[发明专利]一种旋流强化脱除油品中硫化物的系统

说明书

技术领域

本发明属于石油化工与环保领域，涉及一种对油品进行吸附脱硫和吸附剂同步分离处理的系统。

背景技术

石油产品中含有大量硫化物，燃烧过程会被氧化转化为SO_x排放，形成雾霾、酸雨等，对环境和生态平衡造成巨大的破坏。同时，油品中硫化物的存在还使燃油品质劣质化、腐烛器械、对石油加工工艺造成安全危害。为了实现更加清洁的燃料油品，全球各国都制订了一系列燃料油硫含量标准，以期实现限制燃油中的硫化物排放。欧美发达国家和我国汽柴油国V和国VI标准都明确规定硫含量低于10ppm。对燃料油进行深度脱硫，使硫含量低于10ppm的超洁净燃料油已经是全球性的趋势。

不同馏程的石油馏分产品中硫化合物具有明显的分布规律：分子量较低、较易脱除的元素硫、硫醇等主要分布在沸点较低(<280℃)的轻质馏分中；而分子量较大且难易被脱除的芳香性的杂环类硫化物比如苯并噻吩(BT，沸点为220℃)、二苯并噻吩(DBT，沸点为320℃)等主要分布在沸点较高(>280℃)的重组分中，且随着产品馏分的馏程温度增大，沸点高、分子量大、难除去的有机硫化合物的含量也将随之增高。因此，对于石油产品中的噻吩硫及其复杂衍生物的脱除极为重要。

目前炼油工业中较为成熟并得到广泛应用的脱硫方法是加氢脱硫，该技术能够有效地脱除燃油中大部分的小分子硫化物，如硫醇、硫醚、二硫化物等，但是对于芳香性有机噻吩类硫，反应存在一定的极限。同时由于加氢脱硫设备昂贵，工艺复杂；反应过程需采用贵金属催化剂，易失活；操作条件严苛需要高温高压；并且会造成辛烷值的一定损失，为了满足市场对超低硫含燃油的日益上涨的需求，在传统的加氢脱硫技术基础上，致力开发高效的非加氢脱硫技术已刻不容缓。

吸附脱硫是利用物理或化学吸附作用将燃料油中的硫富集到吸附材料的表面和孔隙内来实现脱硫。其常温常压法操作条件温和、费用低廉、绿色环保，被认为是一种有潜力的深度脱硫方法。吸附脱硫过程中吸附剂对噻吩硫吸附的强化以及油品/吸附剂的液固分离的强化是该技术发展亟待解决的问题。

目前报道的吸附剂材料有很多种[RSC Advances,2014,4:35302–35317，Chem Soc Rev,2009,38(5):1284–1293]，主要包括改性分子筛,如陈标华等研制的Ag₂O/NaY(专利号：CN 103191697A)、金鸣林等研制的金属氧化物/活性碳复合物(专利号：CN 104028208A)，李灿等研制的金属氧化物混合物(专利号：CN 103721668A)、以及其它新型多孔材料(专利号：CN 106000297A)。其中金属有机框架材料(MOFs)具有特殊的结构，可以与有机硫通过酸碱相互作用、π络合、开放金属位点(M-S键)等相互作用提高硫的吸附性能，有望成为优异的脱硫吸附剂。改善吸附材料的孔道结构，调控吸附材料的表面吸附活性，从而提高择性吸附脱硫容量、吸附速率，提高吸附材料稳定性和再生性能是吸附脱硫技术的关键之一。目前采用的吸附工艺主要包括固定床(专利号：CN104277877A)和流化床(专利号：CN 102839011A)，及其组合新方式(专利号：CN 105623733A)，存在能量效率相对较低、产品油细小吸附剂颗粒夹带等一些工程问题，对油品后续使用过程中发动机等工作效率产生极大隐患。

旋流场可使吸附剂颗粒和油品间不断发生碰撞和旋转，从而强化动态吸附，同时旋流分离可对细小吸附剂颗粒群定向聚集，从油品中分离。此外，鉴于旋流器对细小颗粒分离具有高效特征，吸附剂可采用细小颗粒，由此减小了吸附过程传质阻力，进一步强化了吸附速率，因此旋流技术是一种极具潜力的吸附和液固分离耦合的新工艺。迄今为止，本领域尚未开发出一种可以有效实现吸附脱硫和吸附剂分离的协同系统，因此开发具有高效性、实用性和经济性的油品脱硫新系统十分迫切。

发明内容

本发明提供了一种旋流强化脱除油品中硫化物的系统，以解决现有技术中存在的问题。

本发明的具体技术方案是：一种旋流强化脱除油品中硫化物的系统，该系统的脱硫方法包括以下步骤：

步骤(1)吸附脱硫：吸附剂对油品中的硫化物进行吸附；所述吸附剂和油品加入预混合吸附单元和液固悬浮液输送单元，混合均匀，其中预混合吸附单元包括一个带搅拌的密封釜，在此完成混合和吸附；吸附剂充分与油品中硫化物接触，进行吸附；再经过物料泵输送进入旋流系统；