中的含硫量，但依然受到化学反应条件的限制，需要高温高压，容易腐蚀，装置占地面积大，投入成本高，并且难以深度脱硫，在炼厂难以实现产业化的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种低温常压燃料油脱硫净化设备，依次设置有：

预处理装置，以去除燃料油中的杂质和水分；

脱硫反应装置，包括第一反应腔体、第二反应腔体、搅拌部和注液部，所述第二反应腔体套设于所述第一反应腔体的内部，所述第一反应腔体内壁和第二反应腔体的外壁之间留有空隙；所述搅拌部设置于所述第二反应腔体的内部；所述注液部包括用于注入高密度液体的第一注液管道和用于注入低密度液体的第二注液管道，所述第一注液管道设置于所述空隙中，所述第二注液管道设置于所述第二反应腔体内，所述第二注液管道的出液口位于所述第二反应腔体的底部；所述第二反应腔体底部开设用于与第一反应腔体连通的通孔，所述通孔、搅拌部与第二注液管道相配合，使得注入的低密度液体在两个反应腔体中均实现从高密度液体的底部移动至高密度液体上端的反应过程；

离心萃取分离装置，包括分离壳体、转筒和混合传质控制部，所述分离壳体设置于所述转筒外围；所述分离壳体上设置有轻相进口、重相进口、轻相出口和重相出口，所述液体与萃取剂分别从轻相进口、重相进口进入，在转筒内产生的离心力作用下，混合后的液体和萃取剂进入转筒内并分层，分层后的液体分别从轻相出口以及重相出口流出；所述混合传质控制部设置于所述转筒下方，所述混合传质控制部设置于所述分离壳体与所述转筒之间；所述混合传质控制部包括可发生形变的弹性变形件，所述弹性变形件水平设置，所述弹性变形件在垂直方向发生往复形变。

副产物回收利用装置，包括副产物搅拌部和副产物反应部，所述副产物搅拌部包括搅拌壳体和设置于搅拌壳体中的搅拌件，所述搅拌壳体上分别开设用于回收副产物的回收管道、用于添加其他反应物的第一进料口、第一出料口；

所述副产物反应部包括第三反应腔体，所述第三反应腔体上分别开设有第二进料口、第二出料口，所述第二进料口与所述第一出料口相连通；第三反应腔体中包括若干首尾依次相连的送料板，所述相邻送料板输送物料的方向相反，所述第三反应腔体中还包括若干紫外灯，所述紫外灯设置于相邻送料板之间，所述紫外灯沿送料板的长度方向设置；搅拌均匀的副产物与其他反应物经第二进料口输送到第一送料板上再依次经若干送料板的输送到达第二出料口，在输送的过程中完成紫外辐射反应过程。

优选的，本申请中两个反应腔体的高度与直径的比例设置，使得反应腔体呈细长形，作用是为了一定体积的反应溶液的高度尽量高，使得低密度液体在高密度液体中的反应过程进一步延长，充分接触，进一步提高了反应效率。所述第一反应腔体的高度为直径的3倍以上，所述第二反应腔体的高度为直径的3倍以上。

优选的，所述第一反应腔体的高度为直径的3-5倍，所述第二反应腔体的高度为直径的3.5-4.5倍。

优选的，本申请中第一反应腔体的体积与第二反应腔室的体积比设置的作用在于针对燃料油氧化脱硫的反应，两个腔室的体积比设置使得两个腔室之间的反应过程配合度更高，进一步提高了燃料油与氧化剂、催化剂的反应效率。所述第一反应腔体的体积为所述第二反应腔体的1.5-2.5倍。

优选的，本申请中第二反应腔体底部设置弧形板且通孔设置在弧形板上，使得搅拌部产生离心力打出的部分低密度液体顺利且高效的进入第一反应腔体中。所述第二反应腔体侧壁底端到第二反应腔体的底部设置为直径渐缩的弧形板，所述弧形板上端位于所述第二注液管道处，若干通孔均匀设置于所述弧形板上，所述通孔外侧均水平朝下开设。本申请中设置在弧形板上的通孔外侧朝下设置，使得进入第一反应腔体的低密度液体的方向是朝下进入的，进一步增加了低密度液体向上移动的反应过程，且有效的在第一反应腔体的底部角落处形成湍流，减少水力死区的形成。

优选的，所述第二反应腔体的侧壁以及底端设置有连通孔；进一步提高了第一反应腔体和第二反应腔体的液体互通交换效率，使得整个反应釜的反应速率、反应过程可以保持一致。

优选的，为了进一步实现对反应原料的充分搅拌，对物料进行高效剪切，从而使物料的分散程度高，能耗低。所述搅拌部包括电机、搅拌杆和搅拌桨，所述搅拌桨位于所述第二反应腔体的底部，所述搅拌桨包括两个S形搅拌叶片，所述两个S形搅拌叶片的中心相连，搅拌叶片末端在圆周方向沿顺时针方向的弯折方向是一致的。

优选的，在所述搅拌杆上设置有螺旋叶片，所述螺旋叶片设置于所述搅拌桨的上方，所述搅拌桨的直径为所述螺旋叶片的3-5倍。

优选的，所述搅拌杆从第二反应腔体底端穿出并延伸至第一反应腔体的底部，所述搅拌杆底部设置有第二搅拌叶片，所述第二搅拌叶片设置于所述第一反应腔体和第二反应腔体之间；设置第二搅拌叶片的作用在于进一步减少第一反应腔体底部的水力死区，进一步提高其反应效率。

进一步的，所述混合传质控制部还包括形变发生结构，以辅助弹性变形件发生形变。本申请的弹性变形件与形变发生结构，相互配合，使得弹性变形件发生形变的过程是可控制的，可以根据不同的溶液分离过程随时进行形变过程的改变。

进一步的，所述弹性变形件为弹性金属板，所述弹性金属板外围与橡胶密封垫相连，所述形变发生结构为活塞缸，所述活塞缸的活塞杆平行设置，所述活塞缸设置于所述橡胶密封垫外围；在活塞杆的往复运动下，所述弹性金属板中心会在垂直方向发生往复形变。

进一步的，所述弹性金属板处于初始状态时，中心位置向上凸起，使得活塞杆向内侧挤压弹性金属板时，中心位置继续向上方凸起。申请选用弹性金属板且其中心位置向上凸起，一方面是控制其弹性金属板的中心位置在发生形变时的形变方向始终是一致的，是可控制的，始终保持中心位置向上凸起的状态；另一方面这种状态使得弹性金属板能保持提供向上推动液体进入转筒的辅助力，有利于液体快速完成分离过程。

进一步的，所述弹性变形件为弹性高分子材料，所述弹性变形件外围夹设于所述壳体中；所述形变发生结构设置于所述弹性变形件的下方，所述形变发生结构包括凸轮和竖杆，竖杆一端与凸轮抵接，所述竖杆另一端与弹性变形件抵接。本申请选用弹性高分子材料的优势在于，其弹性变量变化范围更大，变形过程更灵活可控，适用于不同液体的分离使用，适用范围更广。

进一步的，所述形变发生结构包括传动杆、凸轮和竖杆，所述若干凸轮套设于所述传动杆上，所述竖杆一端与所述凸轮抵接，所述竖杆另一端与所述弹性变形件抵接。本申请形变发生结构选用凸轮的优势在于，利用凸轮的形状就可以完成形变过程，结构简单且可通过变换不同的凸轮就可以调整形变过程。

本申请利用在一根传动杆上设置多个凸轮结构，有效提高弹性变形件对于液体产生的扰流作用，进一步提高了液体与萃取剂的混合传质过程；另一方面，通过设置不同的凸轮结构，可以进一步增加液体的扰流过程。

进一步的，所述相邻凸轮的形状不同，使得相邻竖杆给弹性变形件产生的形变运动并不是一致的。

进一步的，还包括所述竖杆固定件，所述竖杆固定件包括套筒，所述竖杆套设于所述套筒中。

进一步的，还包括挡流板，所述挡流板设置于所述转筒内中心处。

进一步的，所述送料板远离第三反应腔体的一侧悬空设置，所述第三反应腔体的内径为所述送料板长度的1.1-1.3倍。本申请中相邻送料板之间存在空隙，即送料板一端是悬空设置的，这样的设置使得物料由于重力作用，突然失重的过程一方面有利于物料继续向下进行传输，另一方面，向下传输的过程中物料粒子间重新做了位置的调整，使得紫外灯对未发生反应的物料的照射过程更加彻底，有效提高反应效率。

进一步的，所述若干紫外灯依次设置于每个送料板的上方，所述紫外灯的长度比所述送料板的长度短。

进一步的，所述送料板宽度方向的两侧设置有第一挡料板，所述第一挡料板设置于所述送料板的上端；所述送料板远离所述第三反应腔体的一端还设置有第二挡料板，所述第二挡料板设置于所述送料板的下端。送料板设置第一挡料板的作用是防止物料的损失，本申请限定紫外灯的长度以及在送料板上设置第二挡料板，是防止物料掉落到紫外灯上，影响紫外灯的照射效率。

进一步的，所述送料板上表面设置有若干用于形成扰流的凸点。

进一步的，副产物反应部还包括送料板控制部，所述送料板控制部包括与所述送料板相连的连接件和用于使连接件升降运动的升降件。

本申请中限定送料板倾斜方向以及倾斜角度一致性，以及限定紫外灯的结构，一方面，是为了整个反应过程更加精确控制，物料的下落速度、反应速率等参数，可以通过控制送料板的倾斜角度得以控制；另一方面，通过控制若干送料板结构的一致性，使得物料在整个反应过程是稳定的、均匀的、一致的，使得到的产品性能更加稳定。本申请通过送料板控制部，可以控制送料板的倾斜角度，进而控制反应过程，根据不同的反应物以及不同的反应速率要求，调整送料板的倾斜角度满足不同的反应需求。

进一步的，位于第三反应腔体同一侧的若干送料板均与同一连接件相连，所述连接件包括在所述第三反应腔体外围相对设置的第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆和第二连接杆底部均与第三连接杆相连，所述第三连接杆底部与升降件相连。

进一步的，所述第一连接杆以及第二连接杆外围设置有振动器。本申请在送料板控制部结构上设置振动器，可以通过送料板控制部将振动传递至每个送料板，通过振动使得反应物在送料板上分布更加均匀，有效提高反应效率。

本发明还提供了一种燃料油脱硫净化方法，依次进行以下步骤：

S1、燃料油先经过预处理装置去除杂质和水分；

S2、使用不同密度的燃料油、脱硫添加剂；且高密度液体从第一注液管道进入，并在搅拌部的作用下将高密度液体同时分散于第一反应腔体和第二反应腔体中；再将低密度液体从第二注液管道进入；低、高密度液体在第一反应腔体与第二反应腔体之间内外交换、以及由于比重不同形成上下交换的反应过程；

S3、经过S2步骤反应后的燃料油、萃取剂，分别由轻相进口、重相进口进入，在分离壳体内壁与转筒外壁之间的空间中进行混合；弹性变形件在垂直方向发生往复形变运动，在变形的过程中形成一定的扰流作用，提高燃料油与萃取剂的混合传质效果；由于转筒内形成离心力场，以使混合后的燃料油与萃取剂从转筒下方进入转筒内壁，并在离心力场的作用下发生分层，分层后的液体分别从轻相出口、重相出口流出；

S4、经过S3分离得到的燃料油副产物加入其他反应物在副产物搅拌部中混合均匀，混合后的反应物被送到副产物反应部，依次经过若干送料板的传输，并在流动传输过程中完成紫外照射反应过程得到改性沥青。

进一步的，所述其他反应物包括石油沥青、单体A、单体B、引发剂，最后经过紫外光辐射聚合，制得所述改性沥青。

进一步的，其中单体A选自聚乙二醇二甲基丙烯酸酯或聚乙二醇二丙烯酸酯；单体B的结构式如式Ⅱ所示：

引发剂选自2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、苯丙酮和安息香异丁醚中的至少一种。

单体A、单体B要先溶解于有机溶剂中，所述有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、乙酸乙酯、甲苯和氯苯中的至少一种，优选为乙酸乙酯。

本申请的有益效果如下：

1、本申请开发出一套全新的燃料油脱硫净化设备，燃料油依次经过预处理装置、脱硫反应装置、离心萃取分离装置获得脱硫后的燃料油，副产物再经过副产物回收利用装置使得资源回收再利用，脱硫过程反应温和、在低温常压条件下进行反应，反应温和、脱硫效率高、安全性高、易实现产业化；

2、本申请脱硫反应装置根据燃料油与添加剂的进料方式、比重，结合流体学原理，适用于两种以上不互溶且密度不同的液-液反应，达到高分散全混流的效果，提高了反应效率；

3、本申请中混合传质控制部的作用，一方面起到扰流、增加湍流的效果，使得溶剂跟溶液到达混合传质控制部后可以更有效的接触，充分混合，提高混合传质效果；另一方面，可以跟转筒配合，由于弹性变形件在转筒下方发生的垂直方向的往复形变，可以起到微泵作用，使其与转筒内的离心力场相配合，有利于溶液快速吸入转筒内完成分离过程；

4、本申请的弹性变形件与形变发生结构，相互配合，使得弹性变形件发生形变的过程是可控制的，可以根据不同的溶液分离过程随时进行形变过程的改变；

5、本发明中反应腔体中设置送料方向相反但依次相连的送料板结构，有效的控制设备体积，避免设备占用太大面积的场地；另一方面，本发明的送料板结构，可连续性的完成送料过程，被输送的物料在送料板上分布更均匀，在物料流动的过程中完成反应，有利于物料被紫外灯照射完成反应过程，使得反应过程进行的更彻底、更均匀、效率更高；

6、本申请中相邻送料板之间存在空隙，即送料板一端是悬空设置的，这样的设置使得物料由于重力作用，突然失重的过程一方面有利于物料继续向下进行传输，另一方面，向下传输的过程中物料粒子间重新做了位置的调整，使得紫外灯对未发生反应的物料的照射过程更加彻底，有效提高反应效率；

7、本申请送料板上设置凸点的作用，是在物料流动的过程中形成扰流作用，使得送料板上的物料粒子间始终处于变化的过程，有利于提高反应效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请中一种低温常压燃料油脱硫净化设备的结构示意图；

图2为本申请中一种脱硫反应装置的结构示意图；

图3为本申请中另一种脱硫反应装置的结构示意图；

图4为本申请中一种离心萃取分离装置的结构示意图；

图5为本申请中一种混合传质控制部的结构示意图；

图6为本申请中另一种混合传质控制部的结构示意图；

图7为本申请中又一种混合传质控制部的结构示意图；

图8为图7中混合传质控制部的使用状态参考图；

图9为本申请中一种副产物回收利用装置的结构示意图；

图10为本申请中一种副产物反应部的结构示意图；

图11为本申请中一种送料板的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1-图11所示，本实施例提供了一种低温常压燃料油脱硫净化设备，依次设置有：预处理装置1、脱硫反应装置2、离心萃取分离装置3和副产物回收利用装置4。其中，预处理装置1用于去除燃料油中的杂质和水分；脱硫反应装置2包括第一反应腔体21、第二反应腔体22、搅拌部23和注液部，第二反应腔体22套设于第一反应腔体21的内部，第一反应腔体21内壁和第二反应腔体22的外壁之间留有空隙；搅拌部23设置于第二反应腔体22的内部；注液部包括用于注入高密度液体的第一注液管道241和用于注入低密度液体的第二注液管道242，第一注液管道241设置于空隙中，第二注液管道242设置于第二反应腔体22内，第二注液管道242的出液口位于第二反应腔体22的底部；第二反应腔体22底部开设用于与第一反应腔体21连通的通孔221，通孔221、搅拌部23与第二注液管道242相配合，使得注入的低密度液体在两个反应腔体中均实现从高密度液体的底部移动至高密度液体上端的反应过程；离心萃取分离装置3，包括分离壳体31、转筒32和混合传质控制部33，分离壳体31设置于转筒32外围；分离壳体31上设置有轻相进口311、重相进口312、轻相出口313和重相出口314，液体与萃取剂分别从轻相进口311、重相进口312进入，在转筒32内产生的离心力作用下，混合后的液体和萃取剂进入转筒32内并分层，分层后的液体分别从轻相出口313以及重相出口314流出；混合传质控制部33设置于转筒32下方，混合传质控制部33设置于分离壳体31与转筒32之间；混合传质控制部33包括可发生形变的弹性变形件34，弹性变形件34水平设置，弹性变形件34在垂直方向发生往复形变；副产物回收利用装置4包括副产物搅拌部41和副产物反应部42，副产物搅拌部41包括搅拌壳体411和设置于搅拌壳体411中的搅拌件412，搅拌壳体411上分别开设用于回收副产物的回收管道4111、用于添加其他反应物的第一进料口4112、第一出料口4113；副产物反应部42还包括第三反应腔体421，第三反应腔体421上分别开设有第二进料口4211、第二出料口4212，第二进料口4211与第一出料口4113相连通；第三反应腔体421中包括若干首尾依次相连的送料板4211，相邻送料板4211输送物料的方向相反，第三反应腔体421中还包括若干紫外灯4212，紫外灯4212设置于相邻送料板4211之间，紫外灯4212沿送料板4211的长度方向设置；搅拌均匀的副产物与其他反应物经第二进料口4211输送到第一送料板4211上再依次经若干送料板4211的输送到达第二出料口4212，在输送的过程中完成紫外辐射反应过程。

可以理解的，本实施例中预处理装置1可以用现有的装置，目的是去除燃料油中的杂质以及水分。

本发明还提供了一种燃料油脱硫净化方法，依次进行以下步骤：

S1、燃料油先经过预处理装置1去除杂质和水分；

S2、使用不同密度的燃料油、脱硫添加剂；且高密度液体从第一注液管道241进入，并在搅拌部23的作用下将高密度液体同时分散于第一反应腔体21和第二反应腔体22中；再将低密度液体从第二注液管道242进入；低、高密度液体在第一反应腔体21与第二反应腔体22之间内外交换、以及由于比重不同形成上下交换的反应过程；

S3、经过S2步骤反应后的燃料油、萃取剂，分别由轻相进口311、重相进口312进入，在分离壳体31内壁与转筒32外壁之间的空间中进行混合；弹性变形件34在垂直方向发生往复形变运动，在变形的过程中形成一定的扰流作用，提高燃料油与萃取剂的混合传质效果；由于转筒32内形成离心力场，以使混合后的燃料油与萃取剂从转筒32下方进入转筒32内壁，并在离心力场的作用下发生分层，分层后的液体分别从轻相出口313、重相出口314流出；

S4、经过S3分离得到的燃料油副产物加入其他反应物在副产物搅拌部41中混合均匀，混合后的反应物被送到副产物反应部42，依次经过若干送料板4211的传输，并在流动传输过程中完成紫外照射反应过程得到改性沥青。

可以理解的，其他反应物包括石油沥青、单体A、单体B、引发剂，最后经过紫外光辐射聚合，制得改性沥青。

进一步的，其中单体A选自聚乙二醇二甲基丙烯酸酯或聚乙二醇二丙烯酸酯；单体B的结构式如式Ⅱ所示：

引发剂选自2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、苯丙酮和安息香异丁醚中的至少一种。

单体A、单体B要先溶解于有机溶剂中，有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、乙酸乙酯、甲苯和氯苯中的至少一种，优选为乙酸乙酯。

具体的反应过程为：将60-80份石油沥青、5-30份油品脱硫副产物、2-10份单体A和1-5份单体B加入至有机溶剂B中，然后加入0.2-2份引发剂，最后经过紫外光辐射聚合，制得所述改性沥青。

如图2-图3所示，在另一个实施例中，具体进一步细化脱硫反应装置2的结构，本实施例中第一反应腔体21的高度为直径的3倍以上，第二反应腔体22的高度为直径的3倍以上。

优选的，第一反应腔体21的高度为直径的3-5倍，第二反应腔体22的高度为直径的3.5-4.5倍。

第一反应腔体21的体积为第二反应腔体22的1.5-2.5倍。

本实施例中第二反应腔体22侧壁底端到第二反应腔体22的底部设置为直径渐缩的弧形板，弧形板上端位于第二注液管道242处，若干通孔221均匀设置于弧形板上，通孔221外侧均水平朝下开设。

第二反应腔体22的侧壁以及底端设置有连通孔221。

搅拌部23包括电机、搅拌杆232和搅拌桨231，搅拌桨231位于第二反应腔体22的底部，搅拌桨231包括两个S形搅拌叶片，两个S形搅拌叶片的中心相连，搅拌叶片末端在圆周方向沿顺时针方向的弯折方向是一致的。

在搅拌杆232上设置有螺旋叶片233，螺旋叶片233设置于搅拌桨231的上方，搅拌桨231的直径为螺旋叶片233的3-5倍。

搅拌杆232从第二反应腔体22底端穿出并延伸至第一反应腔体21的底部，搅拌杆232底部设置有第二搅拌叶片234，第二搅拌叶片234设置于第一反应腔体21和第二反应腔体22之间。

本实施例在具体使用时，结合燃料油与氧化剂的密度不同，再结合流体力学原理，高密度的液体从第一注液管道241进入第一反应腔体21中，由于第一反应腔体21与第二反应腔体22相连通，随着高密度液体的注入，第一反应腔体21与第二反应腔体22中均会注入高密度液体，按照反应比例高密度液体注入后，搅拌部23开始启动，搅拌部23底端的叶片进行旋转运动，搅动高密度液体使得高密度液体中多成分混合更加均匀，下一步再从第二注液管道242中按照一定流速注入低密度液体，由于搅拌部23的作用，一部分低密度液体会经过通孔221进入第一反应腔体21中，进入第一反应腔体21中的低密度液体会向上移动，在移动的过程中增加了与高密度液体的接触；另一部分低密度液体会留在第二反应腔体22中进行反应，反应完成后的液体都从第一反应腔体21的底部流出。低、高密度液体在第一反应腔体21与第二反应腔体22之间内外交换、以及由于比重不同形成上下交换的过程，使得整个反应釜中达到高分散、全混流的效果。

如图4-图5所示，在另一个实施例中，具体细化离心萃取分离装置3的结构，混合传质控制部33还包括形变发生结构35，以辅助弹性变形件34发生形变。

弹性变形件34为弹性金属板341，弹性金属板341外围与橡胶密封垫342相连，形变发生结构35为活塞缸，活塞缸的活塞杆平行设置，活塞缸设置于橡胶密封垫342外围；在活塞杆的往复运动下，弹性金属板341中心会在垂直方向发生往复形变。

弹性金属板341处于初始状态时，中心位置向上凸起，使得活塞杆向内侧挤压弹性金属板341时，中心位置继续向上方凸起。

可以理解的，弹性金属板341处于初始状态时，中心位置向上凸起，使得活塞杆向内侧挤压弹性金属板341时，中心位置继续向上方凸起。

橡胶密封垫342的设置，使得弹性金属板341在发生弹性变形时，由于橡胶材质的弹性，既能保证弹性金属板341顺利完成变形，也能保证密封性。

本实施例中的橡胶密封垫342也可以用其他高分子材料的密封片替代，主要作用是保证弹性金属板341形变时保证外围的密封性，防止液体下漏。

本实施例混合传质控制部33在使用时，活塞缸在水平方向进行伸缩运动，继而带动弹性金属板341外围向中心挤压发生变形，中心位置就可以在垂直方向上运动，反之弹性金属板341中心位置在垂直方向向下恢复原状。

可以理解的，活塞缸最好在弹性金属板341的中心对称位置对其进行作用；

可以理解的，弹性金属板341为圆形。

如图6-图8所示，在另一个实施例中，提供另一种混合传质控制部33的结构，弹性变形件34为弹性高分子材料343，弹性变形件34外围夹设于分离壳体中；形变发生结构35设置于弹性变形件34的下方，形变发生结构35包括凸轮352和竖杆353，竖杆353一端与凸轮352抵接，竖杆353另一端与弹性变形件34抵接。

进一步的，形变发生结构35包括传动杆351、凸轮352和竖杆353，若干凸轮352套设于传动杆351上，竖杆353一端与凸轮352抵接，竖杆353另一端与弹性变形件34抵接。

进一步的，相邻凸轮352的形状不同，使得相邻竖杆353给弹性变形件34产生的形变运动并不是一致的。

进一步的，还包括竖杆固定件354，竖杆固定件354包括套筒，竖杆353套设于套筒中。

进一步的，还包括挡流板，挡流板设置于转筒32内中心处。

本实施例中的混合传质控制部33在使用时，传动杆351发生旋转运动继而带动凸轮352也发生旋转运动，进而带动竖杆353在竖直方向上下运动，竖杆353再带动弹性变形件34发生形变。

可以理解的，弹性变形件34可以是一整张高分子材料制作而成的弹性变形垫，外围被壳体夹紧起到密封效果。

可以理解的，竖杆353与弹性变形件34也可以固连。

如图9-11所示，在另一个实施例中，具体描述副产物回收利用装置4的结构，送料板4211远离第三反应腔体421的一侧悬空设置，第三反应腔体421的内径为送料板4211长度的1.1-1.3倍。

进一步的，若干紫外灯4212依次设置于每个送料板4211的上方，紫外灯4212的长度比送料板4211的长度短。

进一步的，送料板4211宽度方向的两侧设置有第一挡料板71，第一挡料板71设置于送料板4211的上端；送料板4211远离第三反应腔体421的一端还设置有第二挡料板72，第二挡料板72设置于送料板4211的下端。

进一步的，送料板4211上表面设置有若干用于形成扰流的凸点5。

进一步的，副产物反应部42还包括送料板控制部，送料板控制部包括与送料板4211相连的连接件和用于使连接件升降运动的升降件62。

进一步的，位于第三反应腔体421同一侧的若干送料板4211均与同一连接件相连，连接件包括在第三反应腔体421外围相对设置的第一连接杆611和第二连接杆612，第一连接杆611和第二连接杆612底部均与第三连接杆613相连，第三连接杆613底部与升降件62相连。

可以理解的，升降件62可以是活塞缸、气缸、油缸、电缸等结构。

进一步的，第一连接杆611以及第二连接杆612外围设置有振动器8。

本实施例在使用时，燃料油脱硫副产物与其他反应物，例如本实施例中燃料油副产物从回收管道4111进入壳体中，其他反应物包括石油沥青、单体A溶液、单体B溶液、引发剂依次从第一进料口4112进入搅拌壳体411中，在搅拌件412的作用下，反应物搅拌均匀；混合后的反应物从第一出料口4113被输送到第二进料口4211，从第二进料口4211到达第一送料板4211上，由于反应物的流动性，反应物会继续流动到第二送料板4211、第三送料板4211......反应物在流动过程中，在紫外灯4212的作用下，进行紫外辐射反应过程，反应后的产品从第二出料口4212流出。

本实施例送料板控制部在使用时，在进行反应前，若需要根据反应条件进行送料板4211倾斜角度的调整，升降件62进行升降运动带动第三连接杆613进行同步升降运动，进而带动第一连接杆611、第二连接杆612进行同步升降运动，进而送料板4211与反应腔体连接的一端可以旋转，使得送料板4211的倾斜角度发生变化。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种低温常压燃料油脱硫净化设备，其特征在于，依次设置有：

预处理装置，以去除燃料油中的杂质和水分；

脱硫反应装置，包括第一反应腔体、第二反应腔体、搅拌部和注液部，所述第二反应腔体套设于所述第一反应腔体的内部，所述第一反应腔体内壁和第二反应腔体的外壁之间留有空隙；所述搅拌部设置于所述第二反应腔体的内部；所述注液部包括用于注入高密度液体的第一注液管道和用于注入低密度液体的第二注液管道，所述第一注液管道设置于所述空隙中，所述第二注液管道设置于所述第二反应腔体内，所述第二注液管道的出液口位于所述第二反应腔体的底部；所述第二反应腔体底部开设用于与第一反应腔体连通的通孔，所述通孔、搅拌部与第二注液管道相配合，使得注入的低密度液体在两个反应腔体中均实现从高密度液体的底部移动至高密度液体上端的反应过程；

离心萃取分离装置，包括分离壳体、转筒和混合传质控制部，所述分离壳体设置于所述转筒外围；所述分离壳体上设置有轻相进口、重相进口、轻相出口和重相出口，所述液体与萃取剂分别从轻相进口、重相进口进入，在转筒内产生的离心力作用下，混合后的液体和萃取剂进入转筒内并分层，分层后的液体分别从轻相出口以及重相出口流出；所述混合传质控制部设置于所述转筒下方，所述混合传质控制部设置于所述分离壳体与所述转筒之间；所述混合传质控制部包括可发生形变的弹性变形件，所述弹性变形件水平设置，所述弹性变形件在垂直方向发生往复形变；

副产物回收利用装置，包括副产物搅拌部和副产物反应部，所述副产物搅拌部包括搅拌壳体和设置于搅拌壳体中的搅拌件，所述搅拌壳体上分别开设用于回收副产物的回收管道、用于添加其他反应物的第一进料口、第一出料口；

所述副产物反应部还包括第三反应腔体，所述第三反应腔体上分别开设有第二进料口、第二出料口，所述第二进料口与所述第一出料口相连通；第三反应腔体中包括若干首尾依次相连的送料板，相邻送料板输送物料的方向相反，所述第三反应腔体中还包括若干紫外灯，所述紫外灯设置于相邻送料板之间，所述紫外灯沿送料板的长度方向设置；搅拌均匀的副产物与其他反应物经第二进料口输送到第一送料板上再依次经若干送料板的输送到达第二出料口，在输送的过程中完成紫外辐射反应过程。

2.根据权利要求1所述的一种低温常压燃料油脱硫净化设备，其特征在于，所述混合传质控制部还包括形变发生结构，以辅助弹性变形件发生形变。

3.根据权利要求2所述的一种低温常压燃料油脱硫净化设备，其特征在于，所述弹性变形件为弹性金属板，所述弹性金属板外围与橡胶密封垫相连，所述形变发生结构为活塞缸，所述活塞缸的活塞杆平行设置，所述活塞缸设置于所述橡胶密封垫外围；在活塞杆的往复运动下，所述弹性金属板中心会在垂直方向发生往复形变。

4.根据权利要求2所述的一种低温常压燃料油脱硫净化设备，其特征在于，所述弹性变形件为弹性高分子材料，所述弹性变形件外围夹设于所述壳体中；

所述形变发生结构设置于所述弹性变形件的下方，所述形变发生结构包括凸轮和竖杆，竖杆一端与凸轮抵接，所述竖杆另一端与弹性变形件抵接。

5.根据权利要求1所述的一种低温常压燃料油脱硫净化设备，其特征在于，所述送料板远离第三反应腔体的一侧悬空设置，所述第三反应腔体的内径为所述送料板长度的1.1-1.3倍。

6.根据权利要求1所述的一种低温常压燃料油脱硫净化设备，其特征在于，所述送料板上表面设置有若干用于形成扰流的凸点。

7.根据权利要求2所述的一种低温常压燃料油脱硫净化设备，其特征在于，副产物反应部还包括送料板控制部，所述送料板控制部包括与所述送料板相连的连接件和用于使连接件升降运动的升降件。

8.一种利用权利要求1-7任一所述的低温常压燃料油脱硫净化设备的燃料油脱硫净化方法，其特征在于，依次进行以下步骤：

S1、燃料油先经过预处理装置去除杂质和水分；

S2、使用不同密度的燃料油、脱硫添加剂；且高密度液体从第一注液管道进入，并在搅拌部的作用下将高密度液体同时分散于第一反应腔体和第二反应腔体中；再将低密度液体从第二注液管道进入；低、高密度液体在第一反应腔体与第二反应腔体之间内外交换、以及由于比重不同形成上下交换的反应过程；

S3、经过S2步骤反应后的燃料油、萃取剂，分别由轻相进口、重相进口进入，在分离壳体内壁与转筒外壁之间的空间中进行混合；弹性变形件在垂直方向发生往复形变运动，在变形的过程中形成一定的扰流作用，提高燃料油与萃取剂的混合传质效果；由于转筒内形成离心力场，以使混合后的燃料油与萃取剂从转筒下方进入转筒内壁，并在离心力场的作用下发生分层，分层后的液体分别从轻相出口、重相出口流出；

S4、经过S3分离得到的燃料油副产物加入其他反应物在副产物搅拌部中混合均匀，混合后的反应物被送到副产物反应部，依次经过若干送料板的传输，并在流动传输过程中完成紫外照射反应过程得到改性沥青。

9.根据权利要求8所述的一种燃料油脱硫净化方法，其特征在于，所述其他反应物包括石油沥青、单体A、单体B、引发剂，最后经过紫外光辐射聚合，制得所述改性沥青。

10.根据权利要求9所述的一种燃料油脱硫净化方法，其特征在于，其中单体A选自聚乙二醇二甲基丙烯酸酯或聚乙二醇二丙烯酸酯；单体B的结构式如式Ⅱ所示：

式Ⅱ；

引发剂选自2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、苯丙酮和安息香异丁醚中的至少一种。

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