7]本发明通过对反应器的合理设计，将高温高压下的密封转换为低温低压密封，使得反应器体内反应的温度压力不再受密封材料的限制，可以实现高温高压下的油品加氢反应。同时本发明通过对其设置可以使得反应器体内外压差消失，进而有力地保护了反应器体不因压差而导致损坏，可以实现高压反应。
【附图说明】
[0018]图1为本发明微波反应器的具体结构示意图；
图2本发明微波反应器的一种波导设计实施方式结构示意图；
图3为采用本发明微波反应器进行油品加氢处理的流程图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合【具体实施方式】对本发明进行更为详细的阐述，以利于更进一步理解本发明的内容，但应该理解，本申请的保护范围不受【具体实施方式】的限制。
[0020]如图1所示本发明提供了一种微波反应器，包括微波腔体I及设置在微波腔体I内的反应器体2，在微波腔体I及反应器体2间留有空隙9，在微波腔体的上、下两端分别设置有密封法兰3，反应器体2中部设置有反应段4，反应段下端为冷却段5，在反应段对应的微波腔体外侧与一个波导6相连通，在靠近微波腔体处的波导外部设置有冷却水套7，反应器体下端对应的微波腔体外侧靠近密封法兰处同样设置冷却水套8。通过这样的设置解决了微波馈入处，即波导与微波腔体间的高温密封问题，同时也解决了反应器的密封问题，将对反应器的密封尽量转移到了反应器外部，同时将高温的密封转移到低温处，此处的温度可以冷却至100摄氏度以下。低温处的密封问题容易解决，使得高温高压反应可以在反应器体内进行。在微波腔体上部密封法兰与反应器体的上部之间同样留有空隙，从而使得在有温度的情况下为不同物质的膨胀留有空间，避免由于不同物质膨胀而导致的反应器损坏的问题。
[0021]在反应器体反应段4内可以放置有催化剂或其它固体填料，以利于加快反应进度。另外，在上密封法兰及下密封法兰上分别设有开口，用于物料的进口或出口，该开口处设置有管线与外部相通，并且管线与密封法兰相接处设置有密封圈。在微波腔体与反应器体间可选择性地装填填料10，阻止氢气下行，该填料为不吸收微波的材料组成。
[0022]另外，在反应段所对应的反应器体与微波腔体之间设置有测温盲管11，用于测量反应区的温度，以便更好地对反应温度进行监测。
[0023]本发明的一个优选方案为在波导6上设置有氢<气入口 12,则氢<气可以从波导进入，使得从波导进入的氢气在微波腔体中通过微波腔体与反应器体之间的空隙向上运行，从反应器体的上部进入反应器体，反应器体上部与微波腔体之间不用密封，通过该设计反应器体内外则不存在压差，从而解决了反应器体内外压差所导致的反应器不能耐压的问题，从而更好地保护反应器体不被损坏。因为反应器体的材质多为玻璃、陶瓷、塑料等，在高温高压下及易受到损坏，通过这种方式，则有效增大加氢反应的耐受压力。
[0024]最好在波导6内设置有档板13，如图2所示，在波导内设置有三级档板，在档板与档板之间充入氮气，使得每级间的相对压力降低。
[0025]本发明反应器可耐受的反应温度高达800 °C，操作压力达10 MPa。
[0026]图3显示为采用本发明上述微波反应器进行油品加氢脱硫处理的流程图。其中31为减压调节器，32为质量流量计，33为预热器，34为微波发生系统，35为微波反应器，36为冷凝器，37为高压分离器，38为低压分离器，39为背压调节器，30为尾气吸收装置。由微波发生系统34和传输系统将微波馈入到微波反应器35中，将微波反应器35中的反应段加热，原料由顶部引入到微波反应器，在反应段内发生加氢脱硫反应，氢气最好通过微波发生传输系统中的波导引入。所生成的产物经由冷凝器36冷凝后，进入到高压分离器37及低压分离器38进行分离，由分离器顶部排出的尾气通过尾气吸收装置进行吸收。
[0027]实施例1
以本发明的加氢脱硫装置对FCC汽油原料进行加氢脱硫处理。实验用FCC汽油原料的总硫含量为450 ppm，烃类组成正构烷烃0?-P)、异构烷烃(1-P)、烯烃(O)、环烷烃(N)和芳烃(A)的质量百分含量分别为:5.41%,37.59%,27.15%,7.84%和22.01%,马达法辛烷值(MON)为87.79，研究法辛烷值(RON)为94.75。催化剂采用常规的Ni_Mo/Al203。
[0028]采用本发明所用装置进行FCC汽油加氢脱硫研究，在压力为2 MPa，重时空速为2h1，氢油体积比为200:1，微波功率为1.6 kW的反应条件下，考察了微波作用下不同反应温度(240?280 V )对FCC汽油加氢脱硫反应的影响，并与常规条件下的FCC汽油加氢脱硫进行对比。在240°C、250°C、260°C和280°C时在微波场存在下其脱硫率分别达到84.1%、93.3%,94.9%和97.8%，且280°C时脱除后的硫含量为9.9ppm,远低于国IV汽油标准，且满足京V标准。而在相同条件下没有微波场时其加氢脱硫率分别为70.9%、81.6%,83.7%和88.5%。
[0029]实施例2
采用本发明反应器对催化裂化柴油进行了加氢脱硫研究，柴油的性质为:硫含量为1576ppm，氮含量650ppm，柴油初馏点为190°C，终馏点为375°C。采用上述微波装置和常规N1-MoAl2O3催化剂下进行反应，微波功率为3.5kff,反应压力6MPa，氢油比为600:1，空速为Ih \反应温度分别为330°C、350°C和360°C时柴油的脱除率分别达到86%、93%和97%比常规条件下高10-13% ;加氢脱氮率分别达到71%、83%和89%，比同等条件下常规加热时的脱氮率高出15-17%。
[0030]其中在安全控制方面，采用超压停车自动控制仪进行控制，该控制主要由电接点压力表和继电器等部件组成，当压力超过设定压力值时，可自动切断微波电源、预热电源、泵电源，在配备磁控阀的基础上可以切断氢气的供应，因此该自动控制仪很大程度上提高了实验操作的安全性。此外在靠近反应器的气体入口处还安置了背压阀，一旦体系堵塞等造成压力不正常可以从背压阀泄压，并采取措施。
[0031]本发明将高温下的密封转换为低温密封，使得反应器体内反应的温度压力不再受密封材料的限制，可以实现高温下的油品脱氢反应。同时本发明通过对其设置可以使得反应器体内外不存在压差，进而有力地保护了反应器体不因压差而导致损坏，可以实现高压反应。采用本发明的微波反应器进行油品加氢脱硫反应，取得了良好的反应效果。
【主权项】
1.一种微波反应器，其特征在于包括微波腔体及设置在微波腔体内的反应器体，在微波腔体的上、下两端设置有上密封法兰和下密封法兰，反应器体为两端开口的中空管状结构，其中部设置有反应段，在反应段对应的微波腔体外侧与至少一个波导相连通，在靠近微波腔体处的波导外部设置有冷却水套，反应器体下端对应的微波腔体外侧靠近密封法兰处同样设置冷却水套。2.根据权利要求1所述的微波反应器，其特征在于在微波腔体及反应器体间留有空隙，反应器体上端与密封法兰间同样留有空隙。3.根据权利要求1所述的微波反应器，其特征在于在微波腔体与反应器体间选择性地装填密封填料，该密封填料为不吸波物质组成。4.根据权利要求1所述的微波反应器，其特征在于在反应段所对应的反应器体与微波腔体之间设置有测温盲管，用于测量反应区的温度，以便更好地对反应温度进行监测。5.根据权利要求2所述的微波反应器，其特征在于在波导上设置有氢气入口，则氢气可以从波导进入，使得从波导进入的氢气在微波腔体中通过微波腔体与反应器体之间的空隙向上运行，从反应器体的上部进入反应器体，反应器体上部与微波腔体之间不用密封，反应器体内外不存在压差。6.根据权利要求1或5所述的微波反应器，其特征在于在波导内设置有档板，优选为石英、玻璃或陶瓷档板。7.根据权利要求1或5所述的微波反应器，其特征在于在波导内设置有多级档板，在档板与档板之间充入惰性气体，优选氮气，每级波导处的压力逐级降低，从而降低了每级间的相对压力。8.—种权利要求1-7所述微波反应器在油品加氢脱硫中的应用。9.一种权利要求1-7所述微波反应器在柴油加氢脱硫中的应用，其特征在于反应温度:300-360。。，压力:4-6MPa，重时空速:0.5-2.0 h\ 氢油体积比:400:1-600:1。10.一种权利要求1-7所述微波反应器在汽油加氢脱硫中的应用，其特征在于反应温度:220-280°C，压力:1.5-2.5MPa，重时空速:l_3h \ 氢油体积比:100:1-200:1。
【专利摘要】本发明提供了一种微波反应器，包括微波腔体及设置在微波腔体内的反应器体，反应器体中设置有反应段，反应段对应的微波腔体外侧与波导相连通，在波导外部设置有冷却水套，反应器体下端对应的微波腔体外侧同样设置冷却水套。本发明在波导上设置有氢气入口，则氢气从波导进入，氢气在微波腔体中通过微波腔体与反应器体之间的空隙向上运行，从反应器体的上部进入反应器体，反应器体内外不存在压差。本发明通过对微波反应器密封的改变以及对反应器体内外压差的改变来解决微波反应器受密封及材质的限制不能耐受高温高压的问题。
【IPC分类】C10G45/02, B01J19/12
【公开号】CN105013420
【申请号】CN201410156106
【发明人】商辉, 赵金岷, 张文慧
【申请人】中国石油大学(北京), 北京众诚汇微能源科技有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年4月17日