JP7374444B2 - ディーゼル水素化のマイクロ界面反応システム及び方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ディーゼル水素化の分野に関し、具体的には、ディーゼル水素化のマイクロ界面反応システム及び方法に関する。
人々の環境保護意識の高まりと環境保護法規の厳格化に伴い、クリーンカー用燃料の生産と使用はますます発展傾向になり、ディーゼルの深度水素化脱硫技術の開発は、現在の研究の焦点となっている。現在、ほとんどのディーゼル水素化精製装置の操作フローは、原料油が精製ディーゼル、反応生成物と熱交換し、加熱炉によって反応に要求された温度に加熱された後に水素化を行い、この水素化プロセスは、操作が容易であり、産業化しやすいが、エネルギー消費量が高く、水素化反応器の圧力が高く、温度が高く、生産能力が低い。
本発明の第１の目的は、ディーゼル水素化のマイクロ界面反応システムを提供することであり、該マイクロ界面反応システムは、水素化反応器をマイクロ界面発生器に組み合わせることにより、エネルギー消費量を低減させ、反応温度を低減させ、反応収率を向上させ、原料の利用率を向上させ、特に水素ガスの利用率を向上させるとともに、生産能力を効果的に向上させ、製品の品質及び収率をさらに向上させ、また、装置のコストを節約し、装置の占用面積を節約する役割を果たす。
本発明の第２の目的は、上記マイクロ界面反応システムを用いてディーゼルの水素化脱硫を行う方法を提供することであり、反応して得られた脱硫ディーゼルは、環境にやさしく、清潔であり、燃料として動力が十分であり、広く応用され、脱硫ディーゼルの適用範囲を広げる。
本発明の上記の目的を達成するために、以下の技術的解決策が特別に採用される：本発明は、水素化反応器を含む、ディーゼル水素化のためのマイクロ界面反応システムを提供する。多段固定床、固定床は触媒で満たされている；マイクロインターフェース発生器は隣接する固定床の間に配置され、水素入口はマイクロインターフェース発生器上に配置されている；水素化反応器は側壁である生成物出口を備え、生成物出口は深水素化反応のために水素化処理反応器に接続され、水素化処理反応器の底からの反応生成物は気液分離タンクに送られ、硫化水素と水素を含む気相を分離する分離後、脱硫されたディーゼル油は、脱硫されたディーゼル油の精製のために気液分離タンクの底からストリッピングタワーに送られ、ストリッピングタワーの上部には、硫黄含有油を分離するための第１の分離タンクが設けられる。ガスと低留分油の場合、最初の分離タンクの液相は、さらに精製するためにストリッパーに再循環されます。
本発明のディーゼル水素化用のマイクロインターフェース反応システムでは、マイクロインターフェースジェネレーターが水素化反応器内に配置され、入ってくる水素を分散させてマイクロバブルに分解し、それによって物質移動効果を改善する。入ってくる直留ディーゼルは、ガスの分散と粉砕に協力することであり、これは媒体の役割に相当します。
また、上記マイクロインターフェース反応系では、気液分離槽の後方にストリッピングタワーを設置し、ストリッピングタワーの側面に高温蒸気を導入し、軽質成分と硫黄含有油および石油中のガスはストリッピングアウトによって分離され、最後にストリッパーの上部にある最初の分離タンクを通して分離され、脱硫されたディーゼル製品のさらなる精製を達成します。ただし、最初のノックアウトドラム内の分離されていない液相は、さらにストリッピングするためにストリッパーに戻されます。
さらに、マイクロインターフェース発生器は、水素化反応器の内部に、好ましくは垂直方向に沿って直線に配置され、隣接する固定床の間に均等に配置され、2つの固定床の間のギャップにおけるディーゼルのより良い接触水素化効果を確実にする。これは、分散と破砕と触媒反応の同時処理に相当し、分散と破砕の操作を反応とより密接に結び付けます。さらに、接触水素化反応に追加される触媒は固体であるため、によって反応器に充填されます。充填、分散、破砕は主に触媒反応効果の向上とエネルギー消費の削減を目的としているため、触媒は反応器内に配置されているため、マイクロインターフェースジェネレーターが最適です。水素化反応器内にマイクロインターフェースジェネレーターを設置することは、質量移動効果を向上させるのに最も有益であることがわかります。したがって、マイクロインターフェースジェネレーターの設置位置は、実際の設計によっても得られます。さまざまな反応のさまざまな特性に従って設計されます。
好ましくは、固定床は３段であり、マイクロインターフェース発生器は３であり、２つのマイクロインターフェース発生器が２つの固定床の間に配置され、別のマイクロインターフェース発生器が反応器の水素化プロセス底部に配置される。 3つのマイクロインターフェースジェネレーターの数は、すでに分散と粉砕の効果を確実にすることができます。
水素化反応器内に配置された上記マイクロインターフェース発生器は空気圧式であり、マイクロインターフェース発生器に水素を流し、直留軽油に直接接触させて微小気泡にすることにより、物質移動効果を向上させる。
もちろん、水素化反応器内にマイクロインターフェースジェネレーターを設置することに加えて、マイクロインターフェースジェネレーターを後続の水素化処理リアクターに設置して、エネルギー消費を削減し、原材料の利用率を向上させることもできます。マイクロインターフェースジェネレーター水素化反応器と水素化処理反応器に配置され、反応の効率を改善し、反応のエネルギー消費を減らすことができます。
当業者は、本発明で使用されるマイクロインターフェースジェネレータが、出願番号CN201610641119などの発明者の先行特許に具体化されていることを理解することができる。CN205833127UおよびCN207581700Uの特許。以前の特許CN201610641119.6では、マイクロバブルジェネレーター（つまり、マイクロインターフェースジェネレーター）の特定の製品構造と動作原理が詳細に紹介されました。アプリケーションドキュメントには、「マイクロバブルジェネレーターにはメインが含まれています。本体と二次破砕部分、および内部空洞があり、本体には空洞と連絡する入口が設けられており、空洞の反対側の第1および第2の端は開いており、空洞の断面積は、キャビティの中央からキャビティの第１および第２の端部までである。第２の端部は縮小され、二次破砕片は、キャビティの第１の端部および第２の端部の少なくとも１つ、二次側の一部に配置される。キャビティ内に破砕片を配置し、二次破砕片の両端とキャビティを開放し、貫通孔間に環状チャネルを形成している。マイクロバブル発生器には、空気入口管と液体入口管も含まれている。このアプリケーションドキュメントに開示されている特定の構造から、その特定の動作原理は次のとおりであることがわかります。液体は、液体入口パイプを通って接線方向にマイクロバブルジェネレータに入り、ガスを超高速で回転および切断します。気泡をマイクロレベルのマイクロバブルに分解することにより、液相と気相の間の質量移動面積が改善され、この特許のマイクロバブル発生器は、空気圧マイクロインターフェース発生器に属する。
さらに、以前の特許201610641251.7は、一次バブルブレーカが循環液体入口、循環ガス入口、および気液混合物出口を有し、二次バブルブレーカが供給ポートを気液混合物出口と通信することを記録している。バブルブレーカーは、気体と液体の両方と混合する必要があります。また、次の図から、一次バブルブレーカーは主に循環液を動力として使用していることがわかります。実際、一次バブルブレーカーは油圧に属します。マイクロインターフェースジェネレーターであり、二次気泡ブレーカーは気液ブレーカーです。混合物は回転のために楕円形の回転ボールに同時に供給されるため、回転中に気泡が破壊されるため、二次気泡ブレーカーは実際にはガスです。液体リンケージタイプのマイクロインターフェースジェネレーター。実際、油圧式マイクロインターフェース発生器と気液結合型マイクロインターフェース発生器は、いずれも特定の形態のマイクロインターフェース発生器に属するが、本発明で使用するマイクロインターフェース発生器は、上記の形態に限定されない。 。、先行特許に記載されているバブルブレーカの特定の構造は、本発明のマイクロインターフェースジェネレータがとることができる形態の１つにすぎない。
さらに、以前の特許201710766435.0は、「バブルブレーカーの原理はガス衝突を達成するために高速ジェットを達成することである」と記録し、また、バブル間の関係を検証するためにマイクロインターフェース強化リアクターで使用できると述べましたブレーカーおよびマイクロインターフェースジェネレーター。および先行特許CN106187660には、バブルブレーカーの特定の構造に関する関連記録もあります。詳細については明細書の段落[0031]～[0041]、およびバブルを説明する添付の図面を参照してください。ブレーカーS-2バブルブレーカーの具体的な動作原理を詳しく説明します。バブルブレーカーの上部が液相入口、側面が気相入口です。上部から流入する液相がエントレインメントパワーを提供します。添付の図面にも見られる超微細気泡への破砕効果を実現するために気泡ブレーカーは円錐構造であり、上部の直径が下部の直径よりも大きいため、液相はより良いエントレインメントパワーを提供できます。
マイクロインターフェースジェネレーターは、前回の特許出願の初期段階で開発されたばかりであるため、マイクロバブルジェネレーター（CN201610641119.6）、バブルブレーカー（201710766435.0）などと名付けられ、後にマイクロに変更されました。本発明のマイクロインターフェースジェネレータは、従来のマイクロバブルジェネレータ、バブルブレーカ等と同等であるが、名称が異なる。
要約すると、本発明のマイクロインターフェースジェネレータは先行技術に属するが、いくつかのバブルブレーカは空気圧バブルブレーカのタイプに属し、いくつかは油圧バブルブレーカのタイプに属し、いくつかはガスのタイプに属する。バブルブレーカー。液体リンクバブルブレーカーのタイプですが、タイプの違いは主に特定の作業条件に応じて選択されます。また、マイクロインターフェースジェネレーターとリアクターおよびその他の機器との接続（接続構造を含む）接続位置は、マイクロインターフェースジェネレーターに依存します。インターフェースジェネレーターの構造に依存しますが、これに限定されません。
好ましくは、水素化反応のための水素化反応器のタイプは固定床反応器であり、固定床反応器内の触媒は床層に固定され、水素化反応のための触媒は一般にニッケルベースの触媒、好ましくは触媒である。担持触媒であり得るタイプ１のニッケルベースの触媒、またはアルカリ性土金属酸化物または希土類金属酸化物で修飾されたニッケルベースの触媒がより好ましい。
好ましくは、水素化処理反応器のタイプも固定床反応器であり、選択される触媒のタイプは、水素化処理反応器によって選択される触媒のタイプと同じであっても同じでなくてもよい。
さらに、水素化処理反応器および水素化処理反応器内の触媒の量は、原料油の特性、製品の品質要件、および触媒の特性に従って決定することができ、一般に、水素化処理反応器内の触媒の量は少ない。使用する触媒の量の理由は、前の水素化反応器で行われるのは予備反応であり、次の水素化処理反応器で行われるのは深い反応であり、水素化反応器のマイクロインターフェースジェネレーターは、反応効率を向上させることができるので、水素化反応の通常の進行に影響を与えない触媒の量を適切に減らすことも可能です。水素化反応器と水素化処理反応器における触媒投与量の体積比は、（１：１２）～（１：１５）であり得る。
好ましくは、ストリッピング製品出口は、ストリッピングタワーの底部に提供され、ストリッピング製品出口は、脱硫ディーゼル油の精製および分離のために分留塔に接続される。ストリッピングタワーの気液分離タンクから脱硫軽油をストリッピングする機能は、主に石油製品中の硫黄含有油とガスおよびローカット油相を分離することです。さらなる精製分離。
好ましくは、分留塔の上部には、ナフサおよび硫黄含有油およびガスの一部を分離するための第２の分離タンクが設けられ、第２の分離タンク内の液相は、さらなる精製のために分留塔に再循環される。分留塔の上部にある第2の分離タンク内の軽質成分（ナフサとサワーガスの一部を含む）は、さらなる処理のために他の処理プロセスに送られます。
好ましくは、生成物出口は分留塔の底部に提供され、生成物出口は移送ポンプによって完成品タンクに輸送される。分留塔の下部にある製品出口は、比較的純粋な脱硫ディーゼル油であり、完成品タンクに直接貯蔵することができます。
好ましくは、冷却器は、移送ポンプと最終製品タンクとの間に配置され、冷却器の機能は、その後の貯蔵を容易にするために、ストリッピングおよび分別処理後に油を冷却することである。
さらに、ストリッピングタワーと分留塔の間にヒーターが配置されているため、分留油を予熱し、分留塔でのエネルギー消費を削減することができます。
好ましくは、気相出口は気液分離タンクの上部に設けられ、気相出口は脱硫塔に接続されて、気相での硫化水素の吸収を実現する。脱硫塔の上部には脱硫剤スプレーポートが設けられており、脱硫塔には物質移動効果を高めるために多層パッキングが設けられています。
水素化反応後の反応生成物は気液分離槽に送られ、硫化水素と水素は気液分離槽の上部から出て、硫化水素除去のために脱硫塔に行き、液相は気液分離槽の底から排出されます。ストリッパーに移動します。
好ましくは、脱硫剤循環タンクは、脱硫塔の横に配置され、脱硫剤循環タンクは、パイプラインを介して脱硫塔の側壁の下部に接続され、脱硫剤循環タンクの上部は、パイプラインスプリンクラー接続を介した脱硫剤。
脱硫剤は一般に灰汁であり、これは脱硫塔に循環し、脱硫塔の底から入る気相と逆接触し、噴霧および吸収されて脱硫を達成し、脱硫後の灰汁は脱硫装置循環に戻される。タンク。循環タンク内の灰汁の循環使用中に深刻な汚染が発生した場合は、交換のために停止します。
好ましくは、水素入口のそれぞれが収集されて水素主パイプラインに接続され、水素主パイプラインが水素貯蔵タンクに接続され、脱硫塔の上部から回収された水素がパイプラインを介して水素主パイプラインと合流する。 。
好ましくは、水素化反応器と水素化仕上げ反応器との間にヒーターを設けて、製品出口から製品を加熱する。水素化反応は一般に比較的高温であるため、2つの反応器の間にヒーターを設置することで反応効率を改善し、それに応じて反応器自体のエネルギー消費を減らすことができます。
好ましくは、水素化処理反応器の底部からの反応生成物は、気液分離タンクに入る前に熱交換器によって冷却される。
好ましくは、水素化反応器の底部には直留ディーゼル入口が設けられ、直留ディーゼル入口は、水素化反応器に入る前に直留ディーゼルを加熱するためのパイプラインを介して熱交換器に接続される。水素化後の反応生成物と入ってくる直留ディーゼルとの間の熱交換を達成するために、熱交換器が提供される。
本発明のマイクロインターフェース反応システムでは、実際の必要性に応じて、対応する装置間に接続されたパイプライン上にポンプ本体を設けることができる。
本発明はまた、以下のステップを含むディーゼル水素化のための反応方法を提供する：直留ディーゼルおよび水素のマイクロ界面が分散および破壊された後、水素化反応が行われ、精製および水素化の後、気液。分離、気液分離および抽出および分別蒸留。
好ましくは、水素化反応の圧力は２～８ＭＰａであり、水素化反応の温度は２５０～３２０℃である。最も好ましくは、水素化反応の圧力は３．５ＭＰａであり、水素化反応の温度は３００℃である。
好ましくは、精製水素化反応の圧力は２～８ＭＰＡであり、精製水素化反応の温度は２５０～３２０℃である。最も好ましくは、精製水素化反応の圧力は３．５ＭＰａであり、精製水素化反応の温度は３００℃である。
本発明の反応方法によれば、精製水素化反応前の水素化反応のように原料を事前に分散・破砕しないため、実際の水素化反応よりも反応圧力や反応温度が若干高くなる。
本発明のディーゼル水素化反応により得られる脱硫ディーゼル製品は、高品質かつ高収率であり、脱硫率は９９．９５％に達することができる。
本発明のディーゼル水素化の反応方法は、反応温度が低く、圧力が大幅に低下し、液空間速度が高く、生産能力が向上することに相当し、最終的な脱硫率が１００％に近く、従来に比べて１パーセントほど高まる。
本発明の有益な効果は、従来技術に比べて、以下のとおりである。
（１）本発明のディーゼル水素化のマイクロ界面反応システムは、水素化反応器をマイクロ界面発生器に組み合わせることにより、エネルギー消費量を低減させ、反応温度を低減させ、反応収率を向上させ、原料の利用率を向上させる。
（２）本発明のディーゼル水素化のマイクロ界面反応システムは、マイクロ界面発生器を特定の位置に設置することにより、物質移動効果の向上に最も有利である。
（３）本発明のディーゼル水素化のマイクロ界面反応システムは、熱交換器を設置することにより、水素化された反応生成物と入った直留ディーゼルとの熱交換を実現する。
（４）本発明のディーゼル水素化の反応方法は、反応温度が低く、圧力が大幅に低下し、液空間速度が高く、生産能力が向上することに相当し、最終的な脱硫率が１００％に近く、従来に比べて１パーセントほど高まる。
（１）本発明のディーゼル水素化のマイクロ界面反応システムは、水素化反応器をマイクロ界面発生器に組み合わせることにより、エネルギー消費量を低減させ、反応温度を低減させ、反応収率を向上させ、原料の利用率を向上させる。
（２）本発明のディーゼル水素化のマイクロ界面反応システムは、マイクロ界面発生器を特定の位置に設置することにより、物質移動効果の向上に最も有利である。
（３）本発明のディーゼル水素化のマイクロ界面反応システムは、熱交換器を設置することにより、水素化された反応生成物と入った直留ディーゼルとの熱交換を実現する。
（４）本発明のディーゼル水素化の反応方法は、反応温度が低く、圧力が大幅に低下し、液空間速度が高く、生産能力が向上することに相当し、最終的な脱硫率が１００％に近く、従来に比べて１パーセントほど高まる。
本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読むと、他の様々な利点および利点が当業者に明らかになる。 図面は、好ましい実施形態を説明することのみを目的としており、本発明を限定すると見なされるべきではない。また、同一の構成要素は、図面全体を通して同じ参照番号で示されている。
本発明の技術的解決策は、添付の図面および特定の実施形態を参照して以下に明確かつ完全に説明されるが、当業者は、以下に記載される実施形態がすべてではなく本発明の実施形態の一部であることを理解するであろう。実施形態のうち、本発明を説明するためにのみ使用され、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。本発明の実施形態に基づいて、創造的な努力なしに当業者によって得られた他のすべての実施形態は、本発明の保護範囲に含まれるものとする。実施例に特定の条件が示されていない場合は、従来の条件またはメーカーが推奨する条件に従って実施します。メーカーの指示なしに使用される試薬または機器は、市場から購入できる従来の製品です。
本発明の説明において、「中央」、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「内側」、「外側」という用語に留意されたい。示された配向または位置関係は、添付の図面に示される配向または位置関係に基づいており、これは、示された装置または要素を示すまたは暗示するのではなく、本発明を説明し、説明を簡略化するための便宜のためだけである。特定の方向または特定の方向を持たなければならない。構造および操作であり、したがって、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。さらに、「第1」、「第2」、および「第3」という用語は、説明のみを目的として使用されており、相対的な重要性を示したり暗示したりするものと解釈されるべきではありません。
本発明の説明において、「設置された」、「接続された」および「接続された」という用語は、他に明示的に指定および限定されない限り、広い意味で理解されるべきであり、例えば、それは固定接続であり得ることに留意されたい。または取り外し可能な接続接続、または一体型接続。機械的接続または電気的接続にすることができます。直接接続することも、中間媒体を介して間接的に接続することもでき、2つの要素間の内部通信にすることもできます。当業者にとって、本発明における上記の用語の特定の意味は、特定の状況において理解することができる。
本発明の技術的解決策をより明確に説明するために、以下の説明が特定の実施形態の形で与えられている。
図１に示すように、本発明の実施例によるディーゼル水素化のマイクロ界面反応システムであり、水素化反応器１０を含み、水素化反応器１０の側壁に生成物出口１０５が設置され、前記生成物出口１０５は、深度水素化反応を行うように、水素化精製反応器２０に接続され、生成物出口１０５から排出された生成物を加熱するように、水素化反応器１０と水素化精製反応器２０との間に加熱器３０が設置される。水素化精製反応器２０の底部から排出された反応生成物は、熱交換器４０によって冷却されてから前記気液分離タンク７０に入る。水素化反応器１０の底部に直留ディーゼル入口１０４が設置され、前記直留ディーゼル入口１０４は、直留ディーゼルを加熱してから前記水素化反応器１０に入れるために、パイプを介して前記熱交換器４０に接続される。熱交換器４０を設置する目的は、原料ディーゼルと得られた完成品ディーゼルとを熱交換することにより、原料ディーゼルが加熱されてから水素化反応器１０に入って水素化反応を行うことを確保することである。
水素化反応器１０の内部に多段の固定床層１０２が上から下へ順に設置され、前記固定床層１０２内に触媒が充填され、隣接する前記固定床層１０２の間にマイクロ界面発生器１０１が設置され、固定床層１０２は、最適に、３段であり、前記マイクロ界面発生器１０１は、最適に、３つであり、そのうちの２つのマイクロ界面発生器１０１は、２段の固定床層１０２の間に設置され、もう１つのマイクロ界面発生器１０１は、前記水素化反応器１０内の底部に設置され、分散破砕の効果を満たすために、基本的に３つのマイクロ界面発生器１０１が必要であり、マイクロ界面発生器１０１に水素ガス入口１０３が設置され、水素ガス入口１０３は、連結した後に、水素ガスヘッダパイプ５０に接続され、前記水素ガスヘッダパイプ５０は、水素ガス貯蔵タンク６０に接続され、原料水素ガスは、水素ガス貯蔵タンク６０から入って、水素ガスヘッダパイプ５０を介して各分岐パイプに分散した後、マイクロ界面発生器１０１に入る。
水素化精製反応器２０から排出された生成物は、まず気液分離タンク７０を通過して硫化水素及び水素ガスを含む気相を製品から分離した後、分離された製品は、脱硫ディーゼルの精製のために、気液分離タンク７０の底部から放散塔１００に行き、硫黄を含む油ガス及び低留分油を分離するために、前記放散塔１００の最上部に第１の分離タンク１１０が設置され、前記第１の分離タンク１１０に位置する液相は、さらなる精製処理のために、循環して前記放散塔１００に戻る。放散処理後、油製品中の低留分の油相及び気相は、分離される。
放散塔の底部に放散生成物出口１００１が設置され、放散生成物出口１００１は、脱硫ディーゼルの精製分離のために、分留塔１２０に接続され、ナフサ、及び硫黄を含む油とガスの一部を分離するために、分留塔１２０の最上部に第２の分離タンク１３０が設置され、第２の分離タンク１３０に位置する液相は、循環して前記分留塔に戻ってさらに精製処理され、分留塔１２０の底部に製品出口が設置され、前記製品出口は、輸送ポンプ１４０を介して完成品タンク８０に輸送され、完成品は、脱硫ディーゼルであり、該脱硫ディーゼルは、一連の放散、分留処理を経た後、成分がより純粋であり、もちろん、脱硫ディーゼル自体の品質を向上させるために、この後にさらなる精製操作を行ってもよい。
分留塔のエネルギー消費量を低減させるために、完成品タンク８０と輸送ポンプ１４０との間に油製品を冷却する冷却器１５０が設置される。
気液分離タンク７０の最上部に気相出口７０１が設置され、気相出口７０１から排出された水素ガスと硫化水素を含む気相は、気相中の硫化水素の吸収を行うために、脱硫塔９０に行き、脱硫塔９０内の最上部に脱硫剤スプレー口９０１が設置され、物質移動効果を向上させるように、前記脱硫塔９０内に多層の充填材が敷設され、充填材は一般的に２層であり、脱硫塔９０の内部に均一に分布する。
脱硫塔９０のそばに脱硫剤循環タンク９０２が設置され、脱硫剤循環タンク９０２は、脱硫塔９０の側壁下部にパイプを介して接続され、脱硫剤循環タンク９０２の最上部は、パイプを介して脱硫剤スプレー口９０１に接続され、脱硫剤として、一般的にアルカリ溶液が選択され、アルカリ溶液は、循環して脱硫塔９０に入って、脱硫塔９０の底部から入った気相と逆方向に接触し、スプレーして吸収して脱硫を実現し、脱硫後のアルカリ溶液は、脱硫剤循環タンク９０２に戻り、脱硫剤循環タンク９０２内のアルカリ溶液の汚染が比較的深刻な場合、停止して交換する。
上記実施例では、３つのマイクロ界面発生器１０１を含むことに限定されず、分散、物質移動効果を高めるために、さらなるマイクロ界面発生器１０１を増設してもよい。取付位置も実際には限定されず、外付けでも内蔵でもよく、内蔵の場合、マイクロ界面発生器１０１の出口から排出された微気泡を潰すために、釜内の側壁に対向して設置されるよに取り付けられてもよい。もちろん、本発明の方案では、マイクロ界面発生器１０１が内蔵態様を用いることは最適である。
上記実施例では、水素化反応器１０の種類は、固定床反応釜であってもよく、沸騰床反応釜などの他の種類であってもよく、それに加えて、供給排出形態も限定されず、下方から供給して上方から排出してもよく、上方から供給して下方から排出する形態を用いてもよいが、側方から供給して上方から排出する形態は、好適である。
上記実施例では、ポンプの数は、特に要求されておらず、必要に応じて対応する位置に設置されてもよい。
以下に、本発明のディーゼル水素化マイクロ界面反応システムの動作プロセス及び原理を簡単に説明する。
窒素ガスは、マイクロ界面反応システムにおける各装置をパージし、次に起動して操作し、水素ガスは、直留ディーゼルと水素化反応器１０内において水素化反応し、水素化反応を行う前、水素ガスを水素化反応器１０の内部に位置するマイクロ界面発生器１０１に入れ、分散破砕を行った後、ガスが微気泡を形成し、さらに反応を高効率に行うことに有利であり、水素化反応後、反応生成物は、パイプを介して水素化精製反応器２０に送られ、深度水素化反応を行う。
好適には、前記水素化反応の圧力は、２－８ＭＰａで、前記水素化反応の温度は、２５０－３２０℃である。最適には、水素化反応の圧力は、３．５ＭＰａで、水素化反応の温度は、３００℃である。
好適には、前記精製水素化反応の圧力は、２－８ＭＰａで、前記精製水素化反応の温度は、２５０－３２０℃である。最適には、精製水素化反応の圧力は、３．５ＭＰａで、精製水素化反応の温度は、３００℃である。
水素化反応及び精製水素化反応は、いずれもＭｏ－Ｎｉ型触媒を用い、水素化反応器１０内の触媒使用量と水素化精製反応器２０内の触媒使用量との体積比は、（１：１２）－（１：１５）であってもよく、好適には、１：１３である。
精製水素化反応器１０から排出された物質は、気液分離タンク７０によって分離された後、最上部の気相は、脱硫タンクに行って脱硫処理され、底部から分離された製品は、放散塔１００に行って放散された後、分留塔１２０に行って分離処理され、最終的に完成品タンク８０に貯蔵され、純粋な空気脱硫ディーゼルとなる。
以上の各プロセスステップを繰り返すことにより、合成システム全体がスムーズに運転する。
本発明の水素化反応プロセスを用いることにより、脱硫の除去率は、９９．９５％に達することができ、従来の水素化反応プロセスに比べて、除去率は、１パーセントほど高まる。
また、マイクロ界面発生器１０１を配置することにより、水素化反応釜の圧力及び温度を低減させ、エネルギー消費量を十分に低減させる。
要するに、本発明のディーゼル水素化のマイクロ界面反応システム装置は、従来技術のディーゼル水素化のマイクロ界面反応システムに比べて、ユニットが少なく、占用面積が小さく、エネルギー消費量が低く、コストが低く、安全性が高く、反応が制御可能であり、原料転化率が高く、ディーゼル水素化分野で、操作性がより高いマイクロ界面反応システムを提供することに相当し、広く普及応用する価値がある。
最後に、上記の実施形態は、本発明の技術的解決策を説明するためにのみ使用され、それらを限定するものではないことに留意されたい。本発明は、前述の実施形態を参照して詳細に説明されているが、当業者は、以下を理解する必要がある。前述の実施形態に記載された技術的解決策は、依然として修正可能であるか、またはその技術的特徴の一部またはすべてを同等に置き換えることができ、これらの修正または置換は、対応する本発明の実施形態の技術的解決策の範囲の技術的解決策の本質を逸脱させるものではない。
１０－水素化反応器
１０１－マイクロ界面発生器
１０２－固定床層
１０３－水素ガス入口
１０４－直留ディーゼル入口
１０５－生成物出口
２０－水素化精製反応器
３０－加熱器
４０－熱交換器
５０－水素ガスヘッダパイプ
６０－水素ガス貯蔵タンク
７０－気液分離タンク
７０１－気相出口
８０－完成品タンク
９０－脱硫塔
９０１－脱硫剤スプレー口
９０２－脱硫剤循環タンク
１００－放散塔
１００１－放散生成物出口
１１０－第１の分離タンク
１２０－分留塔
１３０－第２の分離タンク
１４０－輸送ポンプ
１５０－冷却器
１０１－マイクロ界面発生器
１０２－固定床層
１０３－水素ガス入口
１０４－直留ディーゼル入口
１０５－生成物出口
２０－水素化精製反応器
３０－加熱器
４０－熱交換器
５０－水素ガスヘッダパイプ
６０－水素ガス貯蔵タンク
７０－気液分離タンク
７０１－気相出口
８０－完成品タンク
９０－脱硫塔
９０１－脱硫剤スプレー口
９０２－脱硫剤循環タンク
１００－放散塔
１００１－放散生成物出口
１１０－第１の分離タンク
１２０－分留塔
１３０－第２の分離タンク
１４０－輸送ポンプ
１５０－冷却器
Claims (8)
- ディーゼル水素化のマイクロ界面反応システムであって、水素化反応器を含み、前記水素化反応器に入る前の直留ディーゼルを加熱するための熱交換器が接続され、前記水素化反応器内に多段の固定床層が上から下へ順に設置され、前記固定床層内に触媒が充填され、隣接する前記固定床層の間にマイクロ界面発生器が設置され、前記マイクロ界面発生器に水素ガス入口が設置され、
前記水素化反応器の側壁に生成物出口が設置され、前記生成物出口は、深度水素化反応を行うように、水素化精製反応器に接続され、
前記水素化精製反応器の底部から排出された反応生成物を前記熱交換器によって冷却してから気液分離タンクに入れて硫化水素及び水素ガスを含む気相を分離した後、脱硫ディーゼルの精製のために、前記脱硫ディーゼルは、前記気液分離タンクの底部から放散塔に行き、硫黄を含む油ガス及び低留分油を分離するために、前記放散塔の最上部に第１の分離タンクが設置され、前記第１の分離タンクに位置する液相は、さらなる精製処理のために、循環して前記放散塔に戻る、ことを特徴とするディーゼル水素化のマイクロ界面反応システム。 - 前記放散塔の底部に放散生成物出口が設置され、前記放散生成物出口は、脱硫ディーゼルの精製分離のために、分留塔に接続される、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ界面反応システム。
- ナフサ、及び硫黄を含む油とガスの一部を分離するために、前記分留塔の最上部に第２の分離タンクが設置され、前記第２の分離タンク内に位置する液相は、さらなる精製処理のために、循環して前記分留塔に戻る、ことを特徴とする請求項２に記載のマイクロ界面反応システム。
- 前記分留塔の底部に製品出口が設置され、前記製品出口から排出された脱硫ディーゼルは、輸送ポンプを介して完成品タンクに輸送される、ことを特徴とする請求項３に記載のマイクロ界面反応システム。
- 前記輸送ポンプと前記完成品タンクとの間に冷却器が設置される、ことを特徴とする請求項４に記載のマイクロ界面反応システム。
- 前記気液分離タンクの最上部に気相出口が設置され、前記気相出口は、気相中の硫化水素の吸収を行うように、脱硫塔に接続され、
前記脱硫塔内の最上部に脱硫剤スプレー口が設置され、物質移動効果を向上させるように、前記脱硫塔内に多層の充填材が敷設される、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ界面反応システム。 - 前記脱硫塔のそばに脱硫剤循環タンクが設置され、前記脱硫剤循環タンクは、前記脱硫塔の側壁下部にパイプを介して接続され、前記脱硫剤循環タンクの最上部は、パイプを介して前記脱硫剤スプレー口に接続される、ことを特徴とする請求項６に記載のマイクロ界面反応システム。
- 前記固定床層は、３段であり、前記マイクロ界面発生器は、３つであり、そのうちの２つのマイクロ界面発生器は、２段の固定床層の間に設置され、もう１つのマイクロ界面発生器は、前記水素化反応器内の底部に設置される、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ界面反応システム。
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