本实用新型属于石油化工设备技术领域，具体涉及一种柴油氧化脱硫装置。
背景技术：
柴油中的硫化物燃烧后生成的硫氧化物SOX不仅直接造成了酸雨、温室效应、臭氧层破坏等环境问题，而且对NOX和颗粒物的产生有明显的促进作用。此外SOX还会腐蚀发动机的燃烧室和排气系统，导致发动机功率下降，燃料消耗增加，并且容易使车辆尾气转化器中的催化剂中毒，影响尾气处理装置的性能发挥。
随着人们对环保问题的日益重视，世界各主要国家和地区相继颁布了愈发严格的柴油含硫标准。我国《车用柴油》（GB19147-2009）标准（简称国Ⅲ标准）将柴油硫含量限制在350ppm以下，随后的GB19147-2013国Ⅳ标准则降为50ppm。而将于2018年前实施的国Ⅴ标准更进一步将柴油含硫量降低为10ppm以下。环境法律法规限制柴油中的硫含量越来越低，但由于国内原油产量已不能满足市场需求，进口原油特别是含硫量高的中东原油被大量加工使用，这就对柴油脱硫技术提出了越来越高的要求。我国作为柴油消费大国，开发高效节能的柴油脱硫工艺势在必行。
柴油中的硫化物主要以硫醚RSR和噻吩的形式存在，还含有极少量的大分子硫醇RSH。其中噻吩约占柴油总硫的85%以上，而苯并和二苯并噻吩又占噻吩类的70%以上。这些多环噻吩稳定性极强。柴油脱硫技术的关键是去除噻吩。
目前柴油脱硫技术主要以加氢脱硫技术为主，需在高温高压条件下，使用催化剂进行，加氢后柴油中的有机硫转化为H2S。该技术存在氢成本高，投资大、操作费用高和操作条件苛刻的缺点，并且空间位阻大的二苯并噻吩类有机硫较难脱除。柴油非加氢脱硫技术主要包括生物和微生物脱硫、吸附脱硫、氧化脱硫等。其中氧化脱硫技术是以有机硫化物氧化为核心的一种深度脱硫技术，即先将有机硫化物氧化成极性较强的亚砜和砜类物质，再通过萃取等方法将其分离除去，具有工艺流程简单，设备投资和操作费用低，可在常温常压下进行，脱硫彻底等显著的技术经济优势，特别适合于各种中小规模炼油厂，是一项非常有前途的脱硫技术。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种氧化转化率高，工艺流程简单，生产成本低的柴油氧化脱硫装置。
本实用新型的目的是以下述方式实现的：
一种柴油氧化脱硫装置，包括柴油进料泵和催化剂/萃取剂储罐，柴油进料泵通过柴油输送管道与加热器连通，催化剂/萃取剂储罐通过催化剂/萃取剂输送管道与加热器连通，加热器与超声反应釜的进液口连通，空气压缩机与超声反应釜的进气口连通，超声反应釜内设置有搅拌装置，超声反应釜的出液口与分离罐上部进液口连通，分离罐下部的出液口与水洗塔下部的进液口连通，分离罐底部设置有催化剂/萃取剂出口，水洗塔底部设置有水出口，水洗塔中部的出液口与吸附干燥釜下部的进液口连通，吸附干燥釜上部的出液口与过滤器的进液口连通，过滤器的出液口与成品油储罐连通。
所述催化剂/萃取剂输送管道上设置有计量泵。
所述分离罐底部的催化剂/萃取剂出口与催化剂/萃取剂回收装置的进液口连通，催化剂/萃取剂回收装置的出液口与催化剂/萃取剂储罐连通。
所述分离罐底部的催化剂/萃取剂出口还直接与超声反应釜的上部连通。
所述水洗塔底部的水出口与水回收装置的进水口连通，水回收装置的出水口与水洗塔上部连通。
所述水洗塔底部的水出口还接与水洗塔上部连通。
所述催化剂/萃取剂储罐中的催化剂为过氧化环己酮、过氧化二苯甲酰、过氧化氢异丙苯、叔丁基过氧化氢中的一种或多种，萃取剂为N，N-二甲基甲酰胺。
所述吸附干燥釜中填充的吸附剂为氧化铝，干燥剂为氧化钙。
所述过滤器和成品油储罐之间设置有控制阀门。
相对于现有技术，本实用新型可将柴油依次进行催化氧化、溶剂萃取、柴油溶剂分离、水洗、干燥、吸附、过滤等操作得到高品质脱硫柴油。首先将原料柴油经进料泵打入柴油输送管道，催化剂/萃取剂经计量泵打入催化剂/萃取剂输送管道，两个管道合并后经过加热器通入超声反应釜。计量泵可以将催化剂/萃取剂和原料柴油的剂油比控制在1:5～1:20。催化剂/萃取剂储罐中的催化剂为一种有机过氧化物，能够引发柴油中的大分子含硫化合物的自由基氧化反应。萃取剂为带有一定极性的有机溶剂，能够萃取出柴油中硫化物的氧化产物砜类物质。催化剂和萃取剂的体积比为1:30～40。空气经压缩后鼓入超声反应釜。空气消耗量（标况）与含硫柴油的体积比为25:1～100:1。超声反应釜上端装有搅拌电机，中部装有三组搅拌桨，在温度为10℃～60℃，超声强化和机械搅拌共同作用下反应10～40min，超声频率为10kHz～50kHz，超声声强为6～10W/cm2。反应后的柴油/溶剂混合液进入柴油/溶剂静置分离罐，静置5～30min。上部出口出来的柴油被导入水洗塔，下部出口出来的溶剂一部分返回超声反应釜直接循环使用，另一部分进入催化剂/萃取剂回收装置。分离后的柴油中含有少量分不净的溶剂，从下部进入水洗塔，与从上部进入的水逆向接触进行水洗。水洗塔底部出来的水一部分返回水洗塔顶端直接循环使用，另一部分进入水回收装置。水洗后的柴油被导入吸附干燥釜，通过氧化铝吸附剂除去柴油中少量未萃取出的砜类物质，通过氧化钙干燥剂除去柴油中的少量水。吸附干燥后的柴油最终被导入成品油储罐。
催化剂/萃取剂使用一段时间后催化和萃取效果会有所降低（与柴油中硫含量有关），经催化剂/萃取剂回收装置蒸馏提纯处理后返回催化剂/萃取剂储罐循环使用。回收的洗油水在水回收装置中经蒸馏提纯处理后返回水洗塔顶端循环使用。吸附剂干燥剂采用有机溶剂清洗的方法再生，并循环使用。
本实用新型的有益效果是：氧化脱硫过程不涉及高温高压，条件温和，可显著降低能耗。氧化萃取过程合并同时进行，简化了工艺。氧化萃取过程中采用超声波作用，明显增强了氧化强度，提高了氧化转化率和萃取效率。溶剂和水可以循环使用，整个生产过程无废水、废气、废渣产生。通过萃取和吸附两步联合作用脱除柴油中的硫化物氧化产物，脱硫效果好。极少量的有机过氧化物引入柴油系统，提高了柴油十六烷值，改善了燃烧性能。最终产品达到国家Ⅴ类柴油质量标准。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
其中，1.柴油进料泵，2.催化剂/萃取剂储罐，3.计量泵，4.空气压缩机，5.加热器，6.搅拌装置，7.超声反应釜，8.柴油/溶剂静置分离罐，9.催化剂/萃取剂回收装置，10.水洗塔，11.水回收装置，12.吸附干燥釜，13.过滤器，14.制阀门，15.成品油储罐。
具体实施方式
如附图1示，一种柴油氧化脱硫装置，包括柴油进料泵1和催化剂/萃取剂储罐2，柴油进料泵1通过柴油输送管道与加热器5连通，催化剂/萃取剂储罐2通过催化剂/萃取剂输送管道与加热器5连通，加热器5与超声反应釜7的进液口连通，空气压缩机与超声反应釜7的进气口连通，超声反应釜7内设置有搅拌装置6，超声反应釜7的出液口与分离罐8上部进液口连通，分离罐8下部的出液口与水洗塔10下部的进液口连通，分离罐8底部设置有催化剂/萃取剂出口，水洗塔10底部设置有水出口，水洗塔10中部的出液口与吸附干燥釜12下部的进液口连通，吸附干燥釜12上部的出液口与过滤器13的进液口连通，过滤器13的出液口与成品油储罐15连通。
催化剂/萃取剂输送管道上设置有计量泵3。
分离罐8底部的催化剂/萃取剂出口与催化剂/萃取剂回收装置9的进液口连通，催化剂/萃取剂回收装置9的出液口与催化剂/萃取剂储罐2连通。
分离罐8底部的催化剂/萃取剂出口还直接与超声反应釜7的上部连通。
水洗塔10底部的水出口与水回收装置11的进水口连通，水回收装置11的出水口与水洗塔10上部连通。
水洗塔10底部的水出口还接与水洗塔10上部连通。
催化剂/萃取剂储罐2中的催化剂为过氧化环己酮、过氧化二苯甲酰、过氧化氢异丙苯、叔丁基过氧化氢中的一种或多种，萃取剂为N，N-二甲基甲酰胺。
吸附干燥釜12中填充的吸附剂为氧化铝，干燥剂为氧化钙。
过滤器13和成品油储罐15之间设置有控制阀门14。
本实用新型的工作过程如下：使用时首先将原料柴油经柴油进料泵1打入柴油输送管道，催化剂/萃取剂储罐中的催化剂/萃取剂经计量泵3打入催化剂/萃取剂输送管道，两个管道合并后经过加热器5加热后通入超声反应釜7。空气经空气压缩机4压缩后鼓入超声反应釜7。超声反应釜7内设置有搅拌装置6，搅拌装置6包括设置在超声反应釜7顶端的搅拌电机，搅拌电机的输出轴与搅拌轴联动，搅拌轴上装有三组搅拌桨，在温度为10℃～60℃，超声强化和机械搅拌共同作用下反应10～40min。反应后的柴油/催化剂/萃取剂混合液进入柴油/催化剂/萃取剂静置分离罐8，静置5～30min。分离罐8上部出口出来的柴油被导入水洗塔10，下部出口出来的催化剂/萃取剂一部分返回超声反应釜7直接循环使用，另一部分进入催化剂/萃取剂回收装置9。分离后的柴油从下部进入水洗塔10，与从上部进入的水逆向接触进行水洗。水洗塔10底部出来的水一部分返回水洗塔10顶端直接循环使用，另一部分进入水回收装置11。水洗后的柴油被导入吸附干燥釜12，通过氧化铝吸附剂除去柴油中少量未萃取出的砜类物质，通过氧化钙干燥剂除去柴油中的少量水。吸附干燥后的柴油经过过滤器13过滤后，最终被导入成品油储罐15。
催化剂/萃取剂回收装置9中回收的催化剂/萃取剂经蒸馏提纯处理后返回催化剂/萃取剂储罐2循环使用。水回收装置11中回收的水经蒸馏提纯处理后返回水洗塔10顶端循环使用。吸附干燥釜12中填充的吸附剂干燥剂采用有机溶剂清洗的方法再生，并循环使用。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。