[发明专利]声空化协同供氢剂的重油改质系统与方法

权利要求书

1.一种声空化协同供氢剂的重油改质系统，其特征在于：该声空化协同供氢剂的重油改质系统由供氢剂供给单元、混合单元和多个声空化处理单元组成，供氢剂供给单元提供供氢剂并连接在混合单元的输入端，混合单元混合重油与供氢剂，混合单元的输出端连接着声空化处理单元，声空化处理单元对重油进行改质，多个声空化处理单元相互之间串联或并联或串并联混合连接；

所述的供氢剂供给单元包括供氢剂储罐(1)、供氢剂供给泵(2)、供氢剂调节阀(3)、供氢剂流量表(4)和供氢剂注入器(5)，供氢剂供给泵(2)连接在供氢剂储罐(1)的出口，供氢剂调节阀(3)连接在供氢剂供给泵(2)的出口，供氢剂调节阀(3)的输出端通过管道连接在供氢剂注入器(5)的输入端上，供氢剂注入器(5)的输入端还连接有重油管线，供氢剂流量表(4)安装在连接供氢剂调节阀(3)和供氢剂注入器(5)的管道上；

所述的混合单元包括混合器(6)和变径接头Ⅰ(7)，混合器(6)的输入端连接着供氢剂注入器(5)的输出端，混合器(6)的输出端连接着变径接头Ⅰ(7)的小径端，变径接头Ⅰ(7)的大径端与声空化处理单元的输入端相连；所述的声空化处理单元包括超声波换能器(8)、处理容器(9)和超声波电源及控制单元(10)，超声波换能器(8)位于处理容器(9)内，超声波电源及控制单元(10)控制超声波换能器(8)的工作状态并通过导线与超声波换能器(8)连接；

所述的声空化处理单元还包括多个支撑架(11)，支撑架(11)安装在处理容器(9)内，并且超声波换能器(8)套在支撑架(11)上；

所述的支撑架(11)上设有多个螺纹孔，处理容器(9)与支撑架(11)之间通过螺栓连接，或支撑架(11)通过焊接连接在处理容器(9)内；

所述的声空化处理单元还包括设有外螺纹的导线隔离套(12)，导线隔离套(12)内部设有通孔，导线隔离套(12)的一端螺纹连接在超声波换能器(8)上，导线隔离套(12)的另一端螺纹连接在处理容器(9)上，导线一端连接在超声波换能器(8)上，另一端穿过导线隔离套(12)内部的通孔连接超声波电源及控制单元(10)。

2.采用权利要求1所述的一种声空化协同供氢剂的重油改质系统进行重油改质的方法，其特征在于，所述重油改质的方法包括：

步骤一：根据重油的组分分析结果及其物理、化学特性，在20-100℃的重油中加入适量的供氢剂，在封闭处理容器内利用超声波换能器对重油、供氢剂的混合液进行空化处理，超声波频率为15-150kHz，声强为50-300W/cm2，处理时间为5-60min；

步骤二：对处理后的重油进行粘度检测、组分分析、沸点蒸馏测试、炼化产品分析，评价声空化协同供氢剂的重油改质效果，获得声空化协同供氢剂重油改质效果最佳时的供氢剂种类、供氢剂质量百分比、超声波频率、声强、声空化处理时间、处理温度。

3.根据权利要求2所述的一种重油改质的方法，其特征在于：所述的重油是重质原油、稠油、渣油、老化油或轻质原油中的一种。

4.根据权利要求2所述的一种重油改质的方法，其特征在于：所述的供氢剂是重油在炼化过程中生成的300℃-500℃馏分，用量为重油质量的10％-20％；或所述的供氢剂是模型化合物四氢萘、二氢蒽、十氢萘和二氢菲中的一种或几种，所述的模型化合物供氢剂用量为重油质量的1％-5％；或所述的供氢剂是含氢化合物水、氢气或甲烷，所述的含氢化合物供氢剂用量为重油质量的10％-25％。