[发明专利]一种汽油加氢脱硫改质微界面强化反应系统及方法

说明书

本发明涉及一种汽油加氢脱硫改质微界面强化反应系统及方法，包括：液相进料单元、气相进料单元、微界面发生器、固定床反应器和分离罐。与传统的固定床反应器相比，本发明通过破碎气体使其形成微米尺度的微气泡，使微气泡与汽油混合形成乳化液，以增大气液两相的相间面积，并达到在较低预设范围内强化传质的效果，在保证反应效率的同时，能够使反应过程中的压力降低10‑80%；同时，本发明通过大幅度强化传质，因此可大幅减小气液比，这不但减少了气体的物耗，同时也降低了后续气体循环压缩的能耗；且本发明所述方法工艺苛刻度低，生产安全性高，吨产品成本低，市场竞争力强。

技术领域

本发明涉及汽油加氢脱硫技术领域，尤其涉及一种汽油加氢脱硫改质微界面强化反应系统及方法。

背景技术

汽油是用量最大的轻质石油产品之一，是引擎的一种重要燃料。汽油按牌号来生产和销售，牌号规格由国家汽油产品标准加以规定，并与不同标准有关。目前我国国（IV）的汽油牌号有3个，分别为90号、93号、97号。国（V）分别为89号、92号、95号（附录中有98号）。汽油的牌号是按辛烷值划分的。例如，97号汽油指与含97%的异辛烷、3%的正庚烷抗爆性能相当的汽油燃料。标号越大，抗爆性能越好。应根据发动机压缩比的不同来选择不同牌号的汽油，这在每辆车的使用手册上都会标明。压缩比在8.5－9.5之间的中档轿车一般应使用90号(国IV)汽油，压缩比大于9.5的轿车应使用93号(国IV)汽油。

根据制造过程，汽油组分可分为直馏汽油、热裂化汽油（焦化汽油）、催化裂化汽油、催化重整汽油、叠合汽油、加氢裂化汽油、烷基化汽油和合成汽油等。

汽油产品根据用途可分为航空汽油、车用汽油、溶剂汽油三大类。前两者主要用作汽油机的燃料，广泛用于汽车、摩托车、快艇、直升飞机、农林业用飞机等。溶剂汽油则用于合成橡胶、油漆、油脂、香料等生产；汽油组分还可以溶解油污等水无法溶解的物质，起到清洁油污的作用；汽油组分作为有机溶液，还可以作为萃取剂使用。

硫是自然界存在于汽油中的一种有害物质，随着原油的不断变重，汽油中的硫含量还会不断增加。很多专家进行了硫对汽车尾气排放影响的研究，结果表明：如果将汽油中的硫含量从450μg·g-1降低到50μg·g-1，汽车尾气中的NOx平均减少9％，CO平均减少19％，HC平均减少18％，有毒物平均减少16％。因而，有效的燃油加氢脱硫技术，对社会、经济、环境的发展都有重要的作用。

目前加氢脱硫(HDS)技术是公认的最有效、最经济的脱硫方法，尤其是选择性加氢脱硫技术，即在脱除汽油大量含硫化合物的同时尽量抑制烯烃的饱和以减少辛烷值损失。这类技术具有操作条件缓和，汽油收率高，氢耗低和辛烷值损失小等特点。加氢脱硫技术的关键是加氢脱硫催化剂的选择，负载型的钴钼催化剂是一类重要的汽油加氢脱硫催化剂，通常是把钴钼负载在多孔载体上(如氧化铝、氧化硅、活性炭或其复合载体)，广泛应用于加氢脱硫过程中，以获得高质量汽油产品。

中国专利公开号：CN106190233A公开了一种FCC汽油加氢脱硫工艺，所述工艺采用固定床反应器，固定床反应器中装填有加氢脱硫催化剂，所述催化剂包括载体和活性组分；所述载体为合成骨架结构中掺入杂原子Co²⁺的SAPO-5；所述活性组分为氮化二钼MO₂N、氮化钨W₂N、碳化钼Mo₂C和碳化钨WC的混合物；所述固定床反应器的反应条件为：反应温度为300-420℃，氢气压力2.5-3.5MPa，氢油体积比500-800，体积空速1.5-4h^-1。

由此可见，所述工艺存在以下问题：

第一，所述工艺在运行时使用的氢气压力过大，在运行时存在安全隐患，且需要消耗大量的资源，工艺运行成本高。

第二，所述工艺为保证催化剂活性，需要较高的反应温度，在提高固定床中反应温度的同时，进一步增加了所述工艺的能耗。