專利名稱：增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置及其制備方法
技術領域：
本發明涉及洗油技術領域，是一種增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置及其制備方法。
背景技術：
洗油餾分是煤焦油蒸餾切取餾程是230°C至300°C的餾分，主要含有1_甲基萘、2-甲基萘、苊、芴等物質。由于洗油組分具有良好的穩定性和很好的溶解能力，目前主要用于從焦爐煤氣中洗滌吸收煤氣中的苯族烴及各種有機氣體，或配制木材防腐油，只有極少數用來生產甲基萘、吲哚、聯苯、苊、氧芴和芴等產品，因此，洗油的經濟價值還沒有充分發揮出來。隨著精細化工的發展，萘及其衍生物等產品在精細化學品合成中的應用也越來越被重視，市場需求量不斷增加，提取洗油中的萘及其衍生物將成為洗油提升經濟價值的有效手段。目前國內外生產工業萘及甲基萘的主要方法有(1)重結晶法，該工藝簡單，操作方便，但要求原料中的萘及甲基萘含量較高；(2)共沸精餾法，該工藝簡單，基本沒有污染，但收率較低；(3)化學精制法，此法雖能有較高的純度及收率，但成本高、生產過程中會產生大量的廢液。

發明內容
本發明提供了一種通過空穴反應器來增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置及其制備方法，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有方法中要求原料中的萘及甲基萘含量較高、收率較低、成本高和生產過程中會產生大量廢液的問題。本發明的技術方案之一是通過以下措施來實現的一種通過空穴反應器來增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置，包括立式儲罐、空穴反應器、泵、進口壓力表、熱電偶和冷凝器；在立式儲罐的頂部分別固定安裝有熱電偶和與立式儲罐的內腔相連通的冷凝器，熱電偶的下端位于立式儲罐的內腔下部，在立式儲罐的外側固定有夾套，在夾套的下部和上部分別有夾套進口和夾套出口，在立式儲罐的頂部有進料口，在立式儲罐的底部有出料口，立式儲罐的出料口和泵的進料口通過第一管線固定安裝在一起，泵的出料口和空穴反應器的進料口通過第二管線固定安裝在一起，空穴反應器位于立式儲罐的內腔中部，在第一管線上固定連接有出料管，在出料管上固定安裝有閥門，在第二管線上固定安裝有進口壓力表。下面是對上述發明技術方案之一的進一步優化或/和改進
上述在夾套的下部固定安裝有與立式儲罐的內腔相通的采樣管，采樣管的外端位于夾套的外側。上述在夾套的下部固定安裝有連通管，連通管的內端位于空穴反應器的出口處，連通管的外端位于夾套的外側，在連通管的外端固定安裝有出口壓力表。上述泵為齒輪泵。本發明的技術方案之二是通過以下措施來實現的一種增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置的制備方法，按下述步驟進行第一步，稱取重量份數為O. I份至6份的催化劑加入到重量份數為3份至30份的水中，攪拌使催化劑完全溶解在水中得到催化劑水溶液，將催化劑水溶液加入到重量份數為70份至97份的洗油中，通過均質機使催化劑水溶液和洗油混合在一起后得到反應原料，將反應原料從立式儲罐的進料口加入到立式儲罐中，使反應原料的液位高于空穴反應器的出料口 ；第二步，啟泵使反應原料通過第一管線和第二管線在空穴反應器中循環，反應原料在空穴反應器中發生化學和物理變化后溫度上升到50°C至80°C，然后通過冷阱裝置往夾套中通入冷卻溫度為-30°C至30°C的冷卻介質對立式儲罐中的物料進行冷卻，使立式儲罐中的物料溫度控制在30°C至100°C、控制空穴反應器入口處的壓力為O. 3MPa至2. 6 MPa下反應5 min至60min后，反應產物通過出料管排出后做氣質分析確定萘和甲基萘相對于反應原料中的增加量。下面是對上述發明技術方案之二的進一步優化或/和改進
上述催化劑為硫酸亞鐵、鑰酸銨和硫酸鎳中的一種或一種以上混合物。
上述冷卻介質為鹽水或乙二醇。本發明通過空穴反應器、立式儲罐和泵的配合使用，提高了洗油中工業萘及其衍生物的含量，具有節能、無污染、成本低和洗油多次循環利用的特點，提高了洗油的資源利用率，具有良好的工業化前景。


附圖I為實施例I的主視結構示意圖。附圖2為立式儲罐的透視結構示意圖。附圖中的編碼分別為1為立式儲罐，2為空穴反應器，3為泵，4為進口壓力表，5為熱電偶，6為冷凝器，7為夾套，8為夾套進口，9為夾套出口，10為進料口，11為第一管線，12為第二管線，13為出料管，14為閥門，15為采樣管，16為連通管，17為出口壓力表。
具體實施例方式在本發明中，為了便于描述，各部件的相對位置關系的描述均是根據說明書附圖I的布圖方式來進行描述的，如前、后、上、下、左、右等的位置關系是依據說明書附圖的布圖方向來確定的。實施例1，如圖1、2所示，該通過空穴反應器來增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置，包括立式儲罐I、空穴反應器2、泵3、進口壓力表4、熱電偶5和冷凝器6 ;在立式儲罐I的頂部分別固定安裝有熱電偶5和與立式儲罐I的內腔相連通的冷凝器6，熱電偶5的下端位于立式儲罐I的內腔下部，在立式儲罐I的外側固定有夾套7，在夾套7的下部和上部分別有夾套進口 8和夾套出口 9，在立式儲罐I的頂部有進料口 10，在立式儲罐I的底部有出料口，立式儲罐I的出料口和泵3的進料口通過第一管線11固定安裝在一起，泵3的出料口和空穴反應器2的進料口通過第二管線12固定安裝在一起，空穴反應器2位于立式儲罐I的內腔中部，在第一管線11上固定連接有出料管13，在出料管13上固定安裝有閥門14，在第二管線12上固定安裝有進口壓力表4。進口壓力表4的精度為O. 2。冷凝器6便于將在反應過程中產生的少量氣體冷凝成液體后流回立式儲罐I中。空穴反應器2為公知公用的現有設備，例如采用專利號為US4，511，254的美國專利文獻中公開的空穴反應器。空穴反應器的工作原理為液體進入空穴反應器的過程中，因流道變化引起壓力場發生變化，當內部壓力降低至液體的飽和蒸汽壓時，會引起液體汽化，相對于器內的負壓區，液相即為高壓區，含有氣泡的液體進入高壓區后氣體急劇凝聚，氣泡瞬時潰滅消失，產生局部真空，周圍的液體高速涌向氣泡中心，伴隨著強烈的沖擊波和高速度的微射流，使液相物質的C-C鍵、C-H鍵等發生斷裂，實現了在一般條件下難以或不可能實現的一些物理、化學過程。可根據實際需要，對實施例I作進一步優化或/和改進
如圖I所示，在夾套7的下部固定安裝有與立式儲罐I的內腔相通的采樣管15，采樣管15的外端位于夾套7的外側。這樣，采樣管15便于在反應過程中從立式儲罐I中取樣，來做氣質分析確定不同時段反應產物中的萘和甲基萘相對于反應原料中的增加量。如圖1、2所示，在夾套7的下部固定安裝有連通管16，連通管16的內端位于空穴反應器2的出口處，連通管16的外端位于夾套7的外側，在連通管16的外端固定安裝有出口壓力表17。這樣，出口壓力表17便于測空穴反應器2出口處的壓力。出口壓力表17的精度為O. 2。 根據需要，泵3為齒輪泵。實施例2，該增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置的制備方法，按下述步驟進行第一步，稱取重量份數為O. I份至2份的硫酸亞鐵、O. I份至2份的硫酸鎳和O. I份至2份的鑰酸銨加入到重量份數為3份至30份的水中，攪拌使硫酸亞鐵、硫酸鎳和鑰酸銨完全溶解在水中得到催化劑水溶液，將催化劑水溶液加入到重量份數為70份至97份的洗油中，通過均質機使催化劑水溶液和洗油混合在一起后得到反應原料，將反應原料從立式儲罐I的進料口 10加入到立式儲罐I中，使反應原料的液位高于空穴反應器2的出料口 ；第二步，啟泵3使反應原料通過第一管線11和第二管線12在空穴反應器2中循環，反應原料在空穴反應器2中發生化學和物理變化后溫度上升到50°C至80°C，然后通過冷阱裝置往夾套7中通入冷卻溫度為-30°C至30°C的冷卻介質對立式儲罐I中的物料進行冷卻,立式儲罐I中的物料溫度冷卻在30°C至100°C并控制空穴反應器2的入料口處的壓力為O. 3MPa至2. 6MPa下反應5 min至60min后，得到反應產物。實施例3，該增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置的制備方法，按下述步驟進行第一步，稱取重量份數為O. I份或2份的硫酸亞鐵、O. I份或2份的硫酸鎳和O. I份或2份的鑰酸銨加入到重量份數為3份或30份的水中，攪拌使硫酸亞鐵、硫酸鎳和鑰酸銨完全溶解在水中得到催化劑水溶液，將催化劑水溶液加入到重量份數為70份或97份的洗油中，通過均質機使催化劑水溶液和洗油混合在一起后得到反應原料，將反應原料從立式儲罐I的進料口 10加入到立式儲罐I中，使反應原料的液位高于空穴反應器2的出料口 ；第二步，啟泵3使反應原料通過第一管線11和第二管線12在空穴反應器2中循環，反應原料在空穴反應器2中發生化學和物理變化后溫度上升到50°C或80°C，然后通過冷阱裝置往夾套7中通入冷卻溫度為-30°C至30°C的冷卻介質對立式儲罐I中的物料進行冷卻,立式儲罐I中的物料溫度冷卻在30°C或100°C并控制空穴反應器2的入料口處的壓力為O. 3MPa或2. 6MPa下反應5 min或60min后，得到反應產物。實施例4，該增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置的制備方法，按下述步驟進行第一步，稱取重量份數為O. 5份的硫酸亞鐵加入到重量份數為25份的水中，攪拌使硫酸亞鐵完全溶解在水中得到催化劑水溶液，將催化劑水溶液加入到重量份數為75份的洗油中，通過均質機使催化劑水溶液和洗油混合在一起后得到反應原料，將反應原料從立式儲罐I的進料口 10加入到立式儲罐I中，使反應原料的液位高于空穴反應器2的出料口 ；第二步，啟泵3使反應原料通過第一管線11和第二管線12在空穴反應器2中循環，反應原料在空穴反應器2中發生化學和物理變化后溫度上升到50°C至80°C，然后通過冷阱裝置往夾套7中通入冷卻溫度為-30°C至30°C的冷卻介質對立式儲罐I中的物料進行冷卻，立式儲罐I中的物料溫度冷卻在30°C至100 V并控制空穴反應器2的入料口處的壓力為O. 3MPa至2. 6MPa下反應5 min至60min后，得到反應產物。實施例5，該增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置的制備方法，按下述步驟進行第一步，稱取重量份數為I份的硫酸鎳加入到重量份數為5份的水中，攪拌使硫酸鎳完全溶解在水中得到催化劑水溶液，將催化劑水溶液加入到重量份數為95份的洗油中，通過均質機使催化劑水溶液和洗油混合在一起后得到反應原料，將反應原料從立式儲罐I的進料口10加入到立式儲罐I中，使反應原料的液位高于空穴反應器2的出料口 ；第二步，啟泵3使反應原料通過第一管線11和第二管線12在空穴反應器中循環，反應原料在空穴反應器2中發生化學和物理變化后溫度上升到50°C至80°C，然后通過冷阱裝置往夾套7中通入冷卻
溫度為_30°C至30°C的冷卻介質對立式儲罐I中的物料進行冷卻，立式儲罐I中的物料溫度冷卻在60°C并控制空穴反應器2的入料口處的壓力為O. 3MPa至2. 6 MPa下反應5 min至60min后，得到反應產物。實施例6，該增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置的制備方法，按下述步驟進行第一步，稱取重量份數為O. 5份的鑰酸銨加入到重量份數為5份的水中，攪拌使鑰酸銨完全溶解在水中得到催化劑水溶液，將催化劑水溶液加入到重量份數為95份的洗油中，通過均質機使催化劑水溶液和洗油混合在一起后得到反應原料，將反應原料從立式儲罐I的進料口 10加入到立式儲罐I中，使反應原料的液位高于空穴反應器2的出料口 ；第二步，啟泵3使反應原料通過第一管線11和第二管線12在空穴反應器2中循環，反應原料在空穴反應器2中發生化學和物理變化后溫度上升到50°C至80°C，然后通過冷阱裝置往夾套7中通入冷卻溫度為_30°C至30°C的冷卻介質對立式儲罐I中的物料進行冷卻,立式儲罐I中的物料溫度冷卻在70°C并控制空穴反應器2的入料口處的壓力為O. 3MPa至2. 6 MPa下反應5min至60min后，得到反應產物。實施例7，該增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置的制備方法，按下述步驟進行第一步，稱取重量份數為O. 5份的鑰酸銨和重量份數為O. 5份的硫酸鎳加入到重量份數為25份的水中，攪拌使鑰酸銨和硫酸鎳完全溶解在水中得到催化劑水溶液,將催化劑水溶液加入到重量份數為75份的洗油中，通過均質機使催化劑水溶液和洗油混合在一起后得到反應原料，將反應原料從立式儲罐I的進料口 10加入到立式儲罐I中，使反應原料的液位高于空穴反應器2的出料口 ；第二步，啟泵3使反應原料通過第一管線11和第二管線12在空穴反應器2中循環，反應原料在空穴反應器2中發生化學和物理變化后溫度上升到50°C至80°C，然后通過冷阱裝置往夾套7中通入冷卻溫度為-30°C至30°C的冷卻介質對立式儲罐I中的物料進行冷卻，立式儲罐I中的物料溫度冷卻在70°C并控制空穴反應器2的入料口處的壓力為O. 3MPa至2. 6 MPa下反應5 min至60min后，得到反應產物。在實施例2至實施例6中的冷卻介質為鹽水或乙二醇。在實施例2至實施例6中，反應完成后反應產物通過出料管13排出后做氣質分析確定萘和甲基萘相對于反應原料中的增加量。
下面是實施例2至實施例6中反應完成后反應產物相對于反應原料中萘和甲基萘的增加量的平均值，如表I所示
表I
權利要求
1.一種通過空穴反應器來增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置，其特征在于包括立式儲罐、空穴反應器、泵、進口壓力表、熱電偶和冷凝器；在立式儲罐的頂部分別固定安裝有熱電偶和與立式儲罐的內腔相連通的冷凝器，熱電偶的下端位于立式儲罐的內腔下部，在立式儲罐的外側固定有夾套，在夾套的下部和上部分別有夾套進口和夾套出口，在立式儲罐的頂部有進料口，在立式儲罐的底部有出料口，立式儲罐的出料口和泵的進料口通過第一管線固定安裝在一起，泵的出料口和空穴反應器的進料口通過第二管線固定安裝在一起，空穴反應器位于立式儲罐的內腔中部，在第一管線上固定連接有出料管，在出料管上固定安裝有閥門，在第二管線上固定安裝有進口壓力表。
2.根據權利要求I所述的增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置，其特征在于夾套的下部固定安裝有與立式儲罐的內腔相通的采樣管，采樣管的外端位于夾套的外側。
3.根據權利要求I或2所述的增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置，其特征在于夾套的下部固定安裝有連通管，連通管的內端位于空穴反應器的出口處，連通管的外端位于夾套的外側，在連通管的外端固定安裝有出口壓力表。
4.根據權利要求I或2所述的增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置，其特征在于泵為齒輪泵。
5.根據權利要求3所述的增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置，其特征在于泵為齒輪栗。
6.一種根據權利要求I或2或3或4或5所述的增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置的制備方法，其特征在于按下述步驟進行第一步，稱取重量份數為O. I份至6份的催化劑加入到重量份數為3份至30份的水中，攪拌使催化劑完全溶解在水中得到催化劑水溶液，將催化劑水溶液加入到重量份數為70份至97份的洗油中，通過均質機使催化劑水溶液和洗油混合在一起后得到反應原料，將反應原料從立式儲罐的進料口加入到立式儲罐中，使反應原料的液位高于空穴反應器的出料口 ；第二步，啟泵使反應原料通過第一管線和第二管線在空穴反應器中循環，反應原料在空穴反應器中發生化學和物理變化后溫度上升到50°C至80°C，然后通過冷阱裝置往夾套中通入冷卻溫度為-30°C至30°C的冷卻介質對立式儲罐中的物料進行冷卻，立式儲罐中的物料溫度冷卻在30°C至100°C并控制空穴反應器2的入料口處的壓力為O. 3MPa至2. 6 MPa下反應5 min至60min后，得到反應產物。
7.根據權利要求6所述的增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置的制備方法，其特征在于催化劑為硫酸亞鐵、鑰酸銨和硫酸鎳中的一種或一種以上混合物。
8.根據權利要求6所述的增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置的制備方法，其特征在于冷卻介質為鹽水或乙二醇。
9.根據權利要求7所述的增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置的制備方法，其特征在于冷卻介質為鹽水或乙二醇。
全文摘要
本發明涉及洗油技術領域，是一種增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置及其制備方法；該增加洗油中萘及其衍生物含量的裝置包括立式儲罐、空穴反應器、泵、進口壓力表、熱電偶和冷凝器；在立式儲罐的頂部分別固定安裝有熱電偶和與立式儲罐的內腔相連通的冷凝器，熱電偶的下端位于立式儲罐的內腔下部，在立式儲罐的外側固定有夾套，在夾套的下部和上部分別有夾套進口和夾套出口，在立式儲罐的頂部有進料口。本發明通過空穴反應器、立式儲罐和泵的配合使用，提高了洗油中工業萘及其衍生物的含量，具有節能、無污染、成本低和洗油多次循環利用的特點，提高了洗油的資源利用率，具有良好的工業化前景。
文檔編號C10G53/02GK102876360SQ20121039470
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月17日 優先權日2012年10月17日
發明者馬鳳云, 辛少琳 申請人:新疆大學