[发明专利]一种重油临氢微波热解反应系统及方法

说明书

本发明公开了一种重油临氢微波热解反应系统及方法，系统包括外筒体、内筒体、气体分布器和微波发生器，外筒体包括从下至上依次连接的下圆筒体、锥形体和上圆筒体，内筒体设置在下圆筒体内部且内筒体的顶端位于锥形体内，气体分布器设置在内筒体的底端内部，内筒体的底端侧面上设有过料孔，下圆筒体上设有隔离结构。方法为向内筒体中导入一定量的预热后的重油和催化剂，并向内筒体中导入氢气，可促进气‑液‑固三相在内筒体快速流态化以及液‑固两相在内外筒体构成的环隙间循环。本发明在通入氢气且微波氛围下的条件下，耦合微波的加热机理、重油与催化剂的微观混合作用和内筒体的液‑固循环混合的作用，获得了较高的加热、传质和反应效率。

技术领域

本发明涉及重油加工技术领域，特别是涉及一种重油临氢微波热解反应系统及方法。

背景技术

随着常规石油的可供利用量日益减少，国内外都十分重视重油加工技术的开发利用。

其中，重油加氢处理是一项重要的重油加工工艺。目前，重油加氢工艺通常使用固定床、沸腾床、悬浮床和移动床等加氢裂化设备和方法。

固定床重油加氢的优点是工艺和设备结构简单，易操作，产品收率较高，缺点是原料适应性差，只能加工金属含量<200μg/g且残炭<15％的渣油，还存在反应器超温现象，而且固定床加氢工艺的单程转化率低。

悬浮床加氢工艺的优点是它对所处理原料的杂质含量基本没有限制，反应器结构简单，不存在反应床层堵塞和反应器超温现象，但悬浮床加氢装置存在操作弹性大、开工周期长、脱硫率低的缺陷，且加氢尾油的金属含量和残炭值很高，二次加工性能很差。

沸腾床加氢的优点是反应器的催化剂床层处于一种运动状态，有利于加氢反应的进行，工艺成熟，易于操作，且原料加工范围广，可以加氢处理世界上极劣质的原油。但其反应器结构较复杂，反应器体积的有效利用率低，沸腾状态的催化剂存在一定程度的磨损，消耗大。

移动床加氢工艺的优点是能够加工劣质原料，催化剂利用率高，装置运转周期长。缺点是反应器结构复杂，难操作，床层压降不稳定，易上升，而且投资较高。

此外，上述重油加氢工艺中，除了各自具有一定的优缺点之外，从热量供给和移除过程来看，也存在一定的共性。反应热的移除多采用气体和固体热载体带出工艺，而提供反应所需的热量也多采用蒸汽加热、电加热或固体热载体带入方式。当采用加热法给重油提供热量时，则存在加热时间(热解时间)长，热效率低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种重油临氢微波热解反应系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题，以提高重油的加热效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

1、本发明提供了一种重油临氢微波热解反应系统，包括外筒体、内筒体、气体分布器和微波发生器，所述外筒体包括从下至上依次连接的下圆筒体、锥形体和上圆筒体，所述内筒体设置在所述下圆筒体内部且所述内筒体的顶端位于所述锥形体内，所述气体分布器设置在内筒体的底端内部，所述内筒体的底端侧面上设有过料孔，所述下圆筒体上装有用于隔离内部压力并向内筒体中透入微波的隔离结构；所述内筒体由可透微波材料制成，所述外筒体的底端设有尾渣排出管和排出阀，所述微波发生器套设在所述下圆筒体外部。

优选地，所述下圆筒体、所述锥形体和所述上圆筒体的体积比为1:0.5～1:1～1.8；所述上圆筒体与所述下圆筒体的直径比为1.2：1～2.2:1。

优选地，所述内筒体的径向截面积为所述下筒体径向截面积的50％～75％。

优选地，所述隔离结构设置在所述下圆筒体的中间位置，所述下圆筒体上开设有透波孔，所述透波孔与耐高温高压的红宝石玻璃盖板密封连接，所述的外筒体由不可透微波的材料制成，所述不可透微波的材料为不锈钢。