一种超重力强化柴油加氢精制方法及装置与流程

1.本发明属于柴油加氢精制领域，尤其是涉及一种超重力强化柴油加氢精制方法、超重力强化柴油加氢精制装置。


背景技术：

2.柴油是轻质石油产品，复杂烃类(碳原子数约10～22)的混合物，为柴油机燃料。主要由原油蒸馏、催化裂化、热裂化、加氢裂化、石油焦化等过程生产的柴油馏分调配而成；也可由页岩油加工和煤液化制取。分为轻柴油(沸点范围约180～370℃)和重柴油(沸点范围约350～410℃)两大类。广泛用于大型车辆、铁路机车、船舰。柴油最重要的用途是用于车辆、船舶的柴油发动机。与汽油相比，柴油能量密度高，燃油消耗率低。柴油具有低能耗，所以一些小型汽车甚至高性能汽车也改用柴油。
3.为了能够持续改善空气质量，自2019年1月1日起，我国开始在全国范围内，保障供应符合国ⅵ标准的车用汽油柴油。与国
ⅴ
汽油柴油对比，国ⅵ汽油的颗粒物排放下降了10％左右、一氧化碳的排放量减少了50％左右、总碳氢化合物和非甲烷总烃的排放限制量降低了50％左右，氮氧化物的排放量减少了42％左右。国ⅵ标准中的柴油的多环芳烃的质量分数由之前的不大于11％降低为不大于7％，并且增加了对车用柴油中总污染物含量的技术要求及检测方法，对5号车用柴油、0号车用柴油、-10号车用柴油的闪点指标限值进行了提高。这些举措的实施，也将对炼厂的柴油加氢装置及加氢精制催化剂提出了更高的要求。
4.实现柴油超深度加氢精制的技术措施有：(1)适当增加反应器的体积(降低空速)；(2)提高反应温度；(3)安装循环氢装置；(4)提高氢油比；(5)增加氢分压；(6)采用更好的反应器内构件；(8)提高催化剂的活性；(9)开发新工艺。随着近些年过程强化技术的发展，通过强化气液传质过程从而强化氢气、氧气等难溶性气体参与的中快速反应过程成为了一种简单方便、切实可行的新技术。中国专利cn107474875a公布了一种超重力柴油和汽油加氢精制的方法，采用超重力反应器强化气液传质过程进而强化柴油和汽油加氢精制过程，但该方法由于使用超重力反应器替代了原有反应器，需要根据超重力反应器来对全流程进行设计改造，同时对整个流程都要重新进行安全评估，使得设备投资较高，改造难度较大。
5.cn201010222076.0采用超重力作为混氢设备用于液相加氢工艺，所用超重力设备是叶轮式；该方法的液相加氢精制效果有待提高，且需要产品循环至超重力设备。
6.cn201710853235.9公开了一种多级超重力反应器重油加氢方法，采用超重力设备作为反应器，设备内部设置了多级旋转盘；虽然设备内部设置了多级旋转盘，但旋转盘的作用是运输气液混合物，重油加氢精制效果有待提高。
7.基于此，开发一种系统结构简单的气液预混合装置，在现有工艺上进行改建，实现柴油的超深度加氢精制对于现有柴油加工行业升级改造，有效保护生态环境，促进社会经济又好又快地发展尤为重要。


技术实现要素：

8.本发明的主要目的在于提供一种超重力强化柴油加氢精制方法及装置，以改善现有技术中柴油加氢效率低，超重力柴油加氢精制设备投资大的缺陷。
9.为了达到上述目的，本发明提供了一种超重力强化柴油加氢精制装置，包括：
10.第一超重力混气装置；
11.加氢精制反应装置，与所述超重力混气装置连通；
12.第二超重力混气装置，与所述加氢精制反应装置连通；
13.加氢降凝反应装置，与所述第二超重力混气装置连通；
14.其中，所述第一超重力混气装置和所述第二超重力混气装置结构相同，包括：
15.壳体，所述壳体底部设有气液进口，所述壳体上部设有气液出口；
16.旋转轴，与动力装置连接，并由壳体外部延伸至壳体内部；
17.至少一转子，固定于旋转轴上，随旋转轴转动；
18.至少一气体破碎构件，设置于转子上；
19.其中，所述气体破碎构件内装填有微纳米多孔填料，通过所述气液进口进入壳体的液相和气相，由下向上经过所述气体破碎构件，在所述转子的旋转作用和所述气体破碎构件的切割作用下，所述液相和气相进行混合。
20.本发明所述的超重力强化柴油加氢精制装置，在一实施方式中，所述转子围绕所述旋转轴形成环状，所述转子的边缘与所述壳体之间设置有间隙，所述间隙为2-10mm；所述气体破碎构件与转子的形状相应设置。
21.本发明所述的超重力强化柴油加氢精制装置，在一实施方式中，所述至少一转子为多个转子，由下向上分层设置；所述至少一气体破碎构件为多个气体破碎构件，分别设置于每个转子上；气体破碎构件内装填的微纳米多孔填料的孔径，由下向上随着层数的增加而增大。
22.本发明所述的超重力强化柴油加氢精制装置，在一实施方式中，所述间隙设置有多个导流件，所述导流件与所述转子一一对应设置；所述至少一转子为3～10个转子。
23.本发明所述的超重力强化柴油加氢精制装置，在一实施方式中，所述壳体的侧壁上设置有补气口，所述补气口与所述导流件错位设置；所述导流件设置于所述壳体上，所述导流件与对应转子之间的间隙为1～8mm。
24.本发明所述的超重力强化柴油加氢精制装置，在一实施方式中，所述第一超重力混气装置与加氢精制反应装置之间还设置有加热装置，所述加氢降凝反应装置还连接有气液分离装置。
25.为了达到上述目的，本发明还提供了一种超重力强化柴油加氢精制方法，包括如下步骤：
26.步骤1，将氢气与柴油混合，并在超重力作用下对氢气与柴油的混合物进行破碎切割，强化气液传质；
27.步骤2，步骤1得到的氢气与柴油的混合物进行加氢精制处理；
28.步骤3，将步骤2得到的产物与氢气在超重力作用下进行破碎切割，强化气液传质；
29.步骤4，步骤3得到的混合物进行加氢降凝处理。
30.本发明所述的超重力强化柴油加氢精制方法，在一实施方式中，步骤1得到的氢气
与柴油的混合物进行加热升温后，再进行加氢精制处理；加氢降凝处理后的混合物经气液分离，得到的液相为加氢柴油。
31.本发明所述的超重力强化柴油加氢精制方法，在一实施方式中，步骤1得到的氢气与柴油的混合物中气泡的尺寸为10μm～200μm，或20μm～150μm，或30μm～120μm，或40μm～110μm，或50μm～100μm；步骤3得到的混合物中气泡的尺寸为10μm～200μm，或20μm～150μm，或30μm～120μm，或40μm～110μm，或50μm～100μm。
32.本发明的有益效果：
33.本发明超重力混气装置中设置了逐级切割油气混合物的多层转子和气体破碎构件，如此能实现气液的高效混合，进而减少柴油加氢工艺中氢气的循环量和使用量，降低了氢气压缩机的负荷，实现了节能降耗目标；
34.本发明柴油加氢装置只需要增加超重力混气装置即可，无需对加氢反应系统的其他设备进行改造，减少了设备投资，为柴油加工企业升级改造提高了一种简单方便，切实可行的新方案，可以实现对直馏柴油、焦化柴油、混合柴油等多种柴油进行加氢精制；
35.另外，本发明增加的超重力混气装置体积小，开停车容易，使得加氢装置的稳定性好，满足工艺长周期需要。由本发明方法得到的加氢柴油脱硫脱氮率显著提高，凝点下降明显，提高了柴油的质量，减少了环境污染，同时降低了柴油的凝点。具体地，本发明加氢柴油脱硫率≥95％，脱氮率≥85％，凝点下降5-10℃。
附图说明
36.图1为本发明一实施方式中超重力混气装置的剖面示意图；
37.图2为本发明一实施方式中超重力强化pao加氢精制装置的示意图；
38.图3为本发明一实施方式中转子的截面图；
39.图4为本发明一实施方式中转子和气体破碎构件的俯视图。
40.其中，附图标记：
41.动力装置1
42.旋转轴2
43.壳体3
44.转子4
45.气体破碎构件5
46.气液进口6
47.单向阀7
48.补气口8
49.气液出口9
50.导流件10
51.氢气储罐11
52.原料油储罐12
53.氢气压缩机13
54.单向阀14
55.超重力混气装置15-1
56.超重力混气装置15-2
57.泵16
58.加热装置17
59.加氢精制反应器18
60.加氢降凝反应器19
61.背压阀20
62.气液分离装置21
63.加氢柴油储罐22
具体实施方式
64.以下对本发明的技术方案作详细说明，以下实施方式在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施方式，下列实施方式中未注明具体条件的结构或实验方法，通常按照常规条件。本发明中使用方位词“上、下、左、右”等只是为了叙述方便，本领域技术人员能够知晓，这些方位是相对的，可能通过旋转等方式发生改变。
65.本发明提供了一种超重力混气装置，如图1所示，该超重力混气装置用于液相与气相的混合，包括壳体3、旋转轴2、至少一转子4、至少一气体破碎构件5。
66.本发明对壳体3的形状不作特别限定，例如为方体、圆柱体等。壳体3底部设有气液进口6，具体例如设置于壳体3的底面中心位置；气液进口6例如包括液体进口和气体进口，本发明不作特别限定；壳体3上部设有气液出口9，例如设置于壳体3侧壁的上部位置或者壳体3顶面。
67.旋转轴2由壳体3外部延伸至壳体3内部，例如由壳体3的顶面穿过，延伸至壳体3的内部。在一实施方式中，旋转轴2一直延伸至壳体3接近底面的位置。本发明旋转轴2与动力装置1连接，以由动力装置1带动旋转轴2转动。本发明对动力装置1不作特别限定，例如为电机。在另一实施方式中，动力装置1与壳体3之间还设置防爆结构，本发明不以此为限。
68.至少一转子4固定于旋转轴2上，随旋转轴2转动。在一实施方式中，转子4围绕旋转轴2形成环状，环形的内缘与旋转轴2紧贴，环形的外缘(转子4的边缘)与壳体3之间设置有间隙，该间隙例如为2-10mm，但本发明不以此为限。在另一实施方式中，环形的外缘与壳体3之间的距离处处相等。本发明中涉及的环形可以为圆环、长方形环、正方形环、不规则形环等，本发明不作特别限定。
69.在一实施方式中，转子4的截面图如图3所示，具有一凹陷部，在另一实施方式中，转子4的截面图为u型结构。
70.在一实施方式中，至少一转子为多个转子4，由下向上分层设置。本发明由下向上是指由壳体3底面朝向壳体3顶面的方向。在另一实施方式中，本发明包括3～10个转子，进一步为3～5个转子，如此形成3～10层或3～5层气。在又一实施方式中，在壳体3的轴向方向上，相邻两层转子4之间的间距为10～50mm，例如两层转子4的最低处之间的距离为10～50mm。在再一实施方式中，转子4底部设有方便气液通过的若干孔道。
71.至少一气体破碎构件5设置于转子4上。在一实施方式中，本发明包括多个气体破碎构件5，气体破碎构件5与转子4一一对应，即每一转子4上设置一气体破碎构件5。气体破
碎构件5例如设置于转子4的凹陷处，或者设置于转子4u型结构的u型处。
72.其中，气体破碎构件5内装填有微纳米多孔填料，也可以以微纳米孔的烧结膜形式，通过气液进口6进入壳体3的液相和气相，由下向上经过气体破碎构件5，在转子4的旋转作用和气体破碎构件5的切割作用下，所述液相和气相进行混合。
73.在一实施方式中，气体破碎构件5与转子4的形状相应设置，即由壳体3的顶面向下俯视，气体破碎构件5与转子4完全重叠。换言之，气体破碎构件5内装填的微纳米多孔填料的形状与转子4的形状相应设置，由壳体3的顶面向下俯视，气体破碎构件5内装填的微纳米多孔填料与转子4完全重叠。另外，气体破碎构件5的边缘与转子4的边缘切齐。在另一实施方式中，气体破碎构件5的边缘未与转子4的边缘切齐，气体破碎构件5相应于转子4的凹槽设置，例如如图3和4所示，图4为本发明一实施方式中转子4和气体破碎构件5的俯视图，气体破碎构件5下沉嵌在转子4内。
74.如此，与转子4类似，气体破碎构件5也形成数层结构。在另一实施方式中，气体破碎构件5内装填的微纳米多孔填料的孔径，由下向上随着层数的增加而增大。例如，如图1所示，壳体3内设置有4个气体破碎构件5，即形成4层，由下至上分别为第一层、第二层、第三层和第四层，从第一层至第四层，气体破碎构件5内装填的微纳米多孔填料的孔径逐渐增大，各层气体破碎构件的致密程度逐渐变小。如此，可以实现逐层切割气液混合物，进而达到气液高效混合的目的；并且，可以通过层数的控制，来调节气液混合中微气泡的大小，例如转子层数越多，气泡越小；孔径逐渐增大可以使上层气泡更容易逃逸。
75.在另一实施方式中，本发明气体破碎构件5的表面可以设置为具有亲/疏水性，进而通过气体破碎零件5的亲/疏水表面改性控制微气泡的大小，例如针对油相体系，气体破碎构件5的表面亲水性越好，气泡越小，针对水相体系，气体破碎构件5的表面疏水性越好，气泡越小。
76.在一实施方式中，本发明壳体3内还设置有多个导流件10，例如设置于转子4的边缘与壳体3之间的间隙，更例如设置于壳体3上。导流件10与转子4一一对应设置，导流件10例如为设置于壳体3并紧贴壳体3的环形，导流件10与对应转子4之间的距离为1～10mm，更例如为1-8mm。如此，导流件能够导引气液混合物由下至上依次经过各个气体破碎构件5。
77.在一实施方式中，本发明超重力混气装置还设置有补气口8，具体可设置于壳体3的侧壁上，以补充气体，例如为氢气。在另一实施方式中，在壳体3的轴向方向上，补气口8设置于相邻两层转子4的中间位置，与导流件10错位设置。在又一实施方式中，每一补气口8上设置一单向阀7，如此可以实现仅向壳体3内补充气体，防止壳体3内气体外溢。
78.气相物质和液相物质通过气液进口6进入壳体3内，并且气液混合物从下至上依次通过各层气体破碎构件5，同时，动力装置1带动旋转轴2转动，进而使转子4和气体破碎构件5在旋转轴带动下旋转，逐层对气液混合物进行切割破碎，由下至上，气体破碎构件5内装填的微纳米多孔填料的孔径逐渐增大，实现氢气气泡粒径的有序切割及快速传输，强化气液传质过程。强化混合后的气液混合物通过气液出口9流出壳体3。
79.在一实施方式中，本发明超重力混气装置的转速为100～3000r/min；优选为500～1500r/min；更优选为1000～1500r/min，可以通过调节动力装置1的功率，进而调节转子的转速，进一步地通过转子的转速控制纳微气泡的大小，例如转子转速越高，气泡越小。超重力混气装置气液出口的气液混合物中气泡的平均粒径为10μm～300μm，或20μm～250μm，或
30μm～200μm，或40μm～150μm，或50μm～100μm；优选为10μm～150μm，具体可以通过可视化、x射线成像技术以及光纤探针或者电导探针的方法来进行检测，本发明不限于此。
80.本发明还提供了超重力强化柴油加氢精制装置，包括：
81.第一超重力混气装置；
82.加氢精制反应装置，与所述超重力混气装置连通；
83.第二超重力混气装置，与所述加氢精制反应装置连通；
84.加氢降凝反应装置，与所述第二超重力混气装置连通；
85.其中，第一超重力混气装置和第二超重力混气装置结构相同。
86.如此使得柴油和氢气在进行预混合后，再进入加氢精制反应装置或加氢降凝反应装置进行加氢反应，减少氢气的使用量和循环量，减轻氢气压缩机的负荷。
87.在一实施方式中，第一超重力混气装置与加氢精制反应装置之间还设置有加热装置，所述加氢降凝反应装置还连接有气液分离装置。
88.图2为本发明一实施方式中超重力强化柴油加氢精制装置的示意图，如图2所示，超重力混气装置15-1与氢气储罐11和原料油储罐12分别连接，超重力混气装置15-1与氢气储罐11之间还可以设置有氢气压缩机13，超重力混气装置15-1与原料油储罐12之间还可以设置有泵16和单向阀14。超重力混气装置15-1的气液出口与加氢精制反应器18连接，在一实施方式中，两者之间还设置有加热装置17，以对气液混合物进行加热后再输送至加氢精制反应器18。超重力混气装置15-2与加氢精制反应器18连接，以将加氢精制反应器18内的反应混合物输送至超重力混气装置15-2，超重力混气装置15-2还与氢气压缩机13连接，如此可以使加氢精制反应器18内的反应混合物与氢气压缩机13的氢气再次进行超重力强化混合。加氢降凝反应器19与超重力混气装置15-2连接，以将再次进行超重力强化混合的混合物输送至加氢降凝反应器19进行加氢精制反应。在另一实施方式中，加氢降凝反应器19还连接气液分离装置21，气液分离装置21顶部的气体出口设置有背压阀20，实现系统的压力控制；气液分离装置21底部的液体出口连接加氢柴油储罐22，连接的管线上可以设置取样口。
89.本发明还提供了一种超重力强化柴油加氢精制方法，包括如下步骤：
90.步骤1，将氢气与柴油混合，并在超重力作用下对氢气与柴油的混合物进行破碎切割，强化气液传质；
91.步骤2，步骤1得到的氢气与柴油的混合物进行加氢精制处理；
92.步骤3，将步骤2得到的产物与氢气在超重力作用下进行破碎切割，强化气液传质；
93.步骤4，步骤3得到的混合物进行加氢降凝处理。
94.详细而言，本发明一种超重力强化柴油加氢精制方法，包括如下步骤：
95.s1、原料氢气与原料柴油来自于储罐；氢气与原料柴油进入到逐级切割气泡的超重力混气装置a中进行气液预混合，氢气被分散成为微气泡，形成了夹带了很多微气泡的气液混合物；
96.s2、自逐级切割气泡的超重力混气装置a出来的气液混合物进入到加热炉中进行物料的预热；经预热后的物料进入到加氢精制反应器中，主要为了脱除原料柴油中的硫、氮等杂质；自加氢精制反应器出来的气液混合物与新鲜氢气进入到逐级切割气泡的超重力混气装置b中进行气液预混合；自逐级切割气泡的超重力混气装置b出来的气液混合物中携带
着大量微气泡进入到加氢降凝反应器中，主要是通过把石蜡分子裂化得到小分子，降低柴油的凝点；
97.s3、从加氢降凝反应器出来的气液混合物进入到气液分离器，氢气从气液分离器顶部进入到氢气循环系统或者火炬系统，液体进入到柴油储罐。
98.在一具体实施方式中，参考图2，氢气气体自氢气储罐11经过氢气压缩机13，进入上述超重力混气装置15-1中，柴油自原料油储罐12经过泵16，经过单向阀14进入到超重力混气装置15-1中，在超重力混气装置15-1中实现氢气与柴油的高效预混合，含有大量微气泡的气液混合物自超重力混气装置15-1的气液出口进入到加热装置17中，对物料进行预热，经预热后的物料进入到加氢精制反应器18中，脱除硫、氮等杂质；加氢精制反应器18出来的气液混合物和氢气压缩机13出来的氢气一起进入到超重力混气装置15-2中，进行再次气液预混合，然后混合物自超重力混气装置15-2气液出口进入加氢降凝反应器19中，以把石蜡分子裂化得到小分子，降低柴油的凝点；从加氢降凝反应器19出来的气液混合物进入到气液分离器21进行气液分离，气体自气液分离器21顶部进入到火炬系统或者进行氢气回收，液体进入到加氢柴油储罐22进行储存；背压阀20实现系统的压力控制。
99.在一实施方式中，逐级切割气泡的超重力混气装置的转速为500～3000r/min；优选为500～1500r/min；更优选为1000～1500r/min。逐级切割气泡的超重力混气装置出口的气液混合物中气泡的尺寸为10μm～200μm，或20μm～150μm，或30μm～120μm，或40μm～110μm，或50μm～100μm。
100.在一实施方式中，加氢精制反应器为双床层反应器，反应压力为3.0～7.0mpa，第一段床层温度为250～350℃，第二段床层温度为280～360℃，氢油比为50:1～800:1、50:1～700:1、50:1～600:1、50:1～500:1、50:1～400:1、50:1～300:1、50:1～200:1、50:1～100:1、100:1～800:1、100:1～700:1、100:1～600:1、100:1～500:1、100:1～400:1、100:1～300:1、100:1～200:1、200:1～800:1、200:1～700:1、200:1～600:1、200:1～500:1、200:1～400:1、200:1～300:1、300:1～800:1、300:1～700:1、300:1～600:1、300:1～500:1、300:1～400:1、500:1～800:1、600:1～800:1或700:1～800:1；优选为反应压力为3.5～5.0mpa，第一段床层温度为280～320℃，第二段床层温度为290～350℃，氢油比为100:1～500:1。
101.在一实施方式中，加氢降凝反应器为单床层反应器，反应压力为3.0～7.0mpa，反应温度为280～400℃，氢油比为50:1～800:1、50:1～700:1、50:1～600:1、50:1～500:1、50:1～400:1、50:1～300:1、50:1～200:1、50:1～100:1、100:1～800:1、100:1～700:1、100:1～600:1、100:1～500:1、100:1～400:1、100:1～300:1、100:1～200:1、200:1～800:1、200:1～700:1、200:1～600:1、200:1～500:1、200:1～400:1、200:1～300:1、300:1～800:1、300:1～700:1、300:1～600:1、300:1～500:1、300:1～400:1、500:1～800:1、600:1～800:1或700:1～800:1；优选反应压力为3.5～5.0mpa，温度为300～370℃，氢油比为100:1～500:1。
102.以下将通过具体实施例对本发明技术方案进一步进行说明。如无特殊说明，本发明中的各原料均可通过市售购买获得，本发明中所用的设备可采用所属领域中的常规设备或参照所属领域的现有技术进行。
103.实施例1
104.如图2所示，一种超重力混气装置强化柴油加氢精制方法，该工艺包括氢气储罐-11，原料柴油储罐-12，氢气压缩机-13，单向阀-14，逐级切割气泡的超重力混气装置15-1和15-2，泵-16，加热炉-17，加氢精制反应器-18，加氢降凝反应器-19，背压阀-20，气液分离器-21，柴油储罐-22。其中原料柴油储罐12，逐级切割气泡的超重力混气装置15-1和15-2、加氢精制反应器18，加氢降凝反应器19，柴油储罐22均设置有加热装置。
105.包括如下步骤：
106.(1)在加氢精制反应器和加氢降凝反应器中分别装填加氢催化剂，使用氮气对整个反应系统进行吹扫，对催化剂进行预活化，打开加热装置，加热装置至预定温度；
107.(2)开启泵，待反应溶液进入逐级切割气泡的超重力混气装置并形成液相循环，系统稳定后开启氢气储罐通入氢气，并打开氢气压缩机，利用气体质量流量计调节气体流量，利用背压阀调节至预设压力，打开加热炉，对反应原料进行预热，然后进行气-液-固三相催化反应，反应体系压力由背压阀控制，温度由温控系统控制；
108.(3)产生的带有反应产物的气液混合物经气液分离罐进行分离，气体进入氢气回收系统，或者进入火炬系统，液体流入到储罐中。
109.以大庆石化混合柴油a加氢精制为例进行介绍，加氢精制反应器的反应压力为6.4mpa，氢油比为100:1，第一段床层温度为340℃，第二段床层的温度为350℃，加氢降凝反应器的反应温度为320℃，反应压力为6.4mpa，氢油比为100:1，逐级切割气泡的超重力混气装置的转速为0r/min，800r/min，1200r/min或1600r/min，在相同条件下进行无气液预混装置以及静态预混装置的实验。采用本工艺得到的柴油的脱硫率最高达到99％，脱氮率最高达到90％，高于无气液预混装置时的脱硫脱氮率。相关数据见表1和表2。
110.实施例2
111.以原料油a加氢精制为例进行介绍，加氢精制反应器的反应压力为4.5mpa，第一段床层反应温度为345℃，氢油比为100:1，第二段床层反应压力为4.5mpa，反应温度为355℃，氢油比为100:1，逐级切割气泡的超重力混气装置的转速为1600r/min。采用本工艺得到的柴油脱硫率和脱氮率见表2。实施降压操作，依然保持较高脱硫脱氮活性。
112.实施例3
113.以原料油b加氢精制为例进行介绍，加氢精制反应器的反应压力为6.4mpa，第一段床层反应温度为345℃，氢油比为300:1，第二段床层反应压力为6.4mpa，反应温度为355℃，氢油比为300:1，逐级切割气泡的超重力混气装置的转速为1600r/min。采用本工艺得到的柴油脱硫率和脱氮率见表2。
114.表1原料性质
115.[0116][0117]
表2微气泡粒径和产品性质
[0118][0119]
对比例1
[0120]
以原料油a加氢精制为例进行介绍，采用工业上通用的滴流床加氢工艺，在反应器之前安装了静态混合器，第一段床层反应压力为6.4mpa，反应温度为340℃，氢油比为100:1，第二段床层反应器的反应压力为6.4mpa，反应温度为350℃，氢油比为100:1。采用此工艺得到的柴油相关数据见表3。
[0121]
对比例2
[0122]
以原料油a加氢精制为例进行介绍，采用叶轮式超重力设备进行混氢，超重力安装在反应器前，混氢后的液体物料进入反应器，产品不循环回混氢器。反应器第一段床层反应压力为6.4mpa，反应温度为340℃，氢油比为100:1，第二段床层的反应压力为6.4mpa，反应温度为350℃，氢油比为100:1。采用此工艺得到的柴油相关数据见表3。
[0123]
对比例3
[0124]
以原料油a加氢精制为例进行介绍，采用工业上通用的滴流床加氢工艺，没有混氢器，加氢精制反应器的反应压力为4.5mpa，第一段床层反应温度为345℃，氢油比为100:1，第二段床层反应压力为4.5mpa，反应温度为355℃，氢油比为100:1。采用本工艺得到的柴油脱硫率和脱氮率见表3。实施降压操作，脱硫脱氮效果较实施例2有较大差距。
[0125]
表3微气泡粒径和产品性质
[0126]
项目对比例1对比例2对比例3转速，r/min/1600/气泡平均粒径，μm850130/脱硫率，ω％91.592.581.4脱氮率，ω％76.380.260.3
[0127]
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形
都应属于本发明权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种超重力强化柴油加氢精制装置，其特征在于，包括：第一超重力混气装置；加氢精制反应装置，与所述超重力混气装置连通；第二超重力混气装置，与所述加氢精制反应装置连通；加氢降凝反应装置，与所述第二超重力混气装置连通；其中，所述第一超重力混气装置和所述第二超重力混气装置结构相同，包括：壳体，所述壳体底部设有气液进口，所述壳体上部设有气液出口；旋转轴，与动力装置连接，并由壳体外部延伸至壳体内部；至少一转子，固定于旋转轴上，随旋转轴转动；至少一气体破碎构件，设置于转子上；其中，所述气体破碎构件内装填有微纳米多孔填料，通过所述气液进口进入壳体的液相和气相，由下向上经过所述气体破碎构件，在所述转子的旋转作用和所述气体破碎构件的切割作用下，所述液相和气相进行混合。2.根据权利要求1所述的超重力强化柴油加氢精制装置，其特征在于，所述转子围绕所述旋转轴形成环状，所述转子的边缘与所述壳体之间设置有间隙，所述间隙为2-10mm；所述气体破碎构件与转子的形状相应设置。3.根据权利要求1所述的超重力强化柴油加氢精制装置，其特征在于，所述至少一转子为多个转子，由下向上分层设置；所述至少一气体破碎构件为多个气体破碎构件，分别设置于每个转子上；气体破碎构件内装填的微纳米多孔填料的孔径，由下向上随着层数的增加而增大。4.根据权利要求2所述的超重力强化柴油加氢精制装置，其特征在于，所述间隙设置有多个导流件，所述导流件与所述转子一一对应设置；所述至少一转子为3～10个转子。5.根据权利要求4所述的超重力强化柴油加氢精制装置，其特征在于，所述壳体的侧壁上设置有补气口，所述补气口与所述导流件错位设置；所述导流件设置于所述壳体上，所述导流件与对应转子之间的间隙为1～8mm。6.根据权利要求1所述的超重力强化柴油加氢精制装置，其特征在于，所述第一超重力混气装置与加氢精制反应装置之间还设置有加热装置，所述加氢降凝反应装置还连接有气液分离装置。7.一种超重力强化柴油加氢精制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将氢气与柴油混合，并在超重力作用下对氢气与柴油的混合物进行破碎切割，强化气液传质；步骤2，步骤1得到的氢气与柴油的混合物进行加氢精制处理；步骤3，将步骤2得到的产物与氢气在超重力作用下进行破碎切割，强化气液传质；步骤4，步骤3得到的混合物进行加氢降凝处理。8.根据权利要求7所述的超重力强化柴油加氢精制方法，其特征在于，步骤1得到的氢气与柴油的混合物进行加热升温后，再进行加氢精制处理；加氢降凝处理后的混合物经气液分离，得到的液相为加氢柴油。9.根据权利要求7所述的超重力强化柴油加氢精制方法，其特征在于，步骤1得到的氢气与柴油的混合物中气泡的尺寸为10μm～200μm，或20μm～150μm，或30μm～120μm，或40μm
～110μm，或50μm～100μm。10.根据权利要求7所述的超重力强化柴油加氢精制方法，其特征在于，步骤3得到的混合物中气泡的尺寸为10μm～200μm，或20μm～150μm，或30μm～120μm，或40μm～110μm，或50μm～100μm。

技术总结
本发明提供了一种超重力强化柴油加氢精制方法及装置，装置包括：依次连接的第一超重力混气装置、加氢精制反应装置、第二超重力混气装置、加氢降凝反应装置；第一超重力混气装置和第二超重力混气装置结构相同，包括：壳体，壳体底部设有气液进口，壳体上部设有气液出口；旋转轴，与动力装置连接，并由壳体外部延伸至壳体内部；至少一转子，固定于旋转轴上，随旋转轴转动；至少一气体破碎构件，设置于转子上；其中，气体破碎构件内装填有微纳米多孔填料，通过气液进口进入壳体的液相和气相，由下向上经过所述气体破碎构件，在转子的旋转作用和气体破碎构件的切割作用下，液相和气相进行混合。合。合。


技术研发人员：马守涛 罗勇 梁宇 陈建峰 孙发民 初广文 王刚 邹海魁 张全国 孙宝昌
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：2022.03.15
技术公布日：2023/9/22