一种超重力柴油和汽油加氢精制的方法

摘要

本发明公开了一种超重力柴油和汽油加氢精制的方法，包括如下步骤：选用串联的第一级和第二级超重力反应器；将氢气和原料油输入进料腔内进行气液两相高效混合，使难溶性氢气在原料油中分散成大量的纳微米气泡，氢气在原料油中达到过饱和，形成气液混合物；将气液混合物通过液体分布器输送进入含有催化剂的转子中进行加氢脱硫脱氮反应，得到脱除含硫氮杂质的原料油；将氢气和脱除含硫氮杂质的原料油输入第二级超重力反应器进行不饱和烃加氢反应；本发明反应器可使难溶性氢气在液相溶解度达到过饱和，高效利用还原性氢气，强化气液固相传质，该方法的原料油脱硫率≧90％；脱氮率≧80％；与现有超重力技术相比，不饱和烃转化率提高15％。

权利要求

1.一种超重力柴油和汽油加氢精制的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、选择超重力反应器

选用串联的第一级超重力反应器和第二级超重力反应器；所述超重力反应器包括电机、主轴、转子、壳体和液体分布器；所述电机输出端的主轴穿过壳体底部伸入到壳体内，所述转子固定在主轴上部；所述超重力装置还包括次轴、增速器、增速器输出轴和进料腔；所述进料腔设置在壳体的上部，进料腔的下部连接液体分布器；所述主轴通过次轴与增速器固定连接，所述增速器输出轴穿过进料腔底部伸入到进料腔内；在进料腔内的所述增速器输出轴上设有搅拌翼；所述进料腔上设有第一气体入口、液体入口和催化剂入口，所述壳体下部设有气液出口；所述壳体上部设有气体出入口，所述壳体侧面设有第二气体入口；

S2、开动第一级超重力反应器电机，带动增速器旋转，从而带动进料腔中的搅拌翼超高速旋转；将氢气和原料油输入进料腔内进行气液两相高效混合，使难溶性氢气在原料油中分散成大量的纳微米气泡，氢气在原料油中的溶解度达到过饱和，形成气液混合物；将气液混合物通过液体分布器输送进入含有催化剂的转子中进行加氢脱硫脱氮反应，得到脱除含硫氮杂质的原料油；

S3、开动第二级超重力反应器电机，带动增速器旋转，从而带动进料腔中的搅拌翼超高速旋转；将氢气和脱除含硫氮杂质的原料油输入进料腔内进行气液两相高效混合，使难溶性氢气在脱除含硫氮杂质的原料油中分散成大量的纳微米气泡，氢气在原料油中的溶解度达到过饱和，形成气液混合物；将气液混合物通过液体分布器输送进入含有催化剂的转子中进行不饱和烃加氢反应；

S4、反应产物和未反应的氢气分别通过液体出口和气体出入口离开反应器。

2.根据权利要求1所述超重力柴油和汽油加氢精制的方法，其特征在于：所述增速器的增速比为1：2-500。

3.根据权利要求2所述超重力柴油和汽油加氢精制的方法，其特征在于：所述增速器的增速比为1：4-25。

4.根据权利要求3所述超重力柴油和汽油加氢精制的方法，其特征在于：所述增速器的增速比为1：5-15。

5.根据权利要求1所述超重力柴油和汽油加氢精制的方法，其特征在于：所述搅拌翼的材质包括钛合金、铬基合金、双相钢或陶瓷。

6.根据权利要求1所述超重力柴油和汽油加氢精制的方法，其特征在于：所述催化剂包括规整填料催化剂或拟均相催化剂。

7.根据权利要求6所述超重力柴油和汽油加氢精制的方法，其特征在于：所述规整填料催化剂包括基本骨架、活性组分和第二载体；所述基本骨架为堇青石规整填料，所述活性组分由钼或钨以及钴或镍的硫化物相结合而成，第二载体为γ-Al2O3。

8.根据权利要求6所述超重力柴油和汽油加氢精制的方法，其特征在于：所述拟均相催化剂为无载体的Ni-Mo硫化物催化剂。

9.根据权利要求1所述超重力柴油和汽油加氢精制的方法，其特征在于：步骤S2中，在第一级超重力反应器中，反应压力为0.3-0.5MPa，温度为230-350℃，氢油比为100:1-800:

1、100:1-700:1、100:1-600:1、100:1-500:1、100:1-400:1、100:1-300:1、100:1-200:1、

200:1-800:1、200:1-700:1、200:1-600:1、200:1-500:1、200:1-400:1、200:1-300:1、300:

1-800:1、300:1-700:1、300:1-600:1、300:1-500:1、300:1-400:1、500:1-800:1、600:1-

800:1或700:1-800:1；

步骤S3中，在第二级超重力反应器中，反应压力为0.1-2MPa，温度为360-480℃，氢油比

20:1-200:1、20:1-180:1、20:1-160:1、20:1-140:1、20:1-120:1、20:1-100:1、20:1-80:1、

20:1-60:1、20:1-40:1、50:1-200:1、50:1-180:1、50:1-160:1、50:1-140:1、50:1-120:1、

50:1-100:1、50:1-80:1、80:1-200:1、80:1-180:1、80:1-160:1、80:1-140:1、80:1-120:1、

80:1-100:1、100:1-200:1、100:1-180:1、100:1-160:1、100:1-140:1或100:1-120:1。

10.根据权利要求9所述超重力柴油和汽油加氢精制的方法，其特征在于：步骤S2中，在第一级超重力反应器中，反应压力为0.3-0.4MPa，温度为200-320℃，氢油比为50:1-600:1、

50:1-550:1、50:1-500:1、50:1-450:1、50:1-400:1、50:1-350:1、50:1-300:1、50:1-250:1、

50:1-200:1、50:1-150:1、50:1-100:1、100:1-600:1、100:1-550:1、100:1-500:1、100:1-

450:1、100:1-400:1、100:1-350:1、100:1-300:1、100:1-250:1、100:1-200:1或100:1-150:

1；

步骤S3中，在第二级超重力反应器中，反应压力为0.1-1.5MPa；温度为360-420℃，氢油比20:1-1:5、20:1-1:4、20:1-1:3、20:1-1:2或20:1-1:1。

11.根据权利要求1所述超重力柴油和汽油加氢精制的方法，其特征在于：所述纳微米气泡尺寸控制在30nm-300μm，或30nm-250μm，或30nm-200μm，或30nm-150μm，或30nm-100μm，或30nm-50μm，或30nm-10μm，或30nm-1μm，或100nm-300μm，或100nm-250μm，或100nm-200μm，或100nm-100μm，或100nm-1μm。

12.根据权利要求1所述超重力柴油和汽油加氢精制的方法，其特征在于：超重力反应器的转速控制在200-2700rpm，或200-2500rpm，或200-2000rpm，或200-1500rpm，或200-

1000rpm，或200-500rpm，或400-2500rpm，或400-2000rpm，或400-1500rpm，或400-1000rpm；

气液相在转子内停留时间控制在50-2000ms。

说明书

一种超重力柴油和汽油加氢精制的方法

技术领域

[0001] 本发明属于原料油加氢精制领域，尤其是涉及一种超重力柴油和汽油加氢精制的方法。

背景技术

[0002] 随着环保法规的日益严格，低硫、低芳烃、高十六烷值的柴油和汽油已成为世界发达国家和地区柴油和汽油新规格的发展趋势。欧盟国家从2009年开始实施了欧V的排放标准，该标准将柴油硫含量降低到10μg/g以下。美国、日本等发达国家也颁布了各自的柴油标准，分别将硫含量的标准降至15μg/g和10μg/g以下。我国于2017年1月1日起，在全国实施国V的排放标准。

[0003] 目前，传统的滴流床加氢技术成熟，可靠，广泛应用于炼油厂加氢装置中。但该工艺需要高分气通过循环氢压缩机循环，氢油比大于300，高压管线多，反应器较大。常规的柴/汽油加氢按照旧标准进行设计，无法满足今后的产品质量升级的要求。

[0004] 现有的常规柴油和汽油加氢技术如果要适应柴/汽油质量升级的要求需要做很多工作：

[0005] (1)传统工艺技术改进是在滴流床反应器后串联一台滴流床反应器，以降低柴油进料空速，从而实现生产低硫甚至超低硫质量的需要。但是，建设的成本会大大增加。

[0006] (2)利用现有的加氢常规工艺技术设计，为了生产低硫甚至超低硫的产品的需要，通过更换新型的催化剂。但是，研发一种新型的催化剂需要大量的试验完成，很难在短周期内完成。

[0007] 因此，通过工程技术的改进或寻找其他的加氢技术工艺途径显得尤为重要。常规滴流床反应器内的脱硫、脱氮等反应主要以氢气传质，即氢气从气相扩散并溶解到原料油中的速度为整个加氢反应的控制步骤。因此，氢气以饱和的状态溶解于原料油，消除氢气的传质影响，随后进入反应器与催化剂进行催化反应不失为一种高效的加氢精制方法。

[0008] 近年来超重力技术在化学工程领域的应用研究取得较多重要进展，CN103102942A成功地将原料油通入装有非贵金属催化剂的超重力反应器，与氢气逆流接触进行脱硫、脱氮和部分芳烃饱和反应，但采用填装催化剂的方式，操作过程困难，反应过程压降较大，催化剂容易失活；CN104419454A将金属-聚合物催化剂固定在超重力旋转床反应器的转子上，裂解汽油和氢气通过旋转着的催化剂床层进行选择加氢反应，但并没有具体提出整体式催化剂固定过程的原料配比及固定方法。而且现有超重力技术中，柴油和汽油加氢反应因氢气的溶解度问题，使得加氢效率较低，加氢成本较高。

发明内容

[0009] 本发明要解决的技术问题是提供一种超重力柴油和汽油加氢精制的方法。该方法使用的反应器可使难溶性氢气在液相溶解度达到过饱和，高效利用还原性氢气，强化气液固相传质，该方法的原料油脱硫率≧90％；脱氮率≧80％；与现有超重力反应器相比，不饱和烃转化率提高≧15％。

[0010] 本发明中的术语“原料油”是指常规柴油或常规汽油。

[0011] 为解决上述技术问题，发明采用如下的技术方案：

[0012] 一种超重力柴油和汽油加氢精制的方法，包括如下步骤：

[0013] S1、选择超重力反应器

[0014] 选用串联的第一级超重力反应器和第二级超重力反应器，所述超重力反应器包括电机、主轴、转子、壳体和液体分布器；所述电机输出端的主轴穿过壳体底部伸入到壳体内，所述转子固定在主轴上部；所述超重力装置还包括次轴、增速器、增速器输出轴和进料腔；所述进料腔设置在壳体的上部，进料腔的下部连接液体分布器；所述主轴通过次轴与增速器固定连接，所述增速器输出轴穿过进料腔底部伸入到进料腔内；所述增速器输出轴的进料腔内部分上设有搅拌翼；所述进料腔上设有第一气体入口、液体入口和催化剂入口，所述壳体下部设有气液出口；所述壳体上部设有气体出入口，所述壳体侧面设有第二气体入口；

[0015] S2、开动第一级超重力反应器电机，带动增速器旋转，从而带动进料腔中的搅拌翼超高速旋转；将氢气和原料油输入进料腔内进行气液两相高效混合，使难溶性氢气在原料油中分散成大量的纳微米气泡，氢气在原料油中的溶解度达到过饱和，形成气液混合物；将气液混合物通过液体分布器输送进入含有催化剂的转子中进行加氢脱硫脱氮反应，得到脱除含硫氮杂质的原料油；

[0016] S3、开动第二级超重力反应器电机，带动增速器旋转，从而带动进料腔中的搅拌翼超高速旋转；将氢气和脱除含硫氮杂质的原料油输入进料腔内进行气液两相高效混合，使难溶性氢气在脱除含硫氮杂质的原料油中分散成大量的纳微米气泡，氢气在原料油中的溶解度达到过饱和，形成气液混合物；将气液混合物通过液体分布器输送进入含有催化剂的转子中进行不饱和烃加氢反应；

[0017] S4、反应产物和未反应的氢气分别通过液体出口和气体出入口离开反应器。

[0018] 作为技术方案的进一步改进，所述增速器的增速比为1：2-500；优选地，增速器的增速比为1：4-25；更优选地，增速器的增速比为1：5-15。

[0019] 作为技术方案的进一步改进，所述搅拌翼的材质包括钛合金、铬基合金、双相钢或陶瓷等。

[0020] 作为技术方案的进一步改进，所述催化剂包括规整填料催化剂或拟均相催化剂。

[0021] 优选地，所述规整填料催化剂包括基本骨架、活性组分和第二载体；所述基本骨架为堇青石规整填料，所述活性组分由钼或钨以及钴或镍的硫化物相结合而成，第二载体为γ-Al2O3。

[0022] 优选地，所述拟均相催化剂为无载体的Ni-Mo硫化物催化剂；所述拟均相催化剂可以和原料油和氢气一起输送到进料腔。

[0023] 作为技术方案的进一步改进，步骤S2中，在第一级超重力反应器中，反应压力为0.3-0.5MPa，温度为230-350℃，氢油比为100:1-800:1；步骤S3中，在第二级超重力反应器中，反应压力为0.1-2MPa，温度为360-480℃，氢油比20:1-200:1。前述条件适宜于使用规整填料催化剂的情形。

[0024] 作为技术方案的进一步改进，步骤S2中，在第一级超重力反应器中，反应压力为0.3-0.4MPa，温度为200-320℃，氢油比为50:1-600:1；步骤S3中，在第二级超重力反应器中，反应压力为0.1-1.5MPa；温度为360-420℃，氢油比20:1-100。

[0025] 作为技术方案的进一步改进，步骤S2和S3中，所述纳微米气泡尺寸控制在30nm-300μm。

[0026] 作为技术方案的进一步改进，步骤S3中，气液固催化加氢反应停留时间的控制是通过调控超重力反应器转速实现的，超重力反应器的转速可控制在200-2700rpm，气液相在转子内停留时间可控制在50-2000ms。

[0027] 在单程反应过程停留时间较短的情况下，催化加氢转化率较低，可以通过物料外部循环的方式提高反应转化率。通过调控超重力反应器的转速实现对分子混合效率和物料停留时间的控制，可减小副反应。

[0028] 本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。

[0029] 如无特殊说明，本发明中的各原料均可通过市售购买获得，本发明中所用的设备可采用所属领域中的常规设备或参照所属领域的现有技术进行。

[0030] 与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：

[0031] 1)气泡在液相中存在时间长：普通气液简单混合装置中气泡在液相中产生后，会迅速上升到液相表面并破裂消失，存在时间很短；而通过气液高效预混合装置产生的微纳米气泡一经产生，在水中的上升速度较慢，从产生到破裂的历程通常达到几十秒甚至几分钟，而且在上升过程中体积不断收缩并于水中最终溶解消失，且体积越小的气泡在水中的上升速度越慢；

[0032] 2)气液传质效率高，当气泡直径较小时，微气泡界面处的表面张力对气泡特性的影响表现的较为显著，这时的表面张力对内部气体产生压缩作用，使得微米气泡在上升过程中不断收缩并表现出自身增压。随着气泡直径的无限缩小，气泡界面的比表面积也随之无限增大，最终由于自身增压效应导致内部气压增大到无限大。因此，会有使得更多的气体穿过气液界面溶解到水中，可使得气液界面处传质效率持续增强，并且这种特性使的微气泡即使在液相中的气体含量达到过饱和条件时，仍可继续进行气体的传质过程并保持高效的传质效率。反应和气体的溶解是同时发生的，气相反应物被消耗的同时，纳微米气泡破碎溶解和宏观气相向液相中传质溶解同时进行，气体能在第一时间内得到补充；

[0033] 3)降低反应压力方面：如现阶段的加氢装置中大多采用提高压力的方法来提高氢气在溶液中的溶解，如采用本发明的气液高效混合装置，液相在进入反应器之前已经达到了过饱和，且由于高效气液混合装置能使液相中的气含量高达90％，微米甚至纳米气泡在液相中破碎进行气相的再溶解，因此实际反应器中氢气的分压可以适当降低，减少投资成本；

[0034] 4)流程简单化，不需要循环氢压缩机，降低投资和能耗，装置的生产成本明显降低；

[0035] 5)超重力反应器能够极大强化气液/液液传质，提高氢气的溶解度，强化催化加氢反应，反应空速高、反应器体积小；

[0036] 6)脱硫脱氮效果显著，可生产超低硫氮油品；

[0037] 7)反应温升小，反应器内不存在局部热点，催化剂不易结焦；

[0038] 8)连续液相原料油加氢技术条件下催化剂具有较好的稳定性和选择性，可以满足工业长周期运转的需要；

[0039] 9)整体催化剂活性组分用量较少，一般不会超过30％。

[0040] 综上所述，本发明的方法的原料油脱硫率≧90％；脱氮率≧80％；与现有超重力相比，不饱和烃转化率提高≧15％。

附图说明

[0041] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明

[0042] 图1示出本发明超重力反应器结构示意图；

[0043] 图2示出本发明使用规整填料催化剂进行超重力柴油和汽油加氢精制的工艺流程图；

[0044] 图3示出本发明使用拟均相催化剂进行超重力柴油和汽油加氢精制的工艺流程图。

具体实施方式

[0045] 为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

[0046] 本发明中使用方位词“上、下、左、右”等只是为了叙述方便，本领域技术人员能够知晓，这些方位是相对的，可能通过旋转等方式发生改变。

[0047] 参见图1所示，本发明中使用的第一超重力反应器和第二级超重力反应器，包括电机1、主轴2、转子3、壳体4和液体分布器14；所述电机输出端的主轴2穿过壳体底部伸入到壳体4内，所述转子3固定在主轴2上部；所述超重力反应器还包括次轴17、增速器15、增速器输出轴6和进料腔7；所述进料腔7设置在壳体4的上部，进料腔7的下部连接液体分布器14；所述主轴2通过次轴17与增速器15固定连接，所述增速器输出轴6穿过进料腔7底部伸入到进料腔7内；所述增速器输出轴6的进料腔内部分上设有搅拌翼11；所述进料腔7上设有第一气体入口10、液体入口8和催化剂入口9，所述壳体4下部设有气液出口16；所述壳体4上部设有气体出入口12，所述壳体侧面设有第二气体入口13；转子3与壳体4之间设有密封5；

[0048] 图2所示为规整填料催化剂进行超重力柴油和汽油加氢精制的工艺流程图。

[0049] 图中各部分代表的含义为：

[0050] 18-气体钢瓶； 19-压力调节阀； 20-质量流量计； 21-气体钢瓶； 22-压力调节阀；

[0051] 23-质量流量计； 24-总阀； 25-止回阀； 26-分阀； 27-质量流量计；

[0052] 28-质量流量计； 29-分阀； 30-质量流量计； 31-球阀； 32-泵；

[0053] 33-补液管； 34-质量流量计； 35-球阀； 36-球阀； 37-球阀；

[0054] 38-储罐； 39-冷却剂； 40-球阀； 41-球阀； 42-球阀；

[0055] 43-质量流量计； 44-质量流量计； 45-球阀； 46-分阀； 47-总阀； 48-止回阀。

[0056] 如图2所示，氢气气体从原料气钢瓶21经过压力调节阀22定压至反应系统所需的压力，然后通过质量流量计23计量后进入第一级超重力反应器，同时用泵32将原料油通入一级超重力反应器中，由于搅拌翼11以及转子3高速旋转强化气液传质，提高氢气的溶解度，使氢气在原料油呈饱和状态，饱和的原料油与负载在转子3上的催化剂发生反应，脱除原料油中的含硫氮杂质；随后，脱除含硫氮杂质的原料油通过质量流量计44计量后进入二级超重力反应器；与此同时，净化的氢气原料气从原料气钢瓶18经过压力调节阀19定压至反应系统所需的压力，然后通过质量流量计20计量后进入二级超重力反应器，进行催化加氢反应；加氢产品一部分通过阀41进行取样检测，另一部通过泵36将液体输送至储罐38进行物料循环，通过补液管33来补充新鲜原料油品。

[0057] 在本发明的某些实施例中，所述催化剂为规整填料催化剂，所述规整填料催化剂包括基本骨架、活性组分和第二载体；所述基本骨架为堇青石规整填料，所述活性组分由钼或钨以及钴或镍的硫化物相结合而成，第二载体为γ-Al2O3。

[0058] 在本发明的某些实施例中，步骤S2中，在第一级超重力反应器中，反应压力为0.3-0.5MPa，温度为230-350℃，氢油比为100:1-800:1、100:1-700:1、100:1-600:1、100:1-500:
1、100:1-400:1、100:1-300:1、100:1-200:1、200:1-800:1、200:1-700:1、200:1-600:1、
200:1-500:1、200:1-400:1、200:1-300:1、300:1-800:1、300:1-700:1、300:1-600:1、300:
1-500:1、300:1-400:1、500:1-800:1、600:1-800:1或700:1-800:1。

[0059] 在本发明的某些实施例中，步骤S3中，在第二级超重力反应器中，反应压力为0.1-2MPa，温度为360-480℃，氢油比20:1-200:1、20:1-180:1、20:1-160:1、20:1-140:1、20:1-
120:1、20:1-100:1、20:1-80:1、20:1-60:1、20:1-40:1、50:1-200:1、50:1-180:1、50:1-
160:1、50:1-140:1、50:1-120:1、50:1-100:1、50:1-80:1、80:1-200:1、80:1-180:1、80:1-
160:1、80:1-140:1、80:1-120:1、80:1-100:1、100:1-200:1、100:1-180:1、100:1-160:1、
100:1-140:1或100:1-120:1。

[0060] 在本发明的某些实施例中，所述增速器的增速比为1：2-500；优选地，增速器的增速比为1：4-25；更优选地，增速器的增速比为1：5-15。

[0061] 通过对增速器的调节，可以使得进料腔7内的气泡在液相中存在时间长：普通气液简单混合装置中气泡在液相中产生后，会迅速上升到液相表面并破裂消失，存在时间很短；而通过气液高效预混合装置产生的微纳米气泡一经产生，在水中的上升速度较慢，从产生到破裂的历程通常达到几十秒甚至几分钟，而且在上升过程中体积不断收缩并于水中最终溶解消失，且体积越小的气泡在水中的上升速度越慢。

[0062] 当气泡直径较小时，微气泡界面处的表面张力对气泡特性的影响表现的较为显著，这时的表面张力对内部气体产生压缩作用，使得微米气泡在上升过程中不断收缩并表现出自身增压；随着气泡直径的无限缩小，气泡界面的比表面积也随之无限增大，最终由于自身增压效应导致内部气压增大到无限大；因此，会有使得更多的气体穿过气液界面溶解到水中，可使得气液界面处传质效率持续增强，并且这种特性使的微气泡即使在液相中的气体含量达到过饱和条件时，仍可继续进行气体的传质过程并保持高效的传质效率。反应和气体的溶解是同时发生的，气相反应物被消耗的同时，纳微米气泡破碎溶解和宏观气相向液相中传质溶解同时进行，气体能在第一时间内得到补充；

[0063] 现阶段的加氢装置中大多采用提高压力的方法来提高氢气在溶液中的溶解，而采用本发明的气液高效混合装置(电机1、主轴2、次轴17、增速器15、增速器输出轴6、搅拌翼11、进料腔7等的合称)，液相在进入转子之前已经达到了过饱和，微米甚至纳米气泡在液相中破碎进行气相的再溶解，因此实际反应器中氢气的分压可以适当降低，减少投资成本。

[0064] 在本发明的某些实施例中，所述搅拌翼的材质包括钛合金、铬基合金、双相钢或陶瓷等。

[0065] 图3所示，为拟均相催化剂进行超重力柴油和汽油加氢精制的工艺流程图。

[0066] 图中各部分代表的含义为：

[0067] 49-分离器；50-催化剂进料口；51-泵；52-液体存储罐；

[0068] 53-拟均相催化剂分离补充装置；54-分离器；55-催化剂进料口；56-泵；

[0069] 57-液体存储罐；58-拟均相催化剂分离补充装置。

[0070] 如图3所示：氢气从原料气钢瓶经过压力调节阀定压至反应系统所需的压力，然后通过质量流量计计量后进入一级超重力反应器，与此同时用泵将原料油与加入的脱硫脱氮拟均相催化剂一同通入一级超重力反应器中，由于搅拌翼以及转子高速旋转强化气液传质，提高氢气的溶解度，使氢气在原料油呈饱和状态，饱和的原料油与溶液中的催化剂发生反应，脱除原料油中的含硫氮的杂质；随后，反应产物通过分离器49，将一级产物油与催化剂分离，并将其送入液体存储罐52中；芳烃饱和拟均相催化加氢催化剂通过催化剂进料口50加入到液体存储罐52中与产物油混合送入第二级超重力催化反应器中，与此同时，氢气从原料气钢瓶经过压力调节阀定压至反应系统所需的压力，然后通过质量流量计计量后进入第二级超重力反应器，进行催化加氢反应。反应产物通过分离器54，将二级产物油与催化剂分离；产物一部分通过旁路进行取样检测，另一部分进入液体存储罐57；脱硫脱氮拟均相催化剂通过催化剂进料口55加入到液体存储罐57中与产物油混合通过泵送入液体存储罐
59中，并通过补液管来补充新鲜原料油品；随后通过泵将液体输送至液体存储罐52中进行物料循环。

[0071] 在本发明的某些实施例中，所述拟均相催化剂为无载体的Ni-Mo硫化物催化剂。

[0072] 在本发明的某些实施例中，在第一级超重力反应器中，反应压力为0.3-0.4MPa，温度为200-320℃，氢油比为50:1-600:1、50:1-550:1、50:1-500:1、50:1-450:1、50:1-400:1、50:1-350:1、50:1-300:1、50:1-250:1、50:1-200:1、50:1-150:1、50:1-100:1、100:1-600:
1、100:1-550:1、100:1-500:1、100:1-450:1、100:1-400:1、100:1-350:1、100:1-300:1、
100:1-250:1、100:1-200:1或100:1-150:1；

[0073] 在第二级超重力反应器中，反应压力为0.1-1.5MPa；温度为360-420℃，氢油比20:1-100、20:1-80、20:1-60、20:1-40或20:1-20。

[0074] 在本发明的某些实施例中，所述增速器的增速比为1：2-7；优选地，增速器的增速比为1：2-5；更优选地，增速器的增速比为1：3-4。

[0075] 在本发明的某些优选实施例中，所述纳微米气泡尺寸控制在30nm-300μm，或30nm-250μm，或30nm-200μm，或30nm-150μm，或30nm-100μm，或30nm-50μm，或30nm-10μm，或30nm-1μm，或100nm-300μm，或100nm-250μm，或100nm-200μm，或100nm-100μm，或100nm-1μm。

[0076] 在本发明的某些实施例中，催化加氢反应停留时间的控制是通过调控超重力反应器转速实现的，超重力反应器的转速可控制在200-2700rpm，或200-2500rpm，或200-2000rpm，或200-1500rpm，或200-1000rpm，或200-500rpm，或400-2500rpm，或400-2000rpm，或400-1500rpm，或400-1000rpm。气液相在转子内停留时间可控制在50-2000ms。

[0077] 实施例1

[0078] 如图2所示，一种超重力直馏柴油加氢精制的方法，包括如下步骤：

[0079] 直馏柴油中含有大量的杂质硫、氮等衍生物，通过催化加氢精制的方式去除硫、氮等杂质，步骤如下：将规整填料催化剂和填料装载在超重力旋转床反应器的转子内，其重力旋转床反应器中的整体催化剂的基本骨架是泡沫γ-Al2O3。开启超重力旋转床反应器，通过变频器调节增速器(增速比1：3)和超重力旋转床反应器转速，强化加氢催化反应；

[0080] 所述规整填料催化剂包括基本骨架、活性组分和第二载体；所述基本骨架为堇青石规整填料，所述活性组分由钼或钨以及钴或镍的硫化物相结合而成，第二载体为γ-Al2O3；

[0081] 反应条件为：一级超重力反应器的压力为0.4MPa；温度为300℃；氢油比为300:1。二级超重力反应器的压力为1.5MPa；温度为400℃，氢油比100:1；

[0082] 在上述反应条件下，超重力加氢前后汽油参数如表1所示，硫、氮等杂志衍生物有较高的脱除率，十六烷值提高4个指数；而且随着转速的增大，硫、氮等杂志衍生物脱除率变大，参见表2。当转速超过表中最大转速时，脱出率变化较小。

[0083] 表1：加氢前后直馏柴油参数对比

[0084]油品名称 原料油1 精制油1 原料油2 精制油2
密度g/cm3 0.8248 0.8145 0.8233 0.8127
硫含量m(％) 0.711 0.13 0.860 0.18
氮含量m(％) 0.078 0.008 0.0646 0.004
十六烷值 50.7 54.6 51.0 55.1

[0085] 表2：RPB转速对直馏柴油加氢的影响

[0086]

[0087]

[0088] 与现有已公开的超重力反应器对比，例如CN103102942A使用的反应器，其物料输送直接通过液体分布器进入催化剂表面，进行气液固三相接触反应，由于气液相间混合效果差，氢气大部分逸出，在1600rpm操作条件下最终脱硫率为65％；脱氮率为50％；不饱和烃转化率60％。

[0089] 实施例2

[0090] 如图2所示，一种超重力裂解汽油加氢精制的方法，包括如下步骤：

[0091] 裂解汽油(C5—C9组分)中含有大量的苯、甲苯、二甲苯等芳烃成份，是获得芳烃的宝贵原料；然而汽油中将汽油中有不饱和烃的存在，其裂解并不稳定，通过催化加氢的方式使汽油中不饱和烃(单烯烃，双烯烃和烯基芳烃)变成饱和烃，同时去除硫、氮等杂质。

[0092] 反应条件为：一级超重力反应器的压力为0.42MPa；温度为320℃；氢油比为300:1；二级超重力反应器的压力为1.8MPa；温度为400℃，氢油比100:1。

[0093] 所述规整填料催化剂包括基本骨架、活性组分和第二载体；所述基本骨架为堇青石规整填料，所述活性组分由钼或钨以及钴或镍的硫化物相结合而成，第二载体为γ-Al2O3；

[0094] 在上述反应条件下，超重力加氢前后汽油参数如表3所示，不饱和烃加氢转化为饱和烃，硫氮有较高的脱除率；超重力旋转床转速对不饱和烃的转化率，以及对硫氮等杂质脱除的影响规律，结果如表4所示；随着RPB转速的提高，不饱和转化率增大、硫氮的脱除率增大。当转速超过表中最大转速时，脱出率变化较小。

[0095] 表3 加氢前后原料汽油参数对比

[0096]

[0097]

[0098] 表4 RPB转速对原料汽油加氢的影响

[0099]

[0100] 与传统的超重力反应器对比，例如CN104419454A使用的反应器，在在1600rpm操作条件下最终脱硫率为70％；脱氮率为60％；不饱和烃转化率65％。

[0101] 实施例3

[0102] 如图3所示，一种超重力直馏柴油加氢精制的方法，包括如下步骤：

[0103] 直馏柴油中含有大量的杂质硫、氮等衍生物，通过催化加氢精制的方式去除硫、氮等杂质，步骤如下：

[0104] 将拟均相催化剂通入旋转床；开启超重力旋转床反应器，通过变频器调节增速器(增速比1：5)和超重力旋转床反应器转速，强化加氢催化反应；

[0105] 反应条件为：一级超重力反应器的压力为0.3MPa；温度为280℃；氢油比为200:1。二级超重力反应器的压力为1.2MPa；温度为320℃，氢油比90:1；

[0106] 所述拟均相催化剂为无载体的Ni-Mo硫化物催化剂；

[0107] 在上述反应条件下，超重力加氢前后汽油参数如表5所示，硫、氮等杂志衍生物有较高的脱除率，十六烷值提高4个指数；而且随着转速的增大，硫、氮等杂志衍生物脱除率变大，参见表6。当转速超过表中最大转速时，脱出率变化较小。

[0108] 表5 加氢前后直馏柴油参数对比

[0109]

[0110]

[0111] 表6：RPB转速对直馏柴油加氢的影响

[0112]转速/rpm S脱出率(％) N脱出率(％)
400 60.8 70.4
800 87.2 85.8
1200 95.7 92.3
1600 99.5 99.6

[0113] 与传统的超重力反应器对比，例如CN103102942A使用的反应器，在1600rpm操作条件下最终脱硫率为58％；脱氮率为56％；不饱和烃转化率62％。

[0114] 实施例4

[0115] 如图3所示，一种超重力直馏柴油加氢精制的方法，包括如下步骤：

[0116] 裂解汽油(C5—C9组分)中含有大量的苯、甲苯、二甲苯等芳烃成份，是获得芳烃的宝贵原料。然而汽油中将汽油中有不饱和烃的存在，其裂解并不稳定，通过催化加氢的方式使汽油中不饱和烃(单烯烃，双烯烃和烯基芳烃)变成饱和烃，同时去除硫、氮等杂质；将拟均相催化剂通入旋转床；

[0117] 反应条件为：一级超重力反应器的压力为0.22MPa；温度为270℃；氢油比为180:1。二级超重力反应器的压力为1.4MPa；温度为320℃，氢油比50:1；

[0118] 所述拟均相催化剂为无载体的Ni-Mo硫化物催化剂；

[0119] 在上述反应条件下，超重力加氢前后汽油参数如表7所示，不饱和烃加氢转化为饱和烃，硫氮有较高的脱除率；超重力旋转床转速对不饱和烃的转化率，以及对硫氮等杂质脱除的影响规律，结果如表8所示。随着RPB转速的提高，不饱和转化率增大、硫氮的脱除率增大。当转速超过表中最大转速时，脱出率变化较小。

[0120] 表7：加氢前后原料汽油参数对比

[0121]

[0122]

[0123] 表8：RPB转速对原料汽油加氢的影响

[0124]

[0125] 与传统的超重力反应器对比，例如CN104419454A使用的反应器，在1600rpm操作条件下最终脱硫率为72％；脱氮率为62％；不饱和烃转化率68％。

[0126] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。