[发明专利]一种航空煤油加氢微界面强化反应系统及方法

说明书

本发明涉及一种航空煤油加氢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、固定床反应器以及分离罐。与传统的固定床反应器相比，本发明通过在固定床反应器上设置微界面发生器，在反应原料进入反应器反应之前，将反应过程中气体的压力能和/或液体的动能转变转化为氢气气泡的表面能，使氢气气泡破碎为直径大于等于1μm、且小于1mm的微气泡，有效地增大了加氢反应过程中航空煤油与氢气之间的相间面积，提高了航空煤油与氢气之间的传质效率，并在破碎后使航空煤油与氢气微气泡混合形成气液乳化物，进而在较低的预设压力范围内强化航空煤油与氢气之间的反应效率。

技术领域

本发明涉及航空煤油加工技术领域，尤其涉及一种航空煤油加氢微界面强化反应系统及方法。

背景技术

航空煤油是石油产品之一，作为航空涡轮发动机的燃料，主要由不同馏分的烃类化合物组成。

随着世界原油的重质化、劣质化日益加深，原油含硫量越来越高，高品质的轻质原油在不断减少。近年来炼厂加工的原油多为进口原油，相对密度逐年增高，本世纪初几年内全球炼厂加工原油的平均密度上升到0.8633左右。含硫量高的问题也十分严重，目前世界上含硫原油和高硫原油的产量占世界原油总产量的75％以上。20世纪90年代中期全球炼厂加工的原油平均含硫量为0.9％，本世纪初已经上升到1.6％。

为生产高品质的清洁喷气燃油(航空煤油)，脱硫技术得到巨大重视。目前的脱硫技术，从是否加氢的角度来分，分为加氢脱硫和非加氢脱硫。加氢脱硫技术由于其固有的优势成为目前世界上最为成熟的加工优质燃料油的技术。相较于常规的精制工艺，航煤加氢工艺减少了碱渣和白土排放污染，其对于原料的适应性也更强，因此加氢工艺是未来发展的主要方向。

目前的喷气燃料(航空煤油)的加氢工艺大同小异，典型的工艺如下：直馏煤油自原料罐区送进原料缓冲罐，经进料泵升压至约3.0MPa后与精制煤油换热，然后与氢气混合再和反应产物换热。混氢原料与反应产物换热后进入进料加热炉加热至反应所需温度进入加氢反应器。混氢原料在催化剂的作用下进行加氢反应，反应产物与混氢原料换热后进入热高压分离器分离出大部分生成油，高压分离器顶油气先后与循环氢、冷高压分离器底油换热后注入脱盐水，再进空冷器、水冷器冷却至40℃进入冷高压分离器分离出氢气。冷高压分离器油与热高压分离器气换热后与热高压分离器底油合并进入汽提塔。

然而，现有的加氢精制工艺均是针对以前的优质清油设置的。对于目前的高硫含量原油生产得到的直馏煤油，由于其高硫含量，其采用的催化剂及加氢条件都难以适用，生产符合要求设置是降低硫含量到10ppm以下，已经不能适用。

因此如何提供一种喷气燃料(航空煤油)加氢脱硫系统及方法，能有效将高硫含量的航空煤油中的硫含量控制在10ppm以下，以满足排放和腐蚀标准，是本领域面临的一个难题。

发明内容

为此，本发明提供一种航空煤油加氢微界面强化反应系统及方法，用以克服现有技术中氢气无法与航空煤油充分接触导致能耗过高的问题。

一方面，本发明提供一种航空煤油加氢微界面强化反应系统，包括：

液相进料单元，用以存储和输送加氢反应过程中的航空煤油；

气相进料单元，用以存储和输送加氢反应过程中的氢气；

至少一个微界面发生器（Micro Interfacial Generator，简称MIG），其分别与所述液相进料单元和/或气相进料单元相连,用以将气体的压力能和/或液体的动能转化为氢气气泡的表面能，使氢气气泡破碎为直径大于等于1μm、且小于1mm的微气泡，以提高加氢反应过程中航空煤油与氢气之间的传质面积，并在破碎后使航空煤油与微气泡混合形成气液乳化物，以在预设压力范围内强化航空煤油与氢气间反应效率；

固定床反应器，其与所述微界面发生器相连，用以装载所述气液乳化物、并为所述气液乳化物中的航空煤油和微气泡提供反应空间；