超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置及脱硫方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于车用燃油领域，涉及超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，也 涉及超声波辅助车用燃油联动脱硫方法。
【背景技术】
[0002] 随着环保法规的日益严格，车用燃油超低硫化、高清洁化是大势所趋。我国已制 订出台了燃油"国V"标准，规定了车用燃油中硫含量指标不得高于lOppm，即：小于或等于 百万分之十；自2015年开始试行，2017年起全面执行。这意味着我国车用燃油超低硫化、 高清洁化时代既将来临。因此，提高车用燃油脱硫技术已势在必行。
[0003] 目前，世界石油炼制行业最普遍应用的脱硫技术是加氢脱硫技术，该技术可有效 脱除无机硫和简单化学结构的有机硫，但对复杂化学结构的稠环噻吩类及其衍生物等就十 分困难；通常采用多加氢、贵金属催化、并在高温高压的环境下进行，这就使得能耗增加，安 全隐患增大，特别是投资成本的高昂，妨碍了在中小企业的推广应用（目前，国内中小企业 仍在采用对环境十分有害的酸洗碱洗脱硫法）；同时，加氢过程又降低辛烷值，损害燃油性 能，而对二苯并噻吩及其衍生物物杂环类硫化物的脱除还无能为力、束手无策。为此，国内 外石化科技界精英们纷纷致力于开发各种经济、实用、可深度脱硫的新技术。
[0004] 氧化脱硫技术、萃取脱硫技术和吸附脱硫技术，设备结构简单、投资成本不高、相 对于加氢脱硫技术，只相当于三十分之一；工艺条件温和、安全隐患小、能耗低、生产效率 高，综合效益明显优于加氢技术。同时，三者优势又各有千秋，吸附脱硫技术可实现超深度 脱硫，可一旦硫含量浓度升高、以及面对一些分子特殊的硫化物成份时，如噻吩、苯并噻吩、 二苯并噻吩及其衍生物等杂环类硫化物成份，能耗将会大幅度升高，不利于企业经济效益； 氧化脱硫技术和萃取脱硫技术，能耗低，经济效益好，硫含量越高经济效益越显著，但由于 客观生产条件难以确保氧化反应和萃取反应的深度和透彻度，所以，氧化脱硫技术和萃取 脱硫技术难以实现超深度脱硫。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置。本发明将 氧化脱硫技术、萃取脱硫技术、吸附脱硫技术有机地整合在一起，取长补短，并在超声波的 辅助下，协同作用，形成可面对各种硫化物成份、不受硫含量浓度高低限制的联动脱硫系统 成套装置。操作简便、快捷、低投入、高效率、能耗低、安全隐患小，脱硫范围广，脱硫精度高， 可达到lOppm，即百万分之十以下的纯净度，适用于各种不同类型的硫化物之脱除，所出产 的燃油品质优良、环保；是目前诸多非加氢脱硫技术中的一种可实现大规模工业化操作、前 景极为广阔、具有重要而深远意义的脱硫新技术。
[0006] 本发明的第二个目的是提供一种超声波辅助车用燃油联动脱硫方法。该方法将氧 化脱硫技术、萃取脱硫技术、吸附脱硫技术有机地整合在一起，并在超声波辅助下，协同作 用，将车用燃油中的硫份彻底脱除出去。
[0007] 超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：由输送管路将第一脱 硫塔（TA)、第二脱硫塔（TB)、第三脱硫塔（TC)相连；其中：
[0008]第一脱硫塔（TA)，顶部是上封头（31)，中部是柱体钢筒（30)，底部是下封头（21); 柱体钢筒（30)分为A、B、C三段;A段是萃取部分，萃取部分内置第二超声波发生器（29)、散 流器（28);第二超声波发生器（29)由支架（27)支撑；散流器（28)由无缝钢管连接于C段 之上封头（25)出口；C段是氧化部分，内置散流器（23)、第一超声波发生器（24);第一超声 波发生器（24)由支架（22)支撑；散流器（23)由无缝钢管连接于进油管路之截止阀（19); B段为过渡区；使用前，在柱体钢筒（30)之A段置放萃取剂，C段置放氧化剂；A段有截止阀 (35)为萃取剂注入口，C段有截止阀（36)为氧化剂注入口；氧化部分之散流器（23)为来 自储油罐（1)的原料油进口，萃取部分之散流器（28)为来自C段的、经氧化的原料油进口； 第一脱硫塔（TA)顶部之上封头（31)上有经氧化萃取后的油品出口，原料油在第一脱硫塔 (TA)中的流动方向是从下往上；原料油出口通向第二脱硫塔（TB)、或第三脱硫塔（TC);
[0009]第二脱硫塔（TB)，顶部是上封头（40)，中部是柱体钢筒（46)，底部是下封头（54); 柱体钢筒（46)分A、B、C、D、E五段，散流器（41)、滤网（42)、填料孔（43)设置于柱体钢筒 (46)的A段；滤网（44)、填料卸料孔（45)设置于柱体钢筒（46)的B段；滤网（47)、填料卸 料孔（48)设置于柱体钢筒（46)的C段；滤网（49)、承载滤板（50)和卸料孔（51)，设置于 柱体钢筒（46)的D段；两个用于观察的视窗透孔镜（52、53)，对称分置于柱体钢筒（46)的 E段两侧；使用前，在柱体钢筒（46)之B段置放中小孔径活性碳吸附剂，C段置放中小孔径 分子筛吸附剂，D段置放吸附助剂；上封头（40)有进油口，下封头（54)有出油口，原料油在 第二脱硫塔（TB)中的流动方向是从上往下；下封头（54)出油口的原料油通向第三脱硫塔 (TC)底部的下封头（72)进油口；下封头（54)还是通向第二储油罐（91)的出油口；
[0010] 第三脱硫塔（TC)，顶部是上封头（80)，中部是柱体钢筒（79)，底部是下封头（72); 柱体钢筒（79)分为A、B、C三段，滤网（78)、填料孔（77)设置在柱体钢筒（79)的A段；滤 网（76)、填料卸料孔（75)设置在柱体钢筒（79)的B段；滤网（74)、承载滤板（73)、卸料孔 (71)设置在柱体钢筒（79)的C段；使用前，在柱体钢筒（79)的B段置放大孔径分子筛吸附 剂，C段置放大孔径活性碳吸附剂；下封头（72)有进油口，上封头（80)有出油口；原料油在 第三脱硫塔（TC)中的流动方向是从下往上；上封头（80)的出油口通向第二储油罐（91)。
[0011] 所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：柱体钢筒 (30)、柱体钢筒（46)、柱体钢筒（79)的径向截面为圆形，也可以为椭圆形、长方形、正方形； 所述柱体钢筒（30)的A段长度为1~20米，B段长度为0~3米，C段长度为1~20米； 所述柱体钢筒（46)之A段长度为0. 5~5米，B段长度为1~10米，C段长度为1~10 米，D段长度为1~10米，E段长度为1~5米；柱体钢筒（79)之A段长度为0. 5~5米， B段长度为1~20米，C段长度为1~20米；上述三个柱体钢筒（30、46、79)的内径均为 00. 5~5米。
[0012] 所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：脱硫塔的使用 个数，可以根据生产工艺的需要而增加或减少。
[0013] 所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述输送管路 包括：第一脱硫塔（TA)的输送管路：第一脱硫塔（TA)萃取部分上封头（31)的出油口连接 第十二截止阀（34)，第十二截止阀（34)输出端分别连接作为通向第二脱硫塔（TB)的第 十七截止阀（39)、通向第三脱硫塔（TC)的截止阀（37)、第^^一截止阀（33)、作为油品采样 出口的截止阀（32);萃取部分下封头（26)的出油口连接通向废物回收处理的截止阀（14); 氧化部分下封头（21)连接通向废物回收处理的截止阀（13);第一脱硫塔（TA)的进油通 路：由无缝钢管将第一储油罐（1)、第一截止阀（2)、过滤器（3)、第一油栗（4)、第一压力表 (5)、第二截止阀（6)、第二压力表（12)、第一流量调节阀（15)、第一流量计（16)、第一止回 阀（17)、第八截止阀（19)、第一散流器（23)顺次连接；第九截止阀（20)是原料油绕过脱硫 塔（TA)，直接通向第二脱硫塔（TB)、或第三脱硫塔（TC)的进油口，第九截止阀（20)连接第 一止回阀（17)，顺次将第九截止阀（20)、第十一截止阀（33)连接。
[0014] 所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述输送管路 包括：第二脱硫塔（TB)的进油通路：由无缝钢管顺次将第十七截止阀（39)、第三散流器 (41)相连接；第二脱硫塔（TB)的排气通路：由无缝钢管将第二脱硫塔（TB)上封头（40) 之排气口、第十六截止阀（38)、视镜（18)顺次相连接，并通向第一储油罐（1);第二脱硫塔 (TB) 的第一出油通路通向脱硫塔（TC):由无缝钢管顺次将第二脱硫塔（TB)下封头的出油 口、第二十截止阀（57)、第一真空表（63)、第三油栗（65)、第二流量调节阀（66)、第二流量 计（67)、第二止回阀（68)、第二十六截止阀（69)、第三脱硫塔（TC)下封头（72)的入油口相 连接；第二脱硫塔（TB)第二出油通路：由无缝钢管顺次将第二脱硫塔（TB)下封头（54)之 出油口、第二i^一截止阀（58)、第三^^一截止阀（85)相连接，并经第四油栗（87)，通向第二 储油罐（91);
[0015] 所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述输送管 路包括：第三脱硫塔（TC)的输送管路包括：进油通路：由无缝钢管顺次将第十五截止阀 (37)、第二十五截止阀（64)相连接，第二十五截止阀（64)与第三油栗（65)连接，并经第三 油栗（65)，通向第三脱硫塔（TC);出油通路为：由无缝钢管将第三脱硫塔（TC)上封头（80) 之出油口、第二十九截止阀（82)、第三十截止阀（83)顺次连接；第四油栗（87)、第四流量 计（88)、第三止回阀（89)、第三十三截止阀（90)、第二储油罐（91)顺次连接；第三脱硫塔 (TC) 的排气通路：由无缝钢管将第三脱硫塔（TC)上封头（80)之排气口、第二十八截止阀 (81)顺次相连接，并连接至第一储油罐（1)。
[0016] 所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述第一脱硫 塔（TA)中部柱体钢筒（30)之C段内置之第一超声波发生器（24)、A段内置之第二超声波 发生器（29)，频率为10~50kHz，声强为0. 1~1. 8w/cm2;对氧化和萃取反应的辅助作用时 间为5~30min。
[0017] 所述的超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置，其特征在于：所述柱体钢筒 (46、79)侧壁所设置之填料孔（43、77)、填料卸料孔（45、48、75)、卸料孔（51、71)的孔径为 0300~600毫米；所述滤网（42、44、47、49、74、76、78)的密度为80~160目；所述承载滤板 (50、73)之上的圆孔直径为灼~12毫米，均匀密布于板面；所述视窗透孔镜（52)、视窗透孔 镜（53)的孔径为100~300毫米。
[0018] 所述超声波辅助车用燃油联动脱硫方法，其特征在于：脱硫过程为以下三个步骤 顺次进行：
[0019] 第一步骤为氧化和萃取：
[0020] A、使用前，在第一脱硫塔（TA)柱体钢筒