[发明专利]一种液相加氢系统及液相加氢方法

权利要求书

1.一种液相加氢系统，其特征在于：包括溶氢区和高效加氢反应区，所述的溶氢区内设置若干溶氢设备，溶氢设备包括溶氢设备壳体，溶氢设备壳体内部包含若干并联溶氢组件；所述的溶氢组件为腔体结构，沿物料流动方向依次为初级溶氢段、加速溶氢段和氢气释放段，各段之间相互贯通；其中加速溶氢段为锥形收缩结构，加速溶氢段的起始端连接高压氢分散设备，氢气释放段的中后部设置用于释放逸出气的气相出口，氢气释放段末端设置液相出口；所述的高效加氢反应区内设置若干组串联的管式反应器，管式反应器的外形为“U形”，包括两侧的直管段、底部连通两侧直管段的水平段，两侧的直管段分别为加氢反应段和气提段，水平段为纳/微米氢注入段；加氢反应段顶部设置液相加氢原料入口，加氢反应段内装填加氢催化剂，纳/微米氢注入段填装若干组陶瓷膜管束，陶瓷膜管束连通外部氢气，气提段内装填加氢催化剂；上一个反应器的气提段顶部末端通过弧形管与下一个反应器的加氢反应段进料口连通，最后一个反应器气提段顶部末端连通弧形管，弧形管末端连接反应产物出口；所述弧形管的水平切线高于气提段顶部，弧形管最高点处设置气体出口。

2.根据权利要求1所述的液相加氢系统，其特征在于：所述溶氢组件中的初级溶氢段为腔体结构，内部装有强化流体扰动组件，强化流体扰动组件为SWN型、SMX型、SMK型、SML型、SMH型、螺旋板片、波纹板片、旋转叶片、平叶片、弯曲叶片或多孔板片组件中的一种或多种；初级溶氢段起始端连接原料油进料管线和氢气进料管线，引入的氢气和原料油经初级溶氢段内部装有强化流体扰动组件混合为溶解氢物流。

3.根据权利要求1所述的液相加氢系统，其特征在于：所述溶氢组件中的加速溶氢段的收缩角为10°～30°。

4.根据权利要求1所述的液相加氢系统，其特征在于：所述的高压氢分散设备用于将氢气通过含有纳/微米孔道的分散介质分散到油相中，形成富氢气液混合物料；所述的含有纳/微米孔道的分散介质为膜管微分散器、微孔材料中的一种或多种；高压氢分散设备包含将高压氢气引入的高压氢进料管线、将油相引入的油相引入管线和将富氢气液混合物料引出至加速溶氢段起始端的引出管线。

5.根据权利要求1所述的液相加氢系统，其特征在于：所述溶氢组件中的氢气释放段为一定长度的管状结构，管状结构的截面形状为方形、圆形、多边形或椭圆形，管状结构为直管和/或弯管。

6.根据权利要求1所述的液相加氢系统，其特征在于：所述溶氢组件中的加速溶氢段的长度与氢气释放段的长度比为1：1～1：20；其中所述的加速溶氢段的长度是指锥形收缩结构的中心轴长度，所述氢气释放段的长度指物料在氢气释放段实际流过直管和/或弯管的距离。

7.根据权利要求1所述的液相加氢系统，其特征在于：氢气释放段的气相出口与氢气微分散设备连接，氢气微分散设备经管线再与初级溶氢段相连接。

8.根据权利要求1所述的液相加氢系统，其特征在于：所述的高效加氢反应区中，每组管式反应器设置2~10个串联的管式反应器。

9.根据权利要求1所述的液相加氢系统，其特征在于：管式反应器的加氢反应段的高径比为1:1～30:1。

10.根据权利要求1所述的液相加氢系统，其特征在于：管式反应器水平段陶瓷膜管束为管壳式结构，管壳内包含一根或多根膜管，管内通入氢气，在压差推动下氢气通过管壁上的纳/微米孔道进行渗透扩散，形成纳/微米气泡进入管外的壳体空间，并分散至壳体空间的液相中，形成一种携带了纳/微米气泡氢的液相原料；所述的纳/微米气泡氢的尺寸为10～1000nm。

11.根据权利要求1所述的液相加氢系统，其特征在于：管式反应器的水平段的长径比15:1~1:15。

12.根据权利要求1所述的液相加氢系统，其特征在于：管式反应器的加氢反应段的直径与水平段的直径比1:50~1:1。