УСТРОЙСТВО УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ МИКРОПОВЕРХНОСТНОЙ РЕАКЦИИ ГИДРИРОВАНИЯ С НИСХОДЯЩИМ ПОТОКОМ И ФИКСИРОВАННЫМ СЛОЕМ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА НЕФТЕПРОДУКТОВ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области техники реакционной системы с фиксированным слоем, в частности, к устройству усовершенствованной микроповерхностной реакции гидрирования с нисходящим потоком и фиксированным слоем для производства нефтепродуктов.
Предшествующий уровень техники
В настоящее время реакции типа газ-жидкость, газ-жидкость-твердое тело и другие газожидкостные процессы широко используются в отрасли производства нефтепродуктов. Для многофазных реакций типа газ-жидкость, таких как окисление, гидрирование и хлорирование, макроскопическая скорость реакции обычно ограничивается процессом массопереноса. На коэффициент объемного массопереноса в реакции газ-жидкость в основном влияют коэффициент массопереноса и площадь границы раздела фаз газ-жидкость. Исследования показали, что площадь границы раздела фаз влияет на объемный коэффициент массопереноса в большей степени и ее легко контролировать. Следовательно, увеличение площади границы раздела считается эффективным способом увеличения скорости макроскопической реакции газ-жидкость. Реактор с фиксированным слоем является широко применяемым типом химического реактора, в котором реактор заполняется гранулированным твердым катализатором или твердым реагентом для формирования определенной высоты в несколько слоев для осуществления гетерогенной реакции, в то время как газ или нефтяные продукты протекают через зазоры между гранулами неподвижного фиксированного слоя. Особенностью этого типа реактора является то, что твердые гранулы, засыпаемые в оборудование, остаются неподвижными, что отличается от реакторов с подвижным и псевдоожиженным слоем, в которых твердые материалы перемещаются внутри оборудования. Этот тип реактора также называется реактором с заполненным слоем. Реактор с фиксированным слоем широко используется в газово-твердофазных реакциях и жидкостно-твердофазных реакциях.
Однако осуществление гидрирования в реакционной системе с фиксированным слоем с целью заставить водород прореагировать с нефтепродуктом имеет проблемы высокого необходимого рабочего давления, небольшой площади межфазной границы массопереноса газ-жидкость, низкой скорости реакции, низкой степени использования газа, большого объема необходимых инвестиций, высокого расхода материалов и неудовлетворительных рабочих характеристик оборудования.
Краткое описание полезной модели
Ввиду этого, настоящая полезная модель обеспечивает систему усовершенствованной микроповерхностной реакции гидрирования с нисходящим потоком и фиксированным слоем для производства нефтепродуктов, целью которой является решение проблемы большого потребления энергии, вызванного невозможностью полноценного протекания реакции из-за небольшой площади контакта между водородом и нефтепродуктами. В полезной модели предлагается система усовершенствованной микроповерхностной реакции гидрирования с нисходящим потоком и фиксированным слоем для производства нефтепродуктов, которая включает в себя реактор с фиксированным слоем, генератор микроповерхностей и резервуар для разделения газа и жидкости, в которой генератор микроповерхностей расположен над реактором с фиксированным слоем для преобразования энергии давления водорода и/или кинетической энергии нефтепродукта во время реакции гидрирования в поверхностную энергию пузырька водорода, так что пузырек водорода дробится на микропузырьки и микропузырьки смешиваются с нефтепродуктом для образования газожидкостной эмульсии, и газожидкостная эмульсия входит в реактор с фиксированным слоем через верхнюю часть реактора с фиксированным слоем для последующих реакций; реактор с фиксированным слоем используется в качестве места протекания реакции гидрирования нефтепродукта для образования стабильной усовершенствованной газожидкостной системы для реакции гидрирования с фиксированным слоем, когда газожидкостная эмульсия поступает в реактор с фиксированным слоем; резервуар для разделения газа и жидкости соединен с реактором с фиксированным слоем для отделения газа от жидкости в смеси, являющейся результатом реакции в реакторе с фиксированным слоем.
Кроме того, в системе усовершенствованной микроповерхностной реакции гидрирования с нисходящим потоком и фиксированным слоем для производства нефтепродуктов, генератор микроповерхностей выбирается из одного или нескольких следующих типов: пневматического генератора микроповерхностей, гидравлического генератора микроповерхностей и генератора микроповерхностей на основе газожидкостной взаимосвязи.
Кроме того, в системе усовершенствованной микроповерхностной реакции гидрирования с нисходящим потоком и фиксированным слоем для производства нефтепродуктов реактор с фиксированным слоем включает реакционный резервуар и слой катализатора, в котором реакционный резервуар представляет собой корпус резервуара для обеспечения пространства для реакции газожидкостной эмульсии, и реакционный резервуар оснащен выпускным отверстием для вывода прореагировавшей смеси; слой катализатора зафиксирован внутри реакционного резервуара, и этот слой обеспечивается катализатором для повышения эффективности реакции газожидкостной эмульсии.
Кроме того, в системе усовершенствованной микроповерхностной реакции гидрирования с нисходящим потоком и фиксированным слоем для производства нефтепродуктов резервуар для разделения газа и жидкости оснащен выпускным отверстием для жидкости и выпускным отверстием для газа, соответственно, для выгрузки смеси нефтепродуктов и выпуска газа.
Кроме того, в системе усовершенствованной микроповерхностной реакции гидрирования с нисходящим потоком и фиксированным слоем для производства нефтепродуктов, система дополнительно включает резервуар для сырья, силовой механизм и подогреватель сырья, где резервуар для сырья, предназначенный для хранения водорода и исходного нефтепродукта для реакции, соединен с силовым механизмом; другой конец силового механизма, предназначенного для подачи энергии для доставки водорода и сырья для нефтепродуктов, соединен с подогревателем сырья; другой конец подогревателя сырья, предназначенного для предварительного нагрева водорода и сырья для нефтепродуктов до достижения заданной температуры, соединен с генератором микроповерхностей.
Кроме того, в системе усовершенствованной микроповерхностной реакции гидрирования с нисходящим потоком и фиксированным слоем для производства нефтепродуктов, резервуар для сырья включает: резервуар для сырья для нефтепродукта и буферный резервуар для газообразного сырья, причем резервуар для сырья для нефтепродуктов, предназначенный для хранения сырья для нефтепродуктов, соединен с подающим насосом;
буферный резервуар газообразного сырья, предназначенный для хранения водорода, соединен с компрессором.
Кроме того, в системе усовершенствованной микроповерхностной реакции гидрирования с нисходящим потоком и фиксированным слоем для производства нефтепродуктов силовой механизм включает подающий насос и компрессор, причем подающий насос, предназначенный для обеспечения энергии для подачи сырья для нефтепродуктов, соединен с подогревателем сырья для нефтепродуктов; компрессор, предназначенный для обеспечения подачи водорода, соединен с подогревателем сырьевого газа.
Кроме того, в системе усовершенствованной микроповерхностной реакции гидрирования с нисходящим потоком и фиксированным слоем для производства нефтепродуктов, подогреватель сырья включает в себя подогреватель сырья для нефтепродуктов и подогреватель сырьевого газа, причем подогреватель сырья для нефтепродуктов, предназначенный для предварительного нагрева сырья для нефтепродуктов до достижения заданной температуры и подачи сырья для нефтепродуктов в генератор микроповерхностей, соединен с генератором микроповерхностей; подогреватель сырьевого газа, предназначенный для предварительного нагрева водорода до заданной температуры и подачи водорода в генератор микроповерхностей, соединен с генератором микроповерхностей.
Кроме того, в системе усовершенствованной микроповерхностной реакции гидрирования с нисходящим потоком и фиксированным слоем для производства нефтепродуктов, когда количество реакторов с фиксированным слоем больше одного, наивысшие точки соединяемых элементов, соединенных друг с другом, последовательно выше, чем наивысшие точки передних реакторов с фиксированным слоем, по порядку сзади вперед.
Кроме того, в системе усовершенствованной микроповерхностной реакции гидрирования с нисходящим потоком и фиксированным слоем для производства нефтепродуктов микропузырьки имеют диаметр 1 мкм ≤ d < 1 мм.
По сравнению с предшествующим уровнем техники, полезная модель имеет следующие преимущества: для системы микроповерхностной реакции гидрирования с фиксированным слоем, предусмотренной настоящей полезной моделью, за счет добавления генератора микроповерхностей в систему реакции с фиксированным слоем, водород распадается на пузырьки газа диаметром 1 мкм ≤ d < 1 мм, формируя систему микропузырьков, и микропузырьки имеют преимущества упругости, хорошей независимости и низкой коалесценции, так что газожидкостная реакция усиливается и эффективность массопереноса в процессе газожидкостной реакции повышается, за счет чего получается эмульсия, содержащая большое количество микропузырьков и образующая в реакторе большую площадь границы раздела фаз.
Кроме того, за счет добавления генератора микроповерхностей, система микроповерхностной реакции гидрирования с фиксированным слоем, обеспечиваемая настоящей полезной моделью, имеет преимущества высокой эффективности использования газа, высокой скорости десульфурации, низкого объема необходимых инвестиций, низкого потребления энергии и гибкости процесса с точки зрения проектирования.
Краткое описание чертежей
Прочитавшим подробное описание предпочтительных вариантов осуществления, приведенное ниже, рядовым специалистам в данной области станут понятны различные другие признаки и преимущества. Чертежи используются только с целью иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления и не рассматриваются как ограничение полезной модели. Кроме того, на всех чертежах одни и те же ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых компонентов. На чертежах: Фиг. 1 представляет собой структурную схему системы усовершенствованной микроповерхностной реакции гидрирования с нисходящим потоком и фиксированным слоем для производства нефтепродуктов, обеспечиваемой настоящей полезной моделью; Фиг. 2 представляет собой структурную схему множества секций системы усовершенствованной микроповерхностной реакции гидрирования с нисходящим потоком и фиксированным слоем для производства нефтепродуктов, обеспечиваемой настоящей полезной моделью.
Подробное описание полезной модели
Чтобы сделать цель и преимущества полезной модели более ясными, полезная модель вместе с вариантами ее осуществления будет дополнительно описана ниже. Следует понимать, что конкретные варианты осуществления, описанные здесь, используются только для объяснения полезной модели и не используются для ее ограничения. Следует понимать, что в описании полезной модели ориентации или взаимосвязи положений, обозначенные терминами «верхний», «нижний», «передний», «задний», «левый», «правый», «внутри», «снаружи» и тому подобные, являются ориентациями или взаимосвязями положений, основанными на взаимосвязях направлений или положений, показанных на чертежах, которые предназначены только для простоты описания, а не указывают или подразумевают, что устройство или элемент обязательно должны иметь определенную ориентацию, быть сконструированы и работать в определенной ориентации и, следовательно, не могут рассматриваться как ограничение полезной модели.
Кроме того, следует также отметить, что в описании полезной модели термины «установка», «соединенный» и «соединение» следует понимать широко, например, это может быть фиксированное соединение, а может быть и разъемное соединение или интегральное соединение; может быть механическое соединение, а может быть и электрическое соединение; и может быть прямое соединение, а может быть и непрямое соединение через посредника, а также может быть соединение внутренностей двух компонентов. Специалисты в данной области техники могут понять конкретное значение терминов в полезной модели в соответствии с конкретными обстоятельствами. На Фиг. 1 показана система усовершенствованной микроповерхностной реакции гидрирования с нисходящим потоком и фиксированным слоем для производства нефтепродуктов, представленная в одном из вариантов осуществления данной полезной модели. В системе над реактором с фиксированным слоем расположен генератор микроповерхностей (ГМП). Во время использования системы водород дробится на микропузырьки с помощью генератора микроповерхностей, газожидкостная эмульсия, образующаяся при смешивании микропузырьков и нефтепродукта, поступает в реактор с фиксированным слоем через верхнее впускное отверстие реактора с фиксированным слоем для последующих реакций. Прореагировавшая смесь выгружается через выпускное отверстие в нижней части реактора с фиксированным слоем, формируя систему усовершенствованной микроповерхностной реакции гидрирования с нисходящим потоком и фиксированным слоем. В частности, для обеспечения того, чтобы реагенты заполняли реактор с фиксированным слоем 4, наивысшая точка выпускной соединительной трубы должна быть выше, чем реактор с фиксированным слоем 4. Система включает реактор с фиксированным слоем 4, генератор микроповерхностей, резервуар для разделения газа и жидкости 5, резервуар для сырья, силовой механизм и подогреватель сырья, при этом резервуар для сырья, используемый для хранения водорода и реагирующей исходной жидкости, соединен с силовым механизмом, другой конец силового механизма, для обеспечения энергии для подачи водорода и реагирующей сырьевой жидкости, соединен с подогревателем сырья, а другой конец подогревателя сырья, предназначенного для предварительного нагрева водорода и реагирующей сырьевой жидкости до достижения заданной температуры, соединен с генератором микроповерхностей. Генератор микроповерхностей, предназначенный для того, чтобы дробить водород на микропузырьки, расположен над реактором с фиксированным слоем 4, а резервуар для разделения газа и жидкости 5, предназначенный для разделения и подачи реагентов, соединен с генератором микроповерхностей. До начала реакции водород и нефтепродукты проходят через резервуар для сырья, передаются в подогреватель сырья с помощью силового механизма и поступают в генератор микроповерхностей после предварительного нагрева подогревателем сырья. Генератор микроповерхностей расположен над реактором с фиксированным слоем 4 для преобразования энергии давления водорода и/или кинетической энергии нефтепродукта во время реакции в поверхностную энергию пузырька во время гидрирования, так что водород дробится на микропузырьки, микропузырьки смешиваются с нефтепродуктом в процессе реакции для образования газожидкостной эмульсии, а затем газожидкостная эмульсия поступает в реактор с фиксированным слоем 4 через верхнее впускное отверстие реактора с фиксированным слоем 4 для последующих реакций; затем прореагировавший продукт передается в резервуар для разделения газа и жидкости 5 через выпускное отверстие в нижней части реактора с фиксированным слоем 4, разделяется резервуаром для разделения газа и жидкости 5 и, наконец, выгружается.
Понятно, что конкретное расположение генератора микроповерхностей не ограничено в настоящем варианте осуществления, пока он установлен в верхней части реактора с фиксированным слоем 4.
Со ссылкой на Фиг. 1, резервуар для сырья включает резервуар для жидкого сырья 9 и буферный резервуар для газообразного сырья 12, причем резервуар для жидкого сырья 9 и буферный резервуар для газообразного сырья 12 используются для хранения жидкого и газообразного сырья, соответственно; силовой механизм включает в себя подающий насос 10 и компрессор 13, при этом подающий насос 10 и компрессор 13 используются для обеспечения энергии для подачи жидкого сырья и газообразного сырья, соответственно; подогреватель сырья включает в себя подогреватель жидкого сырья 11 и подогреватель газообразного сырья 14, причем подогреватель жидкого сырья 11 и подогреватель газообразного сырья 14 используются для предварительного нагрева жидкого сырья и газообразного сырья, соответственно; генератор микроповерхностей снабжен слоем катализатора для стимулирования реакции газожидкостной эмульсии и включает в себя генератор микроповерхностей на основе газожидкостной взаимосвязи 3 и пневматический генератор микроповерхностей 15, при этом генератор микроповерхностей на основе газожидкостной взаимосвязи 3 оснащен впускным отверстием генератора микроповерхностей на основе газожидкостной связи для жидкости 1 и впускным отверстием генератора микроповерхностей на основе газожидкостной связи для газа 2, а пневматический генератор микроповерхностей 15 оснащен впускным отверстием пневматического генератора микроповерхностей для жидкости 16 и впускным отверстием пневматического генератора микроповерхностей для газа 17; резервуар для разделения газа и жидкости 5 оснащен выпускным отверстием для жидкости 7 и выпускным отверстием для газа 6. До начала реакции нефтепродукт в резервуаре для жидкого сырья 9 подается для предварительного нагрева в подогреватель жидкого сырья 11 через подающий насос 10, обеспечивающий энергию для подачи, предварительно нагретый нефтепродукт поступает в генератор микроповерхностей на основе газожидкостной взаимосвязи 3 через впускное отверстие генератора микроповерхностей на основе газожидкостной взаимосвязи для жидкости 1 по одному пути и поступает в пневматический генератор микроповерхностей 15 через впускное отверстие пневматического генератора микроповерхностей для жидкости 16 по другому пути, а водород из буферного резервуара для газообразного сырья 12 поступает для предварительного нагрева в подогреватель для газообразного сырья 14 за счет энергии, обеспечиваемой компрессором 13; затем предварительно нагретый водород поступает в генератор микроповерхностей на основе газожидкостной взаимосвязи 3 через впускное отверстие генератора микроповерхностей на основе газожидкостной связи для газа 2 по одному пути и поступает через впускное отверстие пневматического генератора микроповерхностей для газа 17 по другому пути, и водород, поступающий в генератор микроповерхностей, дробится на микропузырьки и смешивается с нефтепродуктом для образования газожидкостной эмульсии, которая поступает в реактор с фиксированным слоем 4 через верхнее впускное отверстие реактора с фиксированным слоем 4 и полноценно и полностью реагирует под воздействием катализатора; а затем продукт реакции подается в резервуар для разделения газа и жидкости 5 через выпускное отверстие в нижней части реактора с фиксированным слоем 4 и разделяется резервуаром для разделения газа и жидкости 5; непрореагировавшее газообразное сырье и другие газы, образующиеся в результате реакции, извлекаются через выпускное отверстие для газа 6 резервуара для разделения газа и жидкости 5, а жидкие продукты реакции извлекаются через выпускное отверстие для жидкости 7 резервуара для разделения газа и жидкости 5, причем эти продукты собираются отдельно для последующей обработки. Понятно, что количество реакторов с фиксированным слоем 4 не ограничено в настоящем варианте осуществления, если они сконфигурированы в соответствии с потребностями реакционной системы. В частности, следует отметить, что для обеспечения того, чтобы реагенты заполняли реактор с фиксированным слоем 4, наивысшая точка выпускной соединительной трубы должна быть выше, чем верхняя часть реактора с фиксированным слоем. Конкретные положения выпускного отверстия для газа 6 и выпускного отверстия для жидкости 7 резервуара для разделения газа и жидкости 5 также не ограничены, до тех пор, пока они могут выпускать газ и нефтепродукты. Фактически, полезная модель подходит для упомянутой выше каталитической системы, и также подходит и для других, не упомянутых выше каталитических систем гидрирования. Рабочая температура будет надлежащим образом отрегулирована в соответствии с температурой активации катализатора только когда используются разные катализаторы, и это не повлияет на выдающиеся преимущества значительного (или экспоненциального) снижения рабочего давления и увеличения объемной скорости (пропускной способности) системы, обеспечиваемой реактором по настоящей полезной модели, при использовании другого катализатора. Со ссылкой на Фиг. 2, система отличается от системы усовершенствованной микроповерхностной реакции гидрирования с нисходящим потоком и фиксированным слоем для производства нефтепродуктов, показанной на Фиг. 1, тем, что система имеет множество слоев катализатора, каждый из которых оборудован соответствующим генератором микроповерхностей 3 и каждый генератор микроповерхностей 3 соединен с подогревателем газообразного сырья 14. Система имеет больше слоев катализатора, что может сделать реакцию более полной и законченной.
Вариант осуществления полезной модели 1.
2
2
Свежий водород и бензин поступают в генератор микроповерхностей на основе газожидкостной взаимосвязи 3, установленный под внутренней частью корпуса реактора с фиксированным слоем 4, через впускное отверстие генератора микроповерхностей на основе газожидкостной связи для жидкости 1 и впускное отверстие генератора микроповерхностей на основе газожидкостной связи для газа 2 в стандартном объемном соотношении 0,25:1 по одному пути, соответственно, и входит в пневматический генератор микроповерхностей 15 через впускное отверстие пневматического генератора микроповерхностей для газа 17 и через впускное отверстие пневматического генератора микроповерхностей для жидкости 16 при стандартном соотношении объемов 800:1 по другому пути, соответственно. Под воздействием генератора микроповерхностей на основе газожидкостной взаимосвязи 3 и пневматического генератора микроповерхностей 15, водород дробится на микропузырьки со средним диаметром 1 мкм ≤ d < 1 мм, и газ интенсивно смешивается с жидкостью для образования газожидкостной эмульсии, которая поступает в нижнюю часть реактора с фиксированным слоем 4, течет снизу вверх и проходит через часть слоя катализатора 8, для произведения реакции гидродесульфуризации под действием катализатора. Прореагировавший продукт поступает в резервуар для разделения газа и жидкости 5 из верхнего конца реактора с фиксированным слоем 4, газы, такие как непрореагировавший Н и HS, образующиеся в результате реакции в реакторе с фиксированным слоем 4, извлекаются через выпускное отверстие для газа 6 резервуара разделения газа и жидкости, а жидкие нефтепродукты после гидродесульфурации извлекаются через выпускное отверстие для жидкости 7. Эти продукты собираются отдельно для последующей обработки.
-1
Реактор с фиксированным слоем 4 имеет давление реакции 3 МПа и температуру реакции 220°С. В реакторе с фиксированным слоем 4 используется молибден-никелевый катализатор, и объемная скорость регулируется на уровне 0,3 ч. Неочищенный бензин имеет содержание серы 120 частей на миллион, которое снижается до 20 частей на миллион после процесса реакции гидродесульфуризации.
Вариант осуществления полезной модели 2.
2
2
Свежий водород и керосин поступают в генератор микроповерхностей на основе газожидкостной взаимосвязи 3 через впускное отверстие генератора микроповерхностей на основе газожидкостной связи для жидкости 1 и впускное отверстие генератора микроповерхностей на основе газожидкостной связи для газа 2 в стандартном объемном соотношении 0,3:1 по одному пути, соответственно, и поступают в пневматический генератор микроповерхностей 15 через впускное отверстие пневматического генератора микроповерхностей для газа 17 и через впускное отверстие пневматического генератора микроповерхностей для жидкости 16 при стандартном соотношении объемов 900:1 по другому пути, соответственно. Под воздействием генератора микроповерхностей на основе газожидкостной взаимосвязи 3 и пневматического генератора микроповерхностей 15 водород дробится на микропузырьки со средним диаметром 1 мкм ≤ d < 1 мм, и газ интенсивно смешивается с жидкостью для образования газожидкостной эмульсии, которая поступает в верхний конец реактора с фиксированным слоем 4, течет сверху вниз и проходит через часть слоя катализатора 8, где происходит реакция гидродесульфуризации под действием катализатора. Прореагировавший продукт поступает в резервуар для разделения газа и жидкости 5 из нижнего конца реактора с фиксированным слоем 4, и газы, такие как непрореагировавший Н и HS, образующиеся в результате реакции в реакторе с фиксированным слоем 4, извлекаются через выпускное отверстие для газа 6 резервуара разделения газа и жидкости, а жидкие нефтепродукты после гидродесульфурации извлекаются через выпускное отверстие для жидкости 7. Эти продукты собираются отдельно для последующей обработки.
-1
Реактор с фиксированным слоем 4 имеет давление реакции 4 МПа и температуру реакции 250°С. В реакторе с фиксированным слоем 4 используется молибден-никелевый катализатор, а объемная скорость регулируется на уровне 1,2 ч. Неочищенный керосин имеет содержание серы 150 частей на миллион, которое снижается до 50 частей на миллион после процесса реакции гидродесульфуризации.
Вариант осуществления полезной модели 3.
2
2
Свежий водород и авиационный керосин поступают в генератор микроповерхностей на основе газожидкостной взаимосвязи 3 через впускное отверстие генератора микроповерхностей на основе газожидкостной связи для жидкости 1 и впускное отверстие генератора микроповерхностей на основе газожидкостной связи для газа 2 в стандартном объемном соотношении 0,28:1 по одному пути, соответственно, и поступают в пневматический генератор микроповерхностей 15 через впускное отверстие пневматического генератора микроповерхностей для газа 17 и через впускное отверстие пневматического генератора микроповерхностей для жидкости 16 при стандартном соотношении объемов 950:1 по другому пути, соответственно. Под воздействием генератора микроповерхностей на основе газожидкостной взаимосвязи 3 и пневматического генератора микроповерхностей 15 водород дробится на микропузырьки со средним диаметром 1 мкм ≤ d < 1 мм, и газ интенсивно смешивается с жидкостью для образования газожидкостной эмульсии, которая поступает в верхний конец реактора с фиксированным слоем 4, течет сверху вниз и проходит через часть слоя катализатора 8, где происходит реакция гидродесульфуризации под действием катализатора. Прореагировавший продукт поступает в резервуар для разделения газа и жидкости 5 из нижнего конца реактора с фиксированным слоем 4, и газы, такие как непрореагировавший Н и HS, образующиеся в результате реакции в реакторе с фиксированным слоем 4, извлекаются через выпускное отверстие для газа 6 резервуара разделения газа и жидкости, а жидкие нефтепродукты после гидродесульфурации извлекаются через выпускное отверстие для жидкости 7. Эти продукты собираются отдельно для последующей обработки.
-1
Реактор с фиксированным слоем 4 имеет давление реакции 1,5 МПа и температуру реакции 250°С. В реакторе с фиксированным слоем 4 используется молибден-никелевый катализатор, а объемная скорость регулируется на уровне 2,5 ч. Неочищенный авиационный керосин имеет содержание серы 100 частей на миллион, которое снижается до 30 частей на миллион после процесса реакции гидродесульфуризации. Следует понимать, что полезная модель подходит для упомянутой выше каталитической системы, но также подходит и для других, не упомянутых выше каталитических систем гидрирования. Рабочая температура будет надлежащим образом отрегулирована в соответствии с температурой активации катализатора только когда используются разные катализаторы, и это не повлияет на выдающиеся преимущества значительного (или экспоненциального) снижения рабочего давления и увеличения объемной скорости (пропускной способности) системы, обеспечиваемой реактором по настоящей полезной модели, при использовании другого катализатора.
Кроме того, генератор микроповерхностей может также применяться в других технических областях многофазной реакции для образования многофазной текучей среды, состоящей из частиц микронного размера, такой как микроперемешанная газово-жидкостно-твердая текучая среда, газово-жидкостно-твердая микро-нано текучая среда, газово-жидкостно-твердая эмульгированная текучая среда, газово-жидкостно-твердая микроструктурная текучая среда, многофазная микроперемешанная текучая среда, многофазная микро-нано текучая среда, многофазная эмульгированная текучая среда, многофазная микроструктурная текучая среда, микропузырьки, микро-газово-жидкостная текучая среда, газо-жидкостная микро-нано эмульгированная текучая среда, ультра-микро текучая среда, супер-микро псевдоожиженная текучая среда, микродисперсионная текучая среда, микротурбулентная текучая среда, микропузырьковая текучая среда, микронанопузырьковая текучая среда, или для образования многофазной текучей среды, состоящей из частиц микро-нано размера, (называемой микроповерхностной текучей средой), и может дополнительно применяться к реакциям, таким как реакции массопереноса микропузырьков, реакции переноса микропузырьков, микропузырьковые реакции, реакции поглощения микропузырьков, реакции насыщения микропузырьков кислородом, реакции контакта микропузырьков, реакции микроперемешивания, реакции микропены, реакции микро-псевдоожижения, реакции ферментации микропузырьков, реакции барботирования микропузырьков, и к реакторам, таким как микропузырьковые биохимические реакторы, микропузырьковые биореакторы, чтобы еще более эффективно увеличить площадь массопереноса на границе раздела фаз между газом и/или жидкостью и жидкостью и/или твердым веществом во время реакции.
Очевидно, что полезная модель имеет следующие преимущества: для системы микроповерхностной реакции гидрирования с фиксированным слоем, предусмотренной настоящей полезной моделью, за счет добавления генератора микроповерхностей в систему реакции с фиксированным слоем, водород распадается на пузырьки газа диаметром 1 мкм ≤ d < 1 мм, формируя систему микропузырьков, и микропузырьки имеют преимущества упругости, хорошей независимости и низкой коалесценции, так что газожидкостная реакция усиливается и эффективность массопереноса в процессе газожидкостной реакции повышается, за счет чего получается эмульсия, содержащая большое количество микропузырьков и образующая в реакторе большую площадь границы раздела фаз. Кроме того, за счет добавления генератора микроповерхностей, система микроповерхностной реакции гидрирования с фиксированным слоем, обеспечиваемая настоящей полезной моделью, имеет преимущества высокой эффективности использования газа, высокой скорости десульфурации, низкого объема необходимых инвестиций, низкого потребления энергии и гибкости процесса с точки зрения проектирования.
До сих пор техническое решение полезной модели описывалось вместе с предпочтительными вариантами осуществления, показанными на чертежах. Однако специалистам в данной области техники легко понять, что объем охраны полезной модели, очевидно, не ограничивается этими конкретными вариантами осуществления. Не отступая от принципа полезной модели, специалисты в данной области техники могут внести эквивалентные изменения или замены в соответствующие технические признаки, которые подпадают под объем охраны полезной модели.
Выше приведены только предпочтительные варианты осуществления полезной модели, а не ее ограничения. Специалисты в данной области техники могут внести различные модификации и изменения в полезную модель. Любая модификация, эквивалентная замена, улучшение и т.п., выполненные в рамках духа и принципа полезной модели, должны быть включены в объем охраны полезной модели.