本實(shí)用新型涉及一種聲空化重油改質(zhì)系統(tǒng)，更具體的說(shuō)是一種聲空化協(xié)同供氫劑的重油改質(zhì)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

能源是關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的命脈，進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，原油供應(yīng)的重質(zhì)化、劣質(zhì)化(高硫、高酸、高金屬含量、高殘?zhí)康?已是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)，重油主要包括稠油、油砂等天然重質(zhì)原油和原油加工過(guò)程中產(chǎn)生的渣油，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球范圍內(nèi)的重質(zhì)原油儲(chǔ)量約占石油總儲(chǔ)量的70％，渣油產(chǎn)量更是高達(dá)原油加工量的50％左右。此外，清潔車用燃料和低碳烯烴的需求日益增加，環(huán)保要求更加嚴(yán)厲，上述因素都使得石油加工行業(yè)面臨著極大的壓力和挑戰(zhàn)。重油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高，導(dǎo)致重油粘度大，給運(yùn)輸、加工帶來(lái)一定難度，同時(shí)重油中汽油、柴油餾分含量少，需要通過(guò)其他方式才能獲得成品油產(chǎn)品，因此重油煉化加工困難?，F(xiàn)有的重油煉化工藝主要包括以延遲焦化為代表的脫碳工藝和以加氫裂化為代表的加氫工藝，但是都不同程度地存在裂解不完全、油漿嚴(yán)重縮合、催化劑使用量大、催化劑中毒等問(wèn)題，因此通過(guò)重油改質(zhì)為后續(xù)加工提供優(yōu)質(zhì)原材料是提高重油加工利用率的重要手段。

被美國(guó)工業(yè)界譽(yù)為“工業(yè)味素”的功率超聲技術(shù)與檢測(cè)超聲、醫(yī)療超聲并稱為超聲波應(yīng)用的三駕馬車，其主要利用超聲波場(chǎng)在周圍介質(zhì)中所產(chǎn)生的強(qiáng)烈空化、熱、機(jī)械等效應(yīng)，改變介質(zhì)的物理、化學(xué)屬性。目前，功率超聲技術(shù)已經(jīng)在原油降粘、油砂分離、原油破乳脫鹽、柴油氧化脫硫、油品調(diào)和等石油化工領(lǐng)域得到一定應(yīng)用。公開發(fā)布的研究成果表明，當(dāng)大功率超聲波作用于重油時(shí)，超聲空化產(chǎn)生的瞬時(shí)高溫、高壓和強(qiáng)力微射流可使部分化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，形成大量自由基，但兩個(gè)長(zhǎng)鏈上的自由基極易結(jié)合在一起，形成一個(gè)分子鏈更長(zhǎng)的大分子，導(dǎo)致其重質(zhì)成分更重、更易生焦，為此需利用能夠在常溫常壓下提供活潑氫的供氫劑對(duì)長(zhǎng)鏈分子上的自由基縮合反應(yīng)進(jìn)行抑制。

供氫的概念最初由Exxon公司于上世紀(jì)七十年代提出，主要目的是克服常規(guī)煤液化時(shí)大分子芳香性自由基相互縮合導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率過(guò)低的問(wèn)題。供氫的本質(zhì)是氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，即在煤液化過(guò)程中添加一類物質(zhì)，它們可以在反應(yīng)過(guò)程中釋放出活潑氫自由基，捕獲煤裂化生成的大分子芳香性自由基，阻滯它們之間的縮合，進(jìn)而提高煤的液化轉(zhuǎn)化率。重油在熱加工過(guò)程中同樣存在因?yàn)榇蠓肿涌s合生焦導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率過(guò)低的現(xiàn)象，出現(xiàn)的問(wèn)題與煤液化過(guò)程類似。因此研究人員嘗試了供氫劑在重油加工中應(yīng)用的可能性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，供氫劑的特性在重油熱加工過(guò)程中同樣適用，一系列的新工藝過(guò)程得到成功開發(fā)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種聲空化協(xié)同供氫劑的重油改質(zhì)系統(tǒng)與方法，能夠有效提高重油輕質(zhì)成分含量、改善重油流動(dòng)性，解決由重油輕質(zhì)組分含量低、粘度大所導(dǎo)致的集輸和轉(zhuǎn)運(yùn)難度大、重油煉化加工輕質(zhì)油產(chǎn)率低等問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型一種聲空化協(xié)同供氫劑的重油改質(zhì)系統(tǒng)由供氫劑供給單元、混合單元和多個(gè)聲空化處理單元組成，供氫劑供給單元提供供氫劑并連接在混合單元的輸入端，混合單元混合重油與供氫劑，混合單元的輸出端連接著聲空化處理單元，聲空化處理單元對(duì)重油進(jìn)行改質(zhì)，多個(gè)聲空化處理單元相互之間串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)混合連接。

所述的供氫劑供給單元包括供氫劑儲(chǔ)罐、供氫劑供給泵、供氫劑調(diào)節(jié)閥、供氫劑流量表和供氫劑注入器，供氫劑供給泵連接在供氫劑儲(chǔ)罐的出口，供氫劑調(diào)節(jié)閥連接在供氫劑供給泵的出口，供氫劑調(diào)節(jié)閥的輸出端通過(guò)管道連接在供氫劑注入器的輸入端上，供氫劑注入器的輸入端還連接有重油管線，供氫劑流量表安裝在連接供氫劑調(diào)節(jié)閥和供氫劑注入器的管道上。

所述的混合單元包括混合器和變徑接頭Ⅰ，混合器的輸入端連接著供氫劑注入器的輸出端，混合器的輸出端連接著變徑接頭Ⅰ的小徑端，變徑接頭Ⅰ的大徑端與聲空化處理單元的輸入端相連。

所述的聲空化處理單元包括超聲波換能器、處理容器和超聲波電源及控制單元，超聲波換能器位于處理容器內(nèi)，超聲波電源及控制單元控制超聲波換能器的工作狀態(tài)并通過(guò)導(dǎo)線與超聲波換能器連接。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種聲空化協(xié)同供氫劑的重油改質(zhì)系統(tǒng)所述的聲空化處理單元還包括多個(gè)支撐架，支撐架安裝在處理容器內(nèi)，并且超聲波換能器套在支撐架上。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種聲空化協(xié)同供氫劑的重油改質(zhì)系統(tǒng)所述的支撐架上設(shè)有多個(gè)螺紋孔，處理容器與支撐架之間通過(guò)螺栓連接，或支撐架通過(guò)焊接連接在處理容器內(nèi)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種聲空化協(xié)同供氫劑的重油改質(zhì)系統(tǒng)所述的聲空化處理單元還包括設(shè)有外螺紋的導(dǎo)線隔離套，導(dǎo)線隔離套內(nèi)部設(shè)有通孔，導(dǎo)線隔離套的一端螺紋連接在超聲波換能器上，導(dǎo)線隔離套的另一端螺紋連接在處理容器上，導(dǎo)線一端連接在超聲波換能器上，另一端穿過(guò)導(dǎo)線隔離套內(nèi)部的通孔連接超聲波電源及控制單元。

本實(shí)用新型聲空化協(xié)同供氫劑的重油改質(zhì)系統(tǒng)與方法的有益效果為：

1.能夠有效提高重油的輕質(zhì)成分含量、改善重油流動(dòng)性，解決由重油輕質(zhì)組分含量低、粘度大所導(dǎo)致的重油煉化過(guò)程中輕質(zhì)油轉(zhuǎn)換率低、轉(zhuǎn)運(yùn)難度大等問(wèn)題，也能夠降低其它原油或油水混合物的粘度，解決石油開采和集輸過(guò)程中管線結(jié)蠟、輸油能耗高等問(wèn)題。

2.本實(shí)用新型中使用的超聲功率較大，能夠有效提高處理效率并提升處理效果。

3.本設(shè)備采用大管徑反應(yīng)容器，同時(shí)使用多個(gè)反應(yīng)單元增加了超聲處理時(shí)間，能夠有效提升改質(zhì)效果。

4.通過(guò)聲空化處理單元的入口或出口連接變徑接頭Ⅰ，從而增加重油在處理容器內(nèi)的停留時(shí)間，從而延長(zhǎng)了超聲處理時(shí)間，能夠有效提升改質(zhì)效果。

5.本實(shí)用新型中采用密封注入供氫劑的方式，避免了供氫劑與氧氣接觸出現(xiàn)氧化甚至爆炸。

6.本實(shí)用新型將混合單元與聲空化反應(yīng)單元結(jié)合在一起，不需要分別搭建設(shè)備。

7.本實(shí)用新型中設(shè)置有導(dǎo)線隔離套，可以有效防止導(dǎo)線接觸重油，引起短路，甚至爆炸。

8.本實(shí)用新型可以進(jìn)行連續(xù)工作，工作效率高。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方法對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型聲空化協(xié)同供氫劑的重油改質(zhì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中的局部示意圖。

圖3為圖2中A向示意圖。

圖中：供氫劑儲(chǔ)罐1；供氫劑供給泵2；供氫劑調(diào)節(jié)閥3；供氫劑流量表4；供氫劑注入器5；混合器6；變徑接頭Ⅰ7；超聲波換能器8；處理容器9；超聲波電源及控制單元10；支撐架11；導(dǎo)線隔離套12。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1、2、3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)用新型一種聲空化協(xié)同供氫劑的重油改質(zhì)系統(tǒng)，能夠有效提高重油輕質(zhì)成分含量、改善重油流動(dòng)性，解決由重油輕質(zhì)組分含量低、粘度大所導(dǎo)致的重油煉化過(guò)程中輕質(zhì)油轉(zhuǎn)換率低、轉(zhuǎn)運(yùn)難度大等問(wèn)題。

該聲空化協(xié)同供氫劑的重油改質(zhì)系統(tǒng)由供氫劑供給單元、混合單元和多個(gè)聲空化處理單元組成，供氫劑供給單元提供供氫劑并連接在混合單元的輸入端，供氫劑供給單元輸出的供氫劑隨著重油一起進(jìn)入混合單元?；旌蠁卧旌现赜团c供氫劑，混合單元的輸出端連接著聲空化處理單元，混合單元將重油和供氫劑充分混合均勻并將混合均勻后的重油和供氫劑混合液體輸入聲空化處理單元。聲空化處理單元對(duì)重油進(jìn)行改質(zhì)，通過(guò)超聲波的聲空化協(xié)同供氫劑提高重油輕質(zhì)成分含量、改善重油流動(dòng)性。多個(gè)聲空化處理單元相互之間串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)混合連接，多個(gè)聲空化處理單元可以通過(guò)油管連接貫通，重油和供氫劑混合液沿著管道流通的過(guò)程中便被聲空化協(xié)同供氫劑進(jìn)行改質(zhì)。

本實(shí)用新型一種聲空化協(xié)同供氫劑的重油改質(zhì)系統(tǒng)所述的供氫劑供給單元包括供氫劑儲(chǔ)罐1、供氫劑供給泵2、供氫劑調(diào)節(jié)閥3、供氫劑流量表4和供氫劑注入器5。供氫劑儲(chǔ)罐1用于儲(chǔ)存供氫劑，避免供氫劑暴露在空氣中出現(xiàn)氧化變質(zhì)，可以直接購(gòu)買現(xiàn)有的供氫劑儲(chǔ)罐。供氫劑供給泵2通過(guò)螺紋連接或焊接等連接方式連接在供氫劑儲(chǔ)罐1的出口，供氫劑供給泵2用于將供氫劑儲(chǔ)罐1中的供氫劑抽出并送入混合單元。缺少供氫劑供給泵2的作用，供氫劑儲(chǔ)罐1中的壓力可能不足以使得供氫劑順暢流動(dòng)。供氫劑供給泵2需要能夠運(yùn)輸高粘度液體，選擇使用泊頭市大紅泵業(yè)制造有限公司的NYP-100型供給泵。供氫劑調(diào)節(jié)閥3通過(guò)螺紋連接或焊接等連接方式連接在供氫劑供給泵2的出口，供氫劑調(diào)節(jié)閥3的輸出端通過(guò)管道連接在供氫劑注入器5的輸入端上，供氫劑調(diào)節(jié)閥3用于調(diào)控供氫劑的流量。供氫劑調(diào)節(jié)閥3選擇調(diào)壓球閥，可直接購(gòu)買。供氫劑注入器5的輸入端還連接有重油管線，供氫劑流量表4安裝在連接供氫劑調(diào)節(jié)閥3和供氫劑注入器5的管道上。供氫劑流量表4選擇江蘇常州市成豐儀表的LWGY系列流量計(jì)，用于記錄實(shí)際進(jìn)入供氫劑注入器5中的的供氫劑流量。供氫劑注入器5是一個(gè)圓柱形的管，用于連接重油管線和供氫劑管線，實(shí)現(xiàn)重油和供氫劑的初步混合。供氫劑注入器5的輸出端連接著混合器6的輸入端，將初步混合重油和供氫劑混合液送入混合器6中。

本實(shí)用新型一種聲空化協(xié)同供氫劑的重油改質(zhì)系統(tǒng)所述的混合單元包括混合器6和變徑接頭Ⅰ7，混合器6的輸入端通過(guò)螺紋連接或焊接等連接方式連接著供氫劑注入器5的輸出端，混合器6的輸出端通過(guò)螺紋連接或焊接等連接方式連接著變徑接頭Ⅰ7的小徑端，變徑接頭Ⅰ7的大徑端通過(guò)螺紋連接或焊接等連接方式與聲空化處理單元的輸入端相連。重油粘度大多在10000厘泊以內(nèi)，且流量較大，因此重油和供氫劑混合單元選擇SX型靜態(tài)混合器，或其內(nèi)部安裝機(jī)械混合器或電動(dòng)混合器使重油與供氫劑均勻混合，增大兩相接觸面積。變徑接頭Ⅰ7由于其兩端的直徑不一樣，直徑小的為入口端，直徑大的為出口端，從而降低了重油與供氫劑混合液的流速，從而增加重油與供氫劑混合液的聲空化處理時(shí)間，有利于提高處理效果。

本實(shí)用新型一種聲空化協(xié)同供氫劑的重油改質(zhì)系統(tǒng)所述的聲空化處理單元包括超聲波換能器8、處理容器9和超聲波電源及控制單元10。超聲波換能器8位于處理容器9內(nèi)，超聲波電源及控制單元10控制超聲波換能器8的工作狀態(tài)并通過(guò)導(dǎo)線與超聲波換能器8連接。超聲波電源及控制單元10選擇深圳市科美達(dá)超聲設(shè)備有限公司的KMD-M1型超聲波發(fā)生器，用于控制超聲波換能器8的工作狀態(tài)，通過(guò)調(diào)節(jié)電壓、頻率等參數(shù)對(duì)超聲波換能器8的功率、頻率等進(jìn)行調(diào)節(jié)，獲得所需要的聲場(chǎng)。超聲波換能器8選用德國(guó)Hielscher Ultrasonics公司的UIP系列圓柱型超聲波換能器，用于產(chǎn)生處理重油與供氫劑的混合液所需的聲場(chǎng)，聲場(chǎng)首先破壞重油中作用力較弱的范德華力和氫鍵作用力，部分烷基橋鏈、烷基側(cè)鏈發(fā)生斷裂、異構(gòu)反應(yīng)，部分環(huán)狀結(jié)構(gòu)開環(huán)反應(yīng)，由此形成的自由基與供氫劑提供的活潑氫發(fā)生加氫反應(yīng)。此外，聲場(chǎng)還可使膠質(zhì)、瀝青質(zhì)緊密締合的大分子結(jié)構(gòu)發(fā)生一定程度的解聚。上述反應(yīng)使得重油中的瀝青質(zhì)等重質(zhì)組分含量降低、輕質(zhì)組分含量增加，重油膠體體系更加松散，且氮、硫、氧、鎳、釩等雜原子含量降低，由此改善重油性能。處理容器9通過(guò)螺紋連接或焊接等連接方式連接變徑接頭7的大徑端，用于提供合適的聲場(chǎng)環(huán)境同時(shí)安裝并固定超聲波換能器8。處理容器9出口與變徑接頭Ⅰ7的大徑端連接，將管道直徑改回重油管線直徑，減少變徑導(dǎo)致的回油流速損失，變徑接頭Ⅰ7的小徑端與重油管線連接，將處理后產(chǎn)物引流回原有管線內(nèi)。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種聲空化協(xié)同供氫劑的重油改質(zhì)系統(tǒng)所述的聲空化處理單元還包括多個(gè)支撐架11，支撐架11通過(guò)螺紋連接或焊接等連接方式安裝在處理容器9內(nèi)，并且超聲波換能器8套在支撐架11上，支撐架11用于限制超聲波換能器8的軸向位置，防止超聲波換能器8在長(zhǎng)期工作過(guò)程中發(fā)生移動(dòng)。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種聲空化協(xié)同供氫劑的重油改質(zhì)系統(tǒng)所述的聲空化處理單元還包括設(shè)有外螺紋的導(dǎo)線隔離套12，導(dǎo)線隔離套12內(nèi)部設(shè)有通孔，導(dǎo)線隔離套12的一端螺紋連接在超聲波換能器8上，導(dǎo)線隔離套12的另一端螺紋連接在處理容器9上，導(dǎo)線一端連接在超聲波換能器8上，另一端穿過(guò)導(dǎo)線隔離套12內(nèi)部的通孔連接超聲波電源及控制單元10。超聲波換能器8上的接線頭位于導(dǎo)線隔離套12內(nèi)，導(dǎo)線隔離套12與超聲波換能器8形成了一個(gè)半封閉的空間，防止處理容器9內(nèi)的重油與催化劑的混合液接觸接線頭，引起短路從而發(fā)生爆炸。此外，導(dǎo)線隔離套12螺紋連接在處理容器9上，可以防止處理容器9內(nèi)的重油與催化劑的混合液溢出，也可以通過(guò)將導(dǎo)線隔離套12與處理容器9焊接在一起或者其他密封方式防止處理容器9內(nèi)的重油與催化劑的混合液溢出。

重油改質(zhì)的步驟包括：

步驟一：根據(jù)重油的組分分析結(jié)果及其物理、化學(xué)特性，在20-100℃的重油中加入適量的供氫劑，在封閉處理容器內(nèi)利用超聲波換能器對(duì)重油、供氫劑的混合液進(jìn)行空化處理，超聲波頻率為15-150kHz，聲強(qiáng)為30-500W/cm²，處理時(shí)間為5-60min；

步驟二：對(duì)處理后的重油進(jìn)行粘度檢測(cè)、組分分析、沸點(diǎn)蒸餾測(cè)試、煉化產(chǎn)品分析，評(píng)價(jià)聲空化協(xié)同供氫劑的重油改質(zhì)效果，獲得聲空化協(xié)同供氫劑重油改質(zhì)效果最佳時(shí)的供氫劑種類、供氫劑質(zhì)量百分比、超聲波頻率、聲強(qiáng)、聲空化處理時(shí)間、處理溫度。

重油是重質(zhì)原油、稠油、渣油、老化油或輕質(zhì)原油中的一種。供氫劑是重油在煉化過(guò)程中生成的300℃-500℃餾分，所述的輕質(zhì)餾分供氫劑用量為重油質(zhì)量的10％-20％；或所述的供氫劑是模型化合物四氫萘、二氫蒽、十氫萘和二氫菲中的一種或幾種，所述的模型化合物供氫劑用量為重油質(zhì)量的1％-5％；或所述的供氫劑是含氫化合物水、氫氣或甲烷，所述的氫化合物供氫劑用量為重油質(zhì)量的10％-25％。

由重油流量、所需供氫劑的質(zhì)量百分比、供氫劑密度計(jì)算供氫劑的供給量，供氫劑儲(chǔ)存在供氫劑儲(chǔ)罐1內(nèi)，啟動(dòng)供氫劑供給泵2驅(qū)使供氫劑流動(dòng)，讀取供氫劑流量表4示數(shù)獲取當(dāng)前供氫劑流速，并通過(guò)調(diào)節(jié)供氫劑調(diào)節(jié)閥3進(jìn)行調(diào)控。供氫劑注入器5主管道與原有重油管線連接，通過(guò)閥門改變重油流向，使其通過(guò)改質(zhì)系統(tǒng)。在供氫劑注入器5內(nèi)完成重油和供氫劑的初步混合。油樣進(jìn)入混合單元后，在機(jī)械混合器或電動(dòng)混合器作用下實(shí)現(xiàn)重油和供氫劑均勻混合，增大兩相接觸面積，有利于提高反應(yīng)效率。油樣經(jīng)過(guò)變徑接頭Ⅰ7后，流速會(huì)明顯下降，增長(zhǎng)了超聲處理時(shí)間，有利于保證處理效果。油樣輸送至聲空化處理單元內(nèi)，啟動(dòng)超聲換能器，在聲場(chǎng)的作用下發(fā)生重油內(nèi)分子鏈發(fā)生斷裂，同時(shí)供氫劑會(huì)封閉產(chǎn)生的自由基，抑制重油分子長(zhǎng)鏈相互結(jié)合。需處理時(shí)間、重油處理量、管道直徑共同決定了改質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)聲空化反應(yīng)單元的個(gè)數(shù)，確保油樣能夠得到有效的處理，各聲空化處理單元之間由導(dǎo)向管連接，蛇形布置有利于減小設(shè)備的尺寸。待設(shè)備穩(wěn)定工作10～15分鐘后，從油管出口部分取油樣進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)方式主要包括：利用粘度計(jì)對(duì)油樣的粘度進(jìn)行測(cè)量，利用液固吸附色譜法對(duì)油樣進(jìn)行四組分分析，同時(shí)利用實(shí)沸點(diǎn)蒸餾儀、催化裂化模擬裝置、延遲焦化模擬裝置等環(huán)節(jié)對(duì)改質(zhì)情況進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)價(jià)。單次實(shí)驗(yàn)完成后改變處理參數(shù)，對(duì)比不同處理參數(shù)下的實(shí)驗(yàn)效果，得出重油的最優(yōu)處理參數(shù)。確定單一重油的最優(yōu)處理參數(shù)后，選擇不同特性重油為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，探究各自的最優(yōu)處理參數(shù)，并結(jié)合重油特性總結(jié)出一種以重油特性為選擇依據(jù)的處理參數(shù)選擇方法，可以為以后重油超聲改質(zhì)技術(shù)提供相應(yīng)基礎(chǔ)。

本實(shí)用新型的工作原理是：

大功率超聲波在重油內(nèi)形成強(qiáng)烈的空化效應(yīng)，空化泡破裂的瞬間可以形成幾千開爾文的高溫、幾千個(gè)大氣壓的高壓以及高速微射流。在空化效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)等作用下，重油分子鏈的化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，形成自由基，自由基反應(yīng)會(huì)引起重油發(fā)生改質(zhì)裂解。然而自由基反應(yīng)過(guò)程有可能使兩個(gè)長(zhǎng)分子鏈結(jié)合在一起，導(dǎo)致形成更重的成分，即自由基不可控。

供氫劑僅在加熱的條件下便能夠釋放出活潑的氫原子，氫原子能夠起到封閉重油分子鏈上自由基的作用，防止兩條長(zhǎng)分子鏈結(jié)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)自由基的控制，使反應(yīng)向分子鏈變短的方向移動(dòng)。然而供氫劑僅能對(duì)自由基進(jìn)行封閉，無(wú)法使分子鏈斷裂形成自由基，因此將大功率超聲波與供氫劑兩種技術(shù)結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)互補(bǔ)，在低溫、低壓環(huán)境下實(shí)現(xiàn)重油的裂解改質(zhì)。

本實(shí)用新型的工作過(guò)程是：

由重油流量、所需供氫劑的質(zhì)量百分比、供氫劑密度計(jì)算供氫劑的供給量，供氫劑儲(chǔ)存在供氫劑儲(chǔ)罐1內(nèi)，啟動(dòng)供氫劑供給泵2驅(qū)使供氫劑流動(dòng)，讀取供氫劑流量表4示數(shù)獲取當(dāng)前供氫劑流速，并通過(guò)調(diào)節(jié)供氫劑調(diào)節(jié)閥3進(jìn)行調(diào)控。供氫劑注入器5主管道與原有重油管線連接，通過(guò)閥門改變重油流向，使其通過(guò)改質(zhì)系統(tǒng)。在供氫劑注入器5內(nèi)完成重油和供氫劑的初步混合并將油樣送入混合器6，在機(jī)械混合器或電動(dòng)混合器作用下實(shí)現(xiàn)重油和供氫劑均勻混合，增大兩相接觸面積，有利于提高反應(yīng)效率。從混合器6流出的混合均勻后的重油和供氫劑混合液(本文中的重油和供氫劑混合液也可稱為油樣)經(jīng)過(guò)變徑接頭Ⅰ7后，流速會(huì)明顯下降，增長(zhǎng)了超聲處理時(shí)間，有利于保證處理效果。油樣輸送至聲空化處理單元內(nèi)，啟動(dòng)超聲換能器8，在聲場(chǎng)的作用下發(fā)生重油內(nèi)分子鏈發(fā)生斷裂，同時(shí)供氫劑會(huì)封閉產(chǎn)生的自由基，抑制重油分子長(zhǎng)鏈相互結(jié)合。超聲波電源及控制單元10用于控制超聲波換能器8的工作狀態(tài)，通過(guò)調(diào)節(jié)電壓、頻率等參數(shù)對(duì)超聲波換能器8的功率、頻率等進(jìn)行調(diào)節(jié)，獲得所需要的聲場(chǎng)。需處理時(shí)間、重油處理量、管道直徑共同決定了改質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)聲空化反應(yīng)單元的個(gè)數(shù)，確保油樣能夠得到有效的處理，各聲空化處理單元之間由導(dǎo)向管連接，蛇形布置有利于減小設(shè)備的尺寸。

當(dāng)然，上述說(shuō)明并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。