[发明专利]一种放电等离子体重油加氢多级处理装置及工艺

权利要求书

1.一种放电等离子体重油加氢多级处理装置，其特征在于，包括：

等离子体反应腔体，其腔体内插入高压电极并连接高压电源(14)，腔体外覆盖低压电极并接地，多个等离子体反应腔体串联设置，且相邻两个等离子体反应腔体上下两端通过带孔绝缘板(9)连通，至少一个等离子体反应腔体内填充加氢催化剂；

加热和温控装置，其位于所述等离子体反应腔体外，并与所述等离子体反应腔体配套设置；

配气及流量控制装置，其包括载气(1)、工作气体(2)、与所述载气(1)和所述工作气体(2)相连的质量流量控制器(3)、以及与所述质量流量控制器(3)相连的混气室(5)；

气液产物收集及循环处理装置，其包括与第一级等离子体反应腔体相连的重油管路、与多个等离子体反应腔体相连的多个气体收集管路、以及与最后一级等离子体反应腔体相连的收集循环管路；

其中：

所述重油管路上依次设置有存储有待处理重油样品的储油罐(19)、预热装置(20)和油气混合罐(21)，所述混气室(5)输出端接至所述油气混合罐(21)；

所述气体收集管路上设置气体稳压罐(16)，多个所述气体稳压罐(16)均接至气体储存罐(15)；

所述收集循环管路上设置气体稳压罐(16)、气液分离器(17)和循环泵(18)，所述气液分离器(17)的气体入口与最后一级等离子体反应腔体相连，气体出口与气体稳压罐(16)相连，液体出口通过所述循环泵(18)接至所述储油罐(19)；

阀控装置，其包括位于所述质量流量控制器(3)与所述混气室(5)之间、所述混气室(5)与所述油气混合罐(21)之间、所述重油管路上、多个所述气体收集管路上、所述收集循环管路上、以及连接在所述混气室(5)和多个等离子体反应腔体之间的若干阀门(4)。

2.根据权利要求1所述的放电等离子体重油加氢多级处理装置，其特征在于，所述等离子体反应腔体的结构为裸电极放电、介质阻挡放电、微波放电、射频放电、辉光放电、滑动弧放电和电晕放电中的任何一种。

3.根据权利要求2所述的放电等离子体重油加氢多级处理装置，其特征在于，所述等离子体反应腔体采用介质阻挡放电结构，由金属高压电极(10)、绝缘套筒(11)、绝缘支撑(12)和金属低压电极(13)组成，所述绝缘套筒(11)固定在所述绝缘支撑(12)上，所述金属高压电极(10)穿过所述绝缘支撑(12)后插入所述绝缘套筒(11)内，所述金属高压电极(10)连接所述高压电源(14)，所述金属低压电极(13)贴附在所述绝缘套筒(11)外表面并接地。

4.根据权利要求1所述的放电等离子体重油加氢多级处理装置，其特征在于，所述高压电源为直流电源、交流电源、纳秒脉冲电源、射频电源和微波电源中的任何一种；

其中，所述直流电源电流幅值可调，所述交流电源峰值电压和频率可调，所述脉冲电源上升沿、脉宽、下降沿、极性和频率可调，所述射频电源占空比、功率和调制频率可调，所述微波电源功率可调。

5.根据权利要求1所述的放电等离子体重油加氢多级处理装置，其特征在于，所述加热和温控装置包括位于所述等离子体反应腔体外的加热炉(8)、与所述加热炉(8)相连的热电偶(7)、以及与所述热电偶(7)相连的温控仪(6)。

6.根据权利要求1所述的放电等离子体重油加氢多级处理装置，其特征在于，加氢催化剂为加氢精制催化剂、加氢处理催化剂、加氢裂化催化剂和加氢异构催化剂中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的放电等离子体重油加氢多级处理装置，其特征在于，所述带孔绝缘板(9)采用耐热绝缘材料，为陶瓷、聚四氟乙烯和石英中的任何一种，孔径范围为0.1～1mm。

8.根据权利要求1所述的放电等离子体重油加氢多级处理装置，其特征在于，所述载气(1)为惰性气体，采用氩气或氦气；所述工作气体(2)为富氢气体，采用氢气、甲烷、乙烷中的一种或多种。