本发明涉及石油机械领域，特别地，涉及一种用于石油工业的深度脱硫设备。
背景技术
随着对含硫原油加工量的增加及重油催化裂化的普及，油品含硫量超标及安定性不好的现象也越来越严重。石油中目前已验证并确定结构含硫烃类有200余种，这些含硫烃类在石油加工过程中不同程度地分布于各馏分油中，鉴于石油产品在生产和生活中的广泛应用，脱除其中危害性的硫对于生产实践是非常重要的。
目前工业上主要使用非加氢脱硫方法、酸碱精制、溶剂萃取和吸附脱硫，上述几种脱硫方法都存在着缺陷和不足。其中酸碱精制有大量的废酸废碱液产生，会造成严重的环境污染；溶剂萃取脱硫过程能耗大，油品收率低；吸附法中吸附剂的吸附量小，且需经常再生。
其它的非加氢脱硫技术还处在试验阶段，其中生物脱硫、氧化脱硫和光及等离子体脱硫的应用前景十分诱人，是实现未来清洁燃料油生产的有效方法，但由于上述方法不稳定，至今未有大规模工业化生产，降低燃料油中的硫含量、减少大气污染是一个复杂的过程，因此实施时应考虑各种因素，提高技术的可靠性，以取得最佳的经济效益和环保效益。
由于加氢脱硫在资金及氢源上的限制，对中小型炼油厂来说进行非加氢精制的研究具有重要的意义，本发明提供一种用于石油工业的深度脱硫设备，无需加氢，环境友好。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于石油工业的深度脱硫设备。
本发明是以如下技术方案实现的：
一种用于石油工业的深度脱硫设备，所述设备包括一种深度脱硫反应器。
进一步地，所述设备还包括原油储液箱、初级反应器、吸附剂存储箱，催化剂存储箱、再生反应器、成品储液箱、第一抽油泵、第二抽油泵、智能控制系统，所述原油储液箱通过管道连接至初级反应器，所述初级反应器通过管道以及第一电磁阀连接至深度脱硫反应器，所述吸附剂存储箱通过管道以及第二电磁阀连接至深度脱硫反应器，所述催化剂存储箱通过管道以及第三电磁阀连接至深度脱硫反应器，所述再生反应器、第一抽油泵与深度脱硫反应器通过管道连接，构成循环体系，所述第四电磁阀设置在深度脱硫反应器流向再生反应器的管道上，所述第五电磁阀设置在再生反应器流向深度脱硫反应器的管道上，所述原油储液箱、第二抽油泵通过管道以及第六电磁阀连接至深度脱硫反应器，所述智能控制系统设置在深度脱硫反应器的罐体上。
进一步地，所述深度脱硫反应器还包括反应器罐体、伺服电机、多维搅拌器、智能加热器、热电偶、光照单元、液位传感器、反应器出口，所述伺服电机驱动多维搅拌器实现旋转运动，设置于反应器罐体内的底部，所述智能加热器紧贴在反应器罐体外壁，实现对反应器的加热功能，所述热电偶设置在反应器罐体内的底部，用于检测油品的实时温度，所述光照单元设置在反应器罐体内的顶部，用于为反应过程提供光能，所述液位传感器位于反应器罐体内的顶部的正中央，用于检测反应器罐体内的液面高度以及利用折射率检测反应完成后的水相和油相高度，所述反应器出口设置于反应器罐体的底部，用于连接再生反应器和成品储液箱。
进一步地，所述初级反应器内的吸附材料包括但不限于活性炭、沸石分子筛、金属氧化物等，优选地，为金属氧化物。
进一步地，所述吸附材料的制备方法为：将5.0gcu（no3）2•6h2o溶于20毫升水中获得第一溶液，将2g均苯三甲酸溶于100ml二甲基甲酰胺获得第二溶液，然后将所述第一溶液与所述第二溶液混合成第三溶液，向所述第三溶液中加入溶液质量比20%的蒙脱石粉末获得反应液，将所述反应液超声处理15分钟直至第三溶液与蒙脱石粉末混合均匀，然后在100℃烘箱内干燥12h，之后将得到的固体粉末冷却至室温，用无水甲醇洗涤3次以去除杂质，之后将获得的终产物在60℃下干燥8小时获得吸附材料。
进一步地，所述光照单元包括但不限于高压汞灯、紫外光源、高能量氙灯光源、激光光源等。
进一步地，所述催化剂存储箱内的催化剂包括但不限于过氧化氢溶液、o2、离子液体、fenton试剂等。
金属-有机框架物（mofs）是由有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料。在mofs中，有机配体和金属离子或团簇的排列具有明显的方向性，可以形成不同的框架孔隙结构，从而表现出不同的吸附性能、光学性质、电磁学性质。它具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性和可裁剪性等优点，这些性能可以应用在包括煤气的储存、化学分离、捕光、化学传感等领域，对于mof材料一种有效的方法就是在合成之后修改mof的化学结构，但是直接通过合成使之具有理想的化学结构很具有挑战性甚至是不可能的。
本发明提供一种用于石油工业的深度脱硫设备，解决了非氢类新型吸附剂在工业实际应用中的很多问题，包括担载量低、分散不均、催化剂易渗漏等问题；二级脱硫过程，实现了对原油的深度脱硫，并节约了成本；在智能控制系统的监控下，对深度脱硫反应器的环境参数进行精确控制，多维搅拌器对混合溶液进行深度搅拌，实现了深度脱硫；顶部设有光照单元，可增加光催化效应，促进脱硫反应；可适用于多种吸附剂及其催化剂的实际应用，通用性强，自动化程度高，节约资源，损失辛烷值少、易于放大扩容和建造，有利于工业化生产。
附图说明
图1为本发明所述深度脱硫设备的示意图；
其中，1-深度脱硫反应器、101-反应器罐体、102-伺服电机、103-多维搅拌器、104-智能加热器、105-热电偶、106-光照单元、107-液位传感器、108-反应器出口、2-原油储液箱、3-初级反应器、4-吸附剂存储箱，5-催化剂存储箱、6-再生反应器、7-成品储液箱、8-第一抽油泵、9-第二抽油泵、10-第一电磁阀、11-第二电磁阀、12-第三电磁阀、13-第四电磁阀、14-第五电磁阀、15-第六电磁阀、16-管道、17-智能控制系统。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。
实施例1：
本发明所述的一种用于石油工业的深度脱硫设备，如图1所示，包括深度脱硫反应器1，原油储液箱2、初级反应器3、吸附剂存储箱4，催化剂存储箱5、再生反应器6、成品储液箱7、第一抽油泵8、第二抽油泵9、智能控制系统17，所述原油储液箱2通过管道16连接至初级反应器3，所述初级反应器3通过管道以及第一电磁阀10连接至深度脱硫反应器1，所述吸附剂存储箱4通过管道以及第二电磁阀11连接至深度脱硫反应器1，所述催化剂存储箱5通过管道以及第三电磁阀12连接至深度脱硫反应器1，所述再生反应器6、第一抽油泵8与深度脱硫反应器1通过管道连接，构成循环体系，所述第四电磁阀13设置在深度脱硫反应器1流向再生反应器6的管道上，所述第五电磁阀14设置在再生反应器6流向深度脱硫反应器1的管道上，所述原油储液箱2、第二抽油泵9通过管道以及第六电磁阀15连接至深度脱硫反应器1，所述智能控制系统17设置在深度脱硫反应器1的罐体上。
所述深度脱硫反应器包括反应器罐体101、伺服电机102、多维搅拌器103、智能加热器104、热电偶105、光照单元106、液位传感器107、反应器出口108，所述伺服电机驱动多维搅拌器实现旋转运动，设置于反应器罐体内的底部，所述智能加热器紧贴在反应器罐体外壁，实现对反应器的加热功能，所述热电偶设置在反应器罐体内的底部，用于检测油品的实时温度，所述光照单元设置在反应器罐体内的顶部，用于为反应过程提供光能，所述液位传感器位于反应器罐体内的顶部的正中央，用于检测反应器罐体内的液面高度以及利用折射率检测反应完成后的水相和油相高度，所述反应器出口设置于反应器罐体的底部，用于连接再生反应器和成品储液箱。
进一步地，所述初级反应器内的吸附材料，包括但不限于活性炭、沸石分子筛、金属氧化物等，优选地，为金属氧化物；
进一步地，所述光照单元，包括但不限于高压汞灯、紫外光源、高能量氙灯光源、激光光源等；
进一步地，所述催化剂存储箱内的催化剂，包括但不限于过氧化氢溶液、o2、离子液体、fenton试剂等；
实施例2
一种如图1所示的深度脱硫设备的用途，所述智能控制系统对第一抽油泵、第二抽油泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、伺服电机、智能加热器、热电偶、光照单元、液位传感器进行智能控制，实现油品的脱硫，其工作流程如下：
将原油加入原油储液箱后，首先经过初级反应器的吸附脱硫，然后第一电磁阀打开，油品进入脱硫反应器内；第二电磁阀打开，吸附剂进入脱硫反应器内；第三电磁阀打开，催化剂进入脱硫反应器内；
伺服电机驱动多维搅拌器，对混合溶液进行搅拌；同时，智能加热器开始工作，将反应器内的混合溶液加热至指定温度；热电偶采集混合溶液的实时温度，并反馈给智能控制系统，控制智能加热器的关断；同时，根据需要，打开光照单元，对混合溶液进行光催化反应；0.5～3h后，反应完成。
液位传感器采集水相和油相的液面高度。反应器出口打开，第四电磁阀打开，水相进入再生反应器，根据液位传感器采集的信号，适时关闭第四电磁阀，并根据需要对水相溶液中的吸附剂进行再生，再生完成后，第五电磁阀打开，吸附剂可再次进入深度脱硫反应器，循环利用；若不需要再生，可由再生反应器直接排出，回收处理。
最后，第六电磁阀打开，剩余的油相全部进入成品储液箱，实现油品脱硫。
实施例3：
所述初级反应器内的吸附材料和/或吸附剂的制备过程如下：将5.0gcu（no3）2•6h2o溶于20毫升水中获得第一溶液，将2g均苯三甲酸溶于100ml二甲基甲酰胺获得第二溶液，然后将所述第一溶液与所述第二溶液混合成第三溶液，向所述第三溶液中加入溶液质量比20%的蒙脱石粉末获得反应液，将所述反应液超声处理15分钟直至第三溶液与蒙脱石粉末混合均匀，然后在100℃烘箱内干燥12h，之后将得到的固体粉末冷却至室温，用无水甲醇洗涤3次以去除杂质，之后将获得的终产物在60℃下干燥8小时获得吸附材料。
进一步地，本发明深度脱硫反应器中设置有深度脱硫渗透膜制成板框式膜组件，实际生产中可根据原油处理需求按渗透方向安装，可通过串联的方式得到所需要的膜面积，所述深度脱硫渗透膜在不同条件下的溶解扩散能力不同，在渗透汽化过程中依据渗透通量不同对回收产物进行选择，所述深度脱硫渗透膜的具体制作步骤为：
步骤一、通过溶胶凝胶法制备zro2溶胶，将20gzrocl·8h2o溶于100ml无水乙醇中，之后将得到的溶液在室温下剧烈搅拌5h，搅拌过程逐滴加入浓盐酸将上述溶液调节至ph2，将得到的混合溶液继续搅拌10h直至获得澄清溶液，放置24小时候获得稳定zro2溶胶；
步骤二、取多孔纤维材料浸入zro2溶胶中25秒，之后在60℃下干燥2天，之后在400℃条件氧气氛中煅烧4小时，升温速率为2℃/min，直至多孔纤维材料上形成zro2薄层；
步骤三、制备深度脱硫渗透膜，取氯化锆，h2bdc-nh2，双蒸水，乙酸，二甲基甲酰胺，上述成分摩尔比为1:1:1:180:500，具体地，取氯化锆，h2bdc-nh2分别溶于等量二甲基甲酰胺中并超声处理15分钟，将两种溶液混合并在混合溶液中加入乙酸水溶液，将获得的溶液在室温下搅拌45分钟获得母液；
步骤四、将母液转移到带有聚四氟乙烯衬里的反应釜中，将步骤二中获得的覆盖有zro2薄层的多孔纤维材料垂直放置于反应釜中，将反应釜置于120℃对流烘箱中48小时，待渗透膜结晶后，用75%乙醇冲洗数次，最后干燥24h获得深度脱硫渗透膜（zro2-bdc-nh2）。
实施例4：
以60%原油+40%（甲苯、正辛烷、喹啉、噻吩）构成的模拟体系对石油除硫设备进行脱硫性能测试，测试表明，在操作温度275℃时，本设备可一次性将原油中的硫含量降低至12.8%以下，本发明提供的吸附材料可重复使用至少二十五次循环时间。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。