專利名稱：：用于輔助燃料系統(tǒng)的多級(jí)脫硫系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：0001本公開(kāi)一般地涉及燃料系統(tǒng)，并且更具體地涉及從含有較高濃度硫化合物的初級(jí)燃料流中提取具有低濃度硫化合物的輔助燃料流的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：0002燃料電池系統(tǒng)的性能、成本和耐久性的持續(xù)改進(jìn)繼續(xù)使人們對(duì)它們例如在運(yùn)載工具如混合動(dòng)力汽車或燃料電池動(dòng)力汽車中作為輔助動(dòng)力設(shè)備(APU)的用途感興趣。它們實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)局限性涉及使用的物流燃料(logisticefuel)或傳統(tǒng)燃料，例如柴油和煤油餾分。這些燃料具有在30到3，000ppm范圍內(nèi)的硫含量，其或者影響這些燃料向氫或合成氣流的轉(zhuǎn)化，或者影響燃料電池下游的性能。一種可替代的方法是需要例如費(fèi)托(Fischer-Tropsch)液體的合成"無(wú)硫"型液體燃料或者氣體液化產(chǎn)品(gas-to-liquidproduct),用于APU，但是，這使得需要為同一運(yùn)載工具提供兩種獨(dú)立的燃料流。0003舉例來(lái)說(shuō)，美國(guó)的一些政府機(jī)構(gòu)已經(jīng)要求在燃料中具有低水平硫，例如新近推動(dòng)到30至300ppm。盡管水平接近最低限，但是，硫含量仍會(huì)影響在下游工藝中的催化劑的性能，并因此防礙燃料電池系統(tǒng)的有效使用。技術(shù)，包括基于膜的技術(shù)，被開(kāi)發(fā)用于煉廠規(guī)模應(yīng)用，以取得這些較低的硫規(guī)格。膜技術(shù)和具體的全蒸發(fā)膜技術(shù)是市場(chǎng)化技術(shù)，其在許多工業(yè)中被實(shí)踐，用于從液體流混合物中分離較高蒸氣壓的組分。0004希望有一種簡(jiǎn)單的工藝，其提供需要的分離選擇性，能夠在小型的、不昂貴的系統(tǒng)中實(shí)施以及用來(lái)自汽油、煤油、噴氣燃料和柴油的眾多初級(jí)燃料操作。本公開(kāi)內(nèi)容針對(duì)的正是這些需要。
發(fā)明內(nèi)容0005公開(kāi)了根據(jù)示例性施行方式，從初級(jí)燃料流生產(chǎn)含有低濃度硫化合物的輔助燃料流的系統(tǒng)和方法的實(shí)施方式。系統(tǒng)包括第一分離階段，其從一部分初級(jí)燃料流中分離階段一滲透流與階段一保留流。第二分離階段從階段一滲透流中分離階段二滲透流和階段二保留流，其中階段二保留流包括含有低濃度硫化合物的輔助燃料流。混合階段一保留流和階段二滲透流并且返回初級(jí)燃料流中。結(jié)果是含有低濃度硫化合物的輔助燃料流以及初級(jí)燃料流。0006根據(jù)進(jìn)一步的示例性實(shí)行方式，從初級(jí)燃料流中分離含有低硫化合物的輔助燃料流的方法包括從初級(jí)燃料流中分離階段一滲透流與階段一保留流；在真空下蒸發(fā)階段一滲透流；從階段一滲透流中分離階段二滲透流和階段二保留流，階段二保留流包括含有低濃度硫化合物的燃料流；并且在真空下，蒸發(fā)階段二滲透流，以將階段二滲透流返回到初級(jí)燃料流中。因此，階段二保留流是含有低硫化合物的輔助燃料流。0007根據(jù)另外的示例性實(shí)行方式，從初級(jí)燃料流中分離含有低濃度硫化合物的燃料流的系統(tǒng)包括燃料供給器；階段一分離器；階段二分離器；連接燃料供給器到階段一分離器的第一供給管線；連接階段一分離器和階段二分離器的第二供給管線。第一供給管線將燃料流從燃料供給器輸送到階段一分離器。階段一分離器從階段一燃料供給流中產(chǎn)生階段一滲透流和階段一保留流。第二供給管線將階段一滲透流從階段一分離器輸送到階段二分離器。階段二分離器產(chǎn)生階段二滲透流和階段二保留流。產(chǎn)生的階段二保留流是含有低濃度硫化合物的燃料流。在這個(gè)系統(tǒng)中，隨后混合階段一保留流和階段二滲透流并且將它們返回到初級(jí)燃料流中。0008根據(jù)又進(jìn)一步的示例性施行方式，公開(kāi)了從初級(jí)燃料流中分離含有低濃度硫化合物的燃料流的系統(tǒng)，其包括階段一分離器，其從初級(jí)燃料流中提供氣態(tài)的階段一滲透流和階段一保留流；與階段一分離器相關(guān)聯(lián)的第一噴射器，該噴射器使用冷卻的階段一滲透液體作為第一噴射器的驅(qū)動(dòng)流體(motivefluid),提供真空和冷卻能量，以冷凝階段一滲透蒸氣；和階段二分離器，其從冷凝的階段一滲透流提供階段二保留流和氣態(tài)的階段二滲透流，階段二保留流包括含有低濃度硫化合物的燃料流；以及與階段二分離器相關(guān)聯(lián)的第二噴射器，該噴射器使用冷卻的階段一保留流作為驅(qū)動(dòng)流體，為階段二滲透蒸氣提供真空以及冷凝并混合階段二滲透蒸氣與階段一保留物。產(chǎn)生的真空可以不僅僅通過(guò)使用用工藝液體作為驅(qū)動(dòng)流體的噴射器產(chǎn)生。壓縮氣體例如空氣或富含氮?dú)?N2)的空氣可以用作驅(qū)動(dòng)流體。可選地，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的真空泵可以被用于產(chǎn)生真空。0009根據(jù)另外的示例性施行方式，從初級(jí)燃料流中分離含有低濃度硫化合物的燃料流的系統(tǒng)包括燃料供給器；階段一分離器；反應(yīng)性脫硫催化劑；催化劑下游的吸附劑床；連接燃料供給器與階段一分離器的第一供給管線；連接階段一分離器到反應(yīng)性脫硫催化劑的第一蒸氣相供給管線；第一吸附劑床供料管線；第一冷凝供給管線；和第一反應(yīng)物供給管線。第一供給管線將燃料流從燃料供給器輸送到階段一分離器。階段一分離器從階段一燃料供給流中產(chǎn)生階段一滲透流和階段一保留流。第一蒸氣相供給管線將階段一滲透流從階段一分離器輸送到反應(yīng)性脫硫催化劑。反應(yīng)物供給管線將反應(yīng)物供應(yīng)到反應(yīng)性脫硫催化劑。該催化劑支持在階段一滲透物中的硫種類與反應(yīng)物的化學(xué)反應(yīng)，以使硫種類改性。該第一吸附劑床供料管線將反應(yīng)物催化劑與吸附劑床連接。改性的硫種類吸附或吸收到吸附劑上，并且留下的階段一滲透物被冷凝以備后續(xù)使用或加工。0010本公開(kāi)的特征和方面將通過(guò)下面的詳細(xì)描述、結(jié)合附圖更好地理解，所有附圖僅僅通過(guò)示例給出，且不限定本公開(kāi)。0011圖l是根據(jù)本公開(kāi)的方法的示例性實(shí)施方式的概念圖。0012圖2是根據(jù)本公開(kāi)的系統(tǒng)的實(shí)施方式的簡(jiǎn)化示意流程圖。0013圖3圖解了在圖1和2中顯示的系統(tǒng)和方法的操作模型上實(shí)驗(yàn)測(cè)試的結(jié)果。0014圖4是根據(jù)本公開(kāi)的系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的簡(jiǎn)化示意流程圖。0015圖5是系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的階段一部分的局部示意流程圖，在此系統(tǒng)中兩步冷凝功能被用于階段一滲透物。0016圖6是圖表，其圖解了滲透物l冷凝物的蒸餾曲線。0017圖7是圖表，其圖解了多種冷凝物的硫濃度。0018圖8是根據(jù)本公開(kāi)的系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的示意流程圖。0019圖9是根據(jù)本公開(kāi)的系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的簡(jiǎn)化示意流程圖。0020圖10是在圖9中顯示的系統(tǒng)的說(shuō)明性示例系統(tǒng)的示意流程圖。0021圖11是在圖9中顯示的可代替系統(tǒng)的另一說(shuō)明性示例系統(tǒng)的示意流程圖。0022圖12是在圖9中顯示的可代替系統(tǒng)的另一說(shuō)明性示例系統(tǒng)的示意流程圖。0023圖13是在圖9中顯示的可代替系統(tǒng)的另一說(shuō)明性示例系統(tǒng)的示意流程圖。0024圖14是在圖9中顯示的可代替系統(tǒng)的另一說(shuō)明性示例系統(tǒng)的示意流程圖。定義0025在下面的討論中，使用的術(shù)語(yǔ)依據(jù)如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所擬用的它們的一般含義進(jìn)行使用。在下面描述的實(shí)施方式中，下面的術(shù)語(yǔ)意圖如下使用。0026術(shù)語(yǔ)"烴"普遍地被用于描述各種長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)的主要由氫和碳原子組成的有機(jī)化合物，但也可以包含非碳原子(例如氧、硫或氮)。0027術(shù)語(yǔ)"直鏈烴"意味化合物是不含有環(huán)結(jié)構(gòu)的烷烴或異構(gòu)烷烴型烴。0028術(shù)語(yǔ)"全蒸發(fā)"意味通過(guò)無(wú)孔膜部分蒸發(fā)分離液體的混合物。0029術(shù)語(yǔ)"環(huán)烷或環(huán)烴化合物"是具有一個(gè)或多個(gè)碳原子環(huán)、只有單鍵的烴。0030術(shù)語(yǔ)"芳烴化合物"是包括一個(gè)或多個(gè)碳環(huán)、在這些環(huán)內(nèi)具有雙鍵的烴。0031術(shù)語(yǔ)"雜環(huán)"是芳烴化合物或環(huán)烷化合物，其除碳和氫外包含例如硫、氮或氧的原子。性質(zhì)上，雜環(huán)通常是極性的。0032術(shù)語(yǔ)"極性的"或"離子的"，當(dāng)指膜時(shí)，指包含離子鍵的膜。相似地，術(shù)語(yǔ)"非極性的"或"非離子的"是不包含離子鍵的膜。如果膜本質(zhì)上是極性的或用極性材料涂布——極性材料例如具有支化磺酸基團(tuán)的氟化聚合物如Nafion,則具有極性種類的化合物將趨向于選擇性地遷移通過(guò)膜。非極性膜例如三醋酸纖維素將趨向于對(duì)于非極性化合物是選擇性的，并且選擇地降低離子化合物的遷移速率。具體實(shí)施例方式0033本公開(kāi)內(nèi)容涉及全蒸發(fā)膜工藝和系統(tǒng)，其用于從初級(jí)燃料流中分離滑流(slipstream)或輔助燃料流。0034應(yīng)意識(shí)到，出于說(shuō)明的簡(jiǎn)潔性和清楚的目的，在附圖中顯示的和下面討論的元件沒(méi)有必要按比例繪制。例如，一些元件的尺寸出于清楚的目的，彼此之間相對(duì)被放大。進(jìn)一步，在被認(rèn)為適當(dāng)?shù)牡胤?，指代?shù)字在附圖之間被重復(fù)使用，以指明相應(yīng)的元件。0035圖1顯示根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的整個(gè)工藝的簡(jiǎn)化示意圖，表明了兩個(gè)分離階段以及對(duì)于燃料原料混合物的各種成分的選擇性。工藝1包括將部分初級(jí)燃料流2流過(guò)階段一分離器11，且隨后將分離的部分流過(guò)階段二分離器16。初級(jí)燃料2可以是任何商業(yè)上可利用的運(yùn)輸或物流燃料(例如，但不限于，在州際加油站普遍可得的再配制的汽油、煤油和柴油；噴氣燃料；航空煤油(A-l)或軍用規(guī)格燃料如JP-8、NATOF-76，等等)。這些燃料由烴組分的廣泛混合物組成，其典型地在精制過(guò)程中通過(guò)蒸氣分餾工藝從散裝燃料(biilkftiel)源分離。結(jié)果是，每種混合物具有眾多化合物，每種化合物在確定的溫度帶范圍蒸發(fā)。一般來(lái)說(shuō)。汽油比煤油包含更輕的成分，煤油又比柴油燃料更輕。在每一數(shù)量的具體類型燃料中，存在眾多化合物，其具有不同的蒸氣壓和極性以及非極性特性。0036具體地，初級(jí)燃料原料2由組分的混合物構(gòu)成，其具體地可以由烴的混合物組成，可以被細(xì)分為五個(gè)初級(jí)組。第一組是重硫化合物(HSulfur)22，其是具有相對(duì)高沸點(diǎn)的多環(huán)和多分支烴。例如，這些包括沸點(diǎn)大于30(TC的二苯并噻吩。二苯并噻吩至少包括三個(gè)環(huán)結(jié)構(gòu)并且是芳香12族化合物。第二組是輕硫化合物(LSulfur)24，其是較簡(jiǎn)單的含硫化合物，具有相對(duì)更低的沸點(diǎn)并且少于三個(gè)環(huán)結(jié)構(gòu)。例如，這些包括多種，例如硫醇、噻吩和苯并噻吩，其沸點(diǎn)低于30(TC，更優(yōu)選地低于225t:。第三組是重?zé)N(HHC)21，以及第四組是輕烴(LHC)25，這兩組都不含在前兩組中含有的硫原子。第五組是添加劑23，其根據(jù)產(chǎn)品、廠商和其它標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于每種類型的燃料是特定的。例如，軍用JP-8燃料相似于商用航空燃料，除了規(guī)格中需要三種添加劑。對(duì)于JP-8來(lái)說(shuō)，這些是燃料系統(tǒng)結(jié)冰抑制劑(MIL-DTL-85470)二甘醇一乙醚(di-EGME)、緩蝕劑/潤(rùn)滑性提高劑(MIL-PRF-25017和Paradyne655)和電導(dǎo)性/靜電消除劑(Stadis450和MIL-S-53021)。這些規(guī)格在1999年10月由美國(guó)軍隊(duì)坦克-自動(dòng)化研究、開(kāi)發(fā)和工程中心(U.S.ArmyTank-AutomotiveResearch,DevelopmentandEngineeringCenter)(TARDEC)出版、Warren,MI編著的"GUIDEFORFIELDBLENDINGOFADDITIVESORFORWINTERIZINGGROUNDFUELS",AMAST-TR隱D/210，第48397-5000頁(yè)闡述，在此引用其全部以作參考。0037在圖1中顯示的工藝1中，初級(jí)燃料原料2在多階段工藝1中被分離為輔助燃料流3和返回的初級(jí)燃料流4，多階段工藝1由階段一分離工藝11和階段二分離工藝16組成。階段一分離工藝11支持由輕硫24和輕烴25組成的較輕化合物遷移通過(guò)膜12，作為階段一滲透物13排出。其它化合物21、22、和23被保留在也來(lái)源于階段一分離工藝11的保留流14中。階段一滲透物13被輸送到階段二分離工藝16。在階段二分離工藝中，輕硫化合物24隨著一些輕化合物26作為階段二滲透物19選擇性地通過(guò)膜17，同時(shí)大多數(shù)更輕烴28保留在階段二保留流18中。階段二滲透物19與階段一保留物14混合且返回到初級(jí)應(yīng)用或罐中作為返回的初級(jí)燃料流4。階段二保留物18成為輔助燃料供給3。0038盡管階段一11和階段二16工藝是選擇性的工藝，但是它們的選擇性不必是絕對(duì)的。通過(guò)控制原料流2和13的溫度以及滲透流13和19的真空，實(shí)際遷移通過(guò)膜12和17的化合物的數(shù)量可以被控制。0039滲透的原動(dòng)力是每個(gè)階段中通過(guò)膜的化合物的分壓差(PPD)。滲透速率隨溫度增加而增大。膜材料的溫度極限可能提出更低的操作點(diǎn)，但是在滲透物側(cè)應(yīng)用真空可以產(chǎn)生更高的PPD原動(dòng)力，以補(bǔ)償較低的溫度。當(dāng)原料流的溫度增加時(shí)，化合物的移動(dòng)性增強(qiáng)且膜的滲透性增強(qiáng)。這兩個(gè)參數(shù)增大了化合物通過(guò)膜的遷移速率。膜的溫度還增大了暴露在膜的滲透物側(cè)的化合物的蒸氣壓。0040在使用全蒸發(fā)膜的工藝1中，范圍在1到500托且更優(yōu)選地在100托到大約200托之間的真空，可以被應(yīng)用到滲透物側(cè)，具有最高蒸氣壓的化合物從膜的表面被蒸發(fā)為蒸氣。最優(yōu)的溫度范圍取決于真空的水平、初級(jí)燃料的類型和所使用的膜材料。例如，在初級(jí)燃料是航空煤油并且從階段一工藝11中分餾的輕烴在汽油沸程內(nèi)以及真空被跨膜應(yīng)用的情況下，則當(dāng)應(yīng)用100-200托的真空時(shí)，溫度范圍應(yīng)該在大約IO(TC和大約20(TC之間，優(yōu)選地范圍在大約12(TC到135。C之間。另一方面，如果初級(jí)燃料是柴油餾分，則溫度可以在15(TC到30(TC的范圍內(nèi)。具有最高蒸氣壓的化合物的蒸發(fā)形成了跨過(guò)膜的濃度梯度，其促進(jìn)了這些化合物從原料流中遷移的增強(qiáng)。具有低蒸氣壓的化合物沒(méi)有蒸發(fā)，并因此對(duì)于這些化合物沒(méi)有建立濃度梯度且沒(méi)有發(fā)生額外的遷移。其它參數(shù)例如膜的表面積、膜的厚度和在膜的保留物側(cè)混合的內(nèi)部流體相也對(duì)遷移化合物的數(shù)量有貢獻(xiàn)。膜表面積的增加由于更大的遷移面積以及滲透物側(cè)更大的蒸發(fā)遷移面積而提供了增強(qiáng)的遷移。更薄的膜對(duì)運(yùn)輸具有更低的阻力且支持更高的遷移速率，這是由于建立的濃度梯度在更短的距離內(nèi)發(fā)揮作用。0041滲透通量與膜的厚度成反比，因此，如果可以在操作壓力和溫度下存在，更薄的膜是優(yōu)選的。通過(guò)確保在原料流中混合多種化合物并且在膜的供給表面保持可能的最高濃度的高蒸氣壓化合物，內(nèi)部流體相的混合增強(qiáng)了遷移速率。在保留物側(cè)的體相流動(dòng)中的質(zhì)量遷移阻力可以降低在膜表面的有效分壓。湍流或高流動(dòng)速度可以改進(jìn)混合并提高通量。在階段一分離器和階段二分離器中調(diào)整膜的這些特性有助于確保在階段一11中遷移的所有輕硫化合物24在階段二16中再一次遷移。通過(guò)在足夠低的溫度下操作——其中較高沸點(diǎn)化合物不蒸發(fā)，重的芳香族或多環(huán)硫化合物例如二苯并噻吩進(jìn)入滲透物的量可以被降低和最小化。0042根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容，階段一分離工藝11和階段二分離工藝16可以使用許多技術(shù)進(jìn)行，包括閃蒸分離(FVS);使用過(guò)濾膜例如反滲透(ROM)、納米過(guò)濾膜(NFM)和超濾膜(UFM);以及全蒸發(fā)膜例如非極性全蒸發(fā)膜(NPVM)和極性全蒸發(fā)膜(PPVM)。對(duì)于每個(gè)階段的具體分離技術(shù)的正確選擇取決于具體的初級(jí)燃料和硫化合物在混合物中的分布。具體的添加劑23和在初級(jí)燃料原料2中的硫化合物也可以影響最適宜分離技術(shù)的選擇。0043適合于本文所公開(kāi)的分離工藝的分離技術(shù)，和它們對(duì)于在該工藝所有實(shí)施方式中目標(biāo)化合物的選擇性可以通過(guò)考慮三個(gè)特性加以確定。第一是孔的物理尺寸，第二是化合物例如硫化合物的極性或離子特性引起的選擇性，以及第三是沸點(diǎn)或蒸氣壓引起的選擇性。本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)代表性的實(shí)施方式包括下述的第一步分離低沸點(diǎn)餾分滲透物，用于在第二步中通過(guò)硫選擇性膜進(jìn)行處理和收集輕保留物作為清潔產(chǎn)品，用于下游工藝?yán)巛o助燃料源。來(lái)自第一步的高沸點(diǎn)餾分保留物和源于第二步的滲透物被合并且作為殘留燃料被送回。0044簡(jiǎn)單的過(guò)濾方法例如ROM、NFM和UFM提供了主要通過(guò)物理尺寸和結(jié)構(gòu)進(jìn)行的分離。ROM分離裝置的有效孔徑低于0.0014微米，而NFM裝置的孔從0.0008到0.005微米以及UFM裝置的孔從0.0025到0.1微米。這些一定程度上涉及分子量引起的化合物選擇性。例如，ROM對(duì)于低于300克/摩爾的化合物是優(yōu)良的，NFM對(duì)于在160到10,000克/摩爾的化合物是優(yōu)良的和UFM對(duì)于在2,000和200,000克/摩爾之間的化合物是優(yōu)良的。除質(zhì)量之外，分子的三維形狀也影響選擇性，復(fù)雜的多環(huán)結(jié)構(gòu)比線型直鏈化合物具有更大的位阻。0045分離技術(shù)例如閃蒸器和全蒸發(fā)膜根據(jù)化合物的沸點(diǎn)或蒸氣壓被選擇。例如，在閃蒸器中，液體原料被加壓和加熱。這種加熱和加壓的流體隨后穿過(guò)孔，產(chǎn)生了快速的壓降，并發(fā)生混合物內(nèi)一些低沸點(diǎn)化合物的蒸發(fā)。具有更高沸點(diǎn)的更重化合物作為液體存留。因此，那么燃料原料是兩相混合物。該兩相(氣-液)混合物隨后被分離為氣體流和液體流。氣體流然后被冷凝以完成分離過(guò)程。全蒸發(fā)膜的使用是相似的，除了它將膜的分離過(guò)程和蒸發(fā)結(jié)合。0046在依據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，配備有分餾裝置的閃蒸器被用作第一階段，以及極性全蒸發(fā)膜用在第二分離階段。在另一個(gè)實(shí)施方式中，極性全蒸發(fā)膜被用于進(jìn)行第一和第二階段分離。這些PPVM將物理過(guò)濾和極性選擇性結(jié)合以優(yōu)先地分離小尺寸的極性化合物，隨后應(yīng)用其它的選擇性，原因在于從膜的滲透物側(cè)蒸發(fā)的遷移化合物。如果化合物可以物理地轉(zhuǎn)移通過(guò)膜，但是在操作溫度下它的蒸氣壓太低而不能蒸發(fā)，則它將不會(huì)轉(zhuǎn)移至滲透相。因此，在確定溫度下操作的PPVM分離器可以顯示對(duì)輕烴和輕硫化物兩者的選擇性。0047在依據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施方式中，階段二分離器比階段一分離器對(duì)極性分子具有更大的選擇性。這個(gè)特性有助于確保遷移通過(guò)第一膜的所有極性硫化合物和其它的離子化合物通過(guò)第二階段滲透物流動(dòng)返回到初級(jí)燃料。0048該工藝的示例性實(shí)施方式被設(shè)計(jì)成通過(guò)提取燃料餾分送到初級(jí)應(yīng)用例如驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或初級(jí)發(fā)電機(jī)，提供可用于運(yùn)載工具上隨車攜帶的輔助動(dòng)力設(shè)備(APU)中的低硫、清潔的燃料流。評(píng)價(jià)該工藝效率的重要參數(shù)是提取燃料混合物的低硫餾分同時(shí)在返回的初級(jí)燃料流中基本上留下所有的燃料性能添加劑和硫化合物的能力。0049圖2顯示在系統(tǒng)60中實(shí)現(xiàn)的圖1工藝1的實(shí)施方式。在系統(tǒng)60中，來(lái)自罐61的初級(jí)燃料被初級(jí)燃料原料流32中的泵63加壓。初級(jí)燃料原料流32隨后被工藝同流換熱器53加熱為初級(jí)燃料第一熱原料流321。初級(jí)燃料第一熱原料流321隨后被在換熱器52中的熱發(fā)動(dòng)機(jī)工作液50加熱為初級(jí)燃料第二熱原料流322。該第二熱原料流322隨后被供給到階段一分離器31，在其中它被分離為階段一保留流37和階段一滲透流34。階段一滲透流34隨后被轉(zhuǎn)移到由噴射器驅(qū)動(dòng)流體38驅(qū)動(dòng)的噴射器35中。在噴射器35中，階段一滲透蒸氣流34被置于真空下，其中真空是由于噴射器驅(qū)動(dòng)流體38的供給流引起。出噴射器35的是合并的液體流36，其是階段一滲透流34和噴射器驅(qū)動(dòng)流體38的混合物。該合并的液體流36流動(dòng)著以冷卻換熱器57，在此液體流36冷卻。冷卻的驅(qū)動(dòng)液體38與階段一滲透蒸氣34的重量比保持適當(dāng)高，以使冷凝熱僅僅輕微地提高合并的液體流36的溫度。蒸氣冷凝為液體產(chǎn)生了更低的體積，并因此真空在上游形成。使用具有高速驅(qū)動(dòng)流體的噴射器也產(chǎn)生真空。0050熱液體流36在換熱器57中被冷卻為冷的液體流360，其壓力通過(guò)泵137被增加，并分離為驅(qū)動(dòng)流38送到噴射器35和階段二原料流42。冷卻裝置55是散熱元件，其由空氣冷卻或液體冷卻的散熱器或其它適宜機(jī)構(gòu)構(gòu)成，例如運(yùn)載工具的空調(diào)系統(tǒng)，通過(guò)運(yùn)載工具的空調(diào)系統(tǒng)，多余的熱量可以從系統(tǒng)中除去。冷卻的流體流362和363在概念上是冷卻回路，其圖解為將熱量從三個(gè)冷卻換熱器56、57和58轉(zhuǎn)移到冷卻裝置55。盡管在本公開(kāi)中顯示了系列流動(dòng)結(jié)構(gòu)，但是并不被這種圖解所限制，并且串行或平行流動(dòng)的任何組合以及整體的或?qū)Ｓ玫睦鋮s裝置是可行的且為本公開(kāi)所覆蓋。同流換熱器53將熱量從返回的燃料流46轉(zhuǎn)移到原料流32。為了確保在返回流46中的所有蒸氣被冷凝，冷卻換熱器56被包括在內(nèi)。0051液體流361的一部分作為階段二原料流42被送到階段二分離器41。在圖2顯示的實(shí)施方式中，僅僅一小部分的液體流361被送到階段二分離器41，而大部分作為噴射器驅(qū)動(dòng)流體38流向噴射器。使用液體流361作為噴射器驅(qū)動(dòng)流體38消除了對(duì)使用分離工作流體及其氣-液分離器和雙下游冷卻換熱器的需要。在穩(wěn)定態(tài)的操作中，氣-液流36的組成主要是輕烴和輕硫化合物，如在下面更詳細(xì)地討論的。在穩(wěn)定態(tài)的操作下，流體34、36、38和361的組成是相同的，其在氣-液流36離開(kāi)噴射器35之后，支持氣-液流36的直接冷凝。0052階段二原料42通過(guò)再熱換熱器51并且成為進(jìn)入階段二分離器41的熱階段二原料421。熱階段二原料421的原料流被分離成階段二滲透流44和階段二保留流47。在一些可選的實(shí)施方式中，階段二原料42可以首先通過(guò)同流換熱器(未顯示)加熱，然后進(jìn)入再熱換熱器51，該同流換熱器與來(lái)自階段二的排出流——不是階段二滲透物44就是階段二保留物47——相接。階段二分離器41中膜的硫選擇性支持轉(zhuǎn)移階段二滲透流44中的大多數(shù)硫化合物，而保留一些輕烴化合物作為階段二保留流47，其被冷卻并且貯存在罐62中作為輔助燃料供給。階段二膜的選擇性越好，保留在保留流47中的輕烴越多。階段二滲透流44被置于真空下，這是由于被傳輸?shù)絿娚淦?5中的驅(qū)動(dòng)流體的作用。在這個(gè)實(shí)施方式中，噴射器45的驅(qū)動(dòng)流體是階段一保留流37。在另一個(gè)可選方式中，階段二原料42可以用一個(gè)或多個(gè)與階段一保留流37相接的可再生換熱器加執(zhí)。八、、00053使用階段一保留流37驅(qū)動(dòng)噴射器45使該工藝的復(fù)雜性最小化。從噴射器45中排出的是返回流體46，其通過(guò)同流換熱器53，以提高工藝熱效率。流體在返回到罐61之前，最后通過(guò)冷卻換熱器56，以確保返回流體處于或接近環(huán)境溫度。0054一種或兩種滲透流還可以在一個(gè)或多個(gè)分離冷卻換熱器中被冷卻，以增強(qiáng)真空的產(chǎn)生。在其它的實(shí)施方式中，階段一保留流37在作為噴射器45的驅(qū)動(dòng)流體之前被冷卻。例如，噴射器45可以被放置在同流換熱器53的下游，以使保留流37在作為驅(qū)動(dòng)流體進(jìn)入噴射器45之前流過(guò)換熱器53。在這個(gè)實(shí)施方式中，用于噴射器45的驅(qū)動(dòng)流體是階段一冷卻保留流37。在另外的實(shí)施方式中，一種或兩種滲透流還可以在一個(gè)或多個(gè)分離冷卻換熱器中被冷卻，以增強(qiáng)真空的產(chǎn)生。0055在其它的實(shí)施方式中，從噴射器45中排出，在階段二分離器中作為滲透物轉(zhuǎn)移的硫化合物可以與來(lái)自階段一的保留液混合并返回到初級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)或初級(jí)燃料罐61中。0056上述所公開(kāi)的系統(tǒng)可以被用于在運(yùn)載工具上進(jìn)行多階段分離過(guò)程，以提取可用于輔助動(dòng)力設(shè)備的在燃料化合物階段二保留物47中的低硫滑流，同時(shí)設(shè)計(jì)分離步驟，以使在初級(jí)燃料32中的性能增強(qiáng)添加劑被保留在階段一保留物37中或通過(guò)階段二的滲透物44返回階段一保留物中。在現(xiàn)有技術(shù)和傳統(tǒng)的方法中，初級(jí)燃料的滑流作為輔助燃料流被移出，并且隨后被處理以完全破壞、吸收或吸附硫化合物。0057本方法允許通過(guò)多階段工藝提取低硫、清潔的燃料流，該多階段工藝將殘留物中的硫化合物返回初級(jí)燃料，而不是將它們吸附或吸收到一次性過(guò)濾器(throwawayfilter)或固體床上并在再生循環(huán)中破壞硫化合物。本方法還增強(qiáng)第三階段吸附劑或吸收劑的性能，因?yàn)樵谌剂现械钠渌鼧O性化合物也通過(guò)最初兩個(gè)階段降低了濃度。對(duì)于最普遍使用的燃料，與摻雜了具體硫化合物的代用燃料相比，吸附劑貯存容量被發(fā)現(xiàn)是其容量的十分之一。容量的這種下降是由于其它化合物例如添加劑或重芳香族化合物，其本質(zhì)上也是極性的、占據(jù)吸附活性位。0058該系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式專注于使用來(lái)自階段一37的保留物作為驅(qū)動(dòng)流體用于階段二噴射器45，階段二噴射器45在階段二滲透物側(cè)提供真空。該保留流可以被冷卻以增強(qiáng)噴射器的性能，在階段二滲透物側(cè)上產(chǎn)生更高的真空。相似地，蒸發(fā)的滲透流44也可以在進(jìn)入噴射器45之前被冷卻和冷凝，以進(jìn)一步增強(qiáng)性能。階段一保留物37也可以在進(jìn)入噴射器之前被冷卻，以進(jìn)一步增強(qiáng)真空性能。噴射器周圍這些流體的冷卻可以通過(guò)直接冷卻，或者通過(guò)結(jié)合預(yù)熱階段一或階段二膜工藝的原料流的同流換熱冷卻(recuperativecooling)。0059本系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式專注于在冷凝和加壓后使用階段一滲透流34作為用于階段一噴射器35的驅(qū)動(dòng)流體38。0060本系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式專注于將流體46返回通過(guò)同流換熱器53，以提高工藝熱效率。該流體隨后在返回罐61之前，最后通過(guò)冷卻換熱器56，以確保返回的流體處于或接近周圍溫度。0061系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式包括使用源自初級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用的熱能，以提供階段一和階段二分離器單元有效操作所需要的峰值熱能。這在圖2中用發(fā)動(dòng)機(jī)50和換熱器52和53說(shuō)明。0062本系統(tǒng)工藝的另一個(gè)實(shí)施方式包括進(jìn)一步與原始運(yùn)載工具一體化。在這個(gè)實(shí)施方式中，冷卻回路源55與運(yùn)載工具的車廂空調(diào)系統(tǒng)一體化，以使組件冗余最小化。取決于初級(jí)燃料的類型(例如JP-8、柴油、或汽油)、在流34中的輕化合物的蒸氣壓和混合流36的壓力，將混合流36完全冷凝為液體流361所需的溫度可低于周圍的溫度。在這個(gè)情況下，冷卻回路元件55可以與設(shè)計(jì)用于冷卻車廂空氣的運(yùn)載工具空調(diào)回路一體化?？蛇x擇地，能夠低溫的專用冷卻設(shè)備可以被用作冷卻元件55。0063在圖1和圖2中表示的系統(tǒng)和工藝已經(jīng)模型化，以評(píng)估有效地提供清潔的、低硫輔助燃料供給的能力。圖3顯示了報(bào)告這種模型的性能結(jié)果的圖表。該模型的開(kāi)發(fā)假設(shè)原料燃料流與按重量計(jì)具有500ppm硫的JP-8軍用燃料相似。典型的JP-8燃料具有沸點(diǎn)范圍從大約140°C到30(TC并且由多種化合物組成57%烷烴、20%環(huán)垸、20%芳香化合物和3%雜質(zhì)。0064模型的數(shù)據(jù)被繪于圖表上，y軸表示燃料的硫含量。X軸是在原料中硫化合物類的量度，用與全部原料相比較輕餾分中相對(duì)的硫濃度表示。因此，100%的數(shù)值表示硫濃度在燃料的沸點(diǎn)范圍內(nèi)是均勻的。整體硫濃度范圍在1500ppm到3000ppm的Jet-A燃料幾種樣品的詳細(xì)硫分析表明，大多數(shù)硫化合物是相對(duì)重的，由二苯并噻吩類化合物組成。當(dāng)?shù)玫?0%的輕餾分時(shí)，得到硫濃度大約70%的減小，表明具有1500ppm硫的散裝燃料將產(chǎn)生具有450到500ppm硫的輕餾分。這表明典型Jet-A燃料的"輕餾分中的相對(duì)硫"為大約30%到35%，該典型Jet-A燃料在2005年從加利福尼亞LongBeach商業(yè)來(lái)源獲得。上游精制工藝的改動(dòng)可以改變這一特性。0065燃料的供給濃度用灰線70表示并且將是圖2中流32的濃度。階段一分離器被模擬成非選擇性分離且30%的散裝燃料被提取在圖2的階段一滲透物34中。因?yàn)榉蛛x是非選擇性的，開(kāi)口圓圈的線71代表輕餾分中的相對(duì)硫，在此情況下，輕餾分為30%的散裝燃料。0066階段二分離提取40%的原料流42作為滲透物44，并且取得移走原料中98%的硫的選擇性。這個(gè)數(shù)據(jù)與公開(kāi)的W.R.Grace'sPPVM模塊的性能數(shù)據(jù)一致，W.R.Grace'sPPVM模塊針對(duì)中間餾分石腦油燃料流中的苯并噻吩和更輕的硫化合物(ZhaoX.，KrishnaianG.和CartwrightT.;Mem6ra"eSepara"ow/orC/eaFwe&(用于清潔燃料的膜分離)；PTQ2004夏季)，在此引用其全部?jī)?nèi)容，以作參考。0067階段二分離的性能如開(kāi)口方塊線72圖解，其表明如果輕餾分中的相對(duì)硫少于60%，可以取得低于10ppm的硫水平。如果在輔助燃料中需要的硫水平低于10ppm或相對(duì)硫濃度大于60yo，可能需要第三階段。在這個(gè)實(shí)例中，階段二保留物47用液相的硫吸附劑或吸收劑在第三階段吸附劑或吸收附模塊中進(jìn)一步處理，其取得95%的脫硫性能。得到的產(chǎn)物流中的硫濃度用開(kāi)口三角形線73代表，其圖解了在輕餾分的完全范圍相對(duì)硫水平中低于2ppm的濃度水平。0068本工藝和系統(tǒng)的進(jìn)一步實(shí)施方式可以包括加入這種第三階段吸附劑或吸收劑模塊以精練輔助燃料流。圖4顯示這種實(shí)施方式的示例性施行方式。參考圖4，該系統(tǒng)與圖2中的系統(tǒng)相同，除了吸附劑型精煉過(guò)濾床147被加入到階段二保留流47中的工藝系統(tǒng)上。如果用于滑流的下游應(yīng)用需要非常低的硫濃度，則加入精煉過(guò)濾床147。在階段二保留液中的硫化合物被捕集到吸附劑型床中，因此，離開(kāi)床147的流148具有非常低的硫濃度，類似于在圖3的線73所表示的模型結(jié)果。0069精煉過(guò)濾床147可以是類似于高表面積碳的吸附劑或具有特殊表面改性以適于吸附極性硫化合物的碳的吸附劑。床147可以是吸附劑或設(shè)計(jì)成與化合物中的硫原子反應(yīng)的試劑，該反應(yīng)產(chǎn)生被捕集在床中的不溶性硫無(wú)機(jī)鹽。0070綜上，本公開(kāi)內(nèi)容涉及多階段工藝，其用于從初級(jí)多組分燃料流中分離具有低硫濃度的燃料滑流。初級(jí)多組分燃料被供給第一階段，其中，滑流被分離而包括較輕組分，而較重的組分存留在保留流中。較輕組分的滑流被第二階段膜進(jìn)一步加工，其中滑流的硫組分被選擇性地從原料中作為階段二滲透物移除，并且階段二保留物作為低硫輔助燃料供給被回收。0071另一方面，本公開(kāi)內(nèi)容涉及多階段工藝，在其中，一個(gè)或多個(gè)階段是選擇性的膜，并且最具體地是極性的或離子的全蒸發(fā)膜，其被設(shè)計(jì)成對(duì)較輕硫化合物具有選擇性。聚合膜例如Nafion(DuPont)、特殊處理的聚酰亞胺例如S-Brane(W.R.Grace)是硫選擇性極性全蒸發(fā)膜的實(shí)例。0072又一方面，本公開(kāi)內(nèi)容涉及多階段工藝，在其中，一個(gè)或多個(gè)階段是非選擇性的高通量膜。作為其它優(yōu)選實(shí)施方式，階段一滲透物34被冷凝且供給到第二階段膜工藝41。當(dāng)輕餾分中的相對(duì)硫少于100%時(shí)，高通量膜被選擇，如對(duì)于一些Jet-A型燃料所驗(yàn)證的。0073對(duì)于任何蒸發(fā)、蒸餾或全蒸發(fā)過(guò)程，從散裝流體中蒸發(fā)種類由在膜內(nèi)建立的液氣相界面處的各個(gè)種類的蒸氣壓驅(qū)動(dòng)。各個(gè)種類的蒸氣壓強(qiáng)烈地依賴于溫度，但是所有的種類具有某一有限的蒸氣壓，因此，隨輕餾分蒸發(fā)，痕量的較重種類也蒸發(fā)。取決于在散裝燃料中的具體硫化合物種類以及這些種類在階段一滲透物34中的痕量水平，可能需要對(duì)階段一工藝進(jìn)一步精練，以獲得整體有效的系統(tǒng)。本系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式將階段一工藝分為階段1A和階段1B工藝。階段1A和階段1B工藝都是全蒸發(fā)、通量膜、蒸餾和/或蒸發(fā)型工藝。階段1A的滲透物34流被冷凝、再加熱并作為原料流送到階段1B工藝。階段1B的滲透流被冷凝并如前所述被送到階段二工藝。該第二階段一工藝通過(guò)痕量種類的雙重過(guò)濾有助于增強(qiáng)選擇性。源自階段1A和階段IB的保留流被返回到初級(jí)燃料罐。0074依據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的系統(tǒng)的另一個(gè)示例性實(shí)施方式解決在階段一滲透物34中痕量較重種類的問(wèn)題。在這個(gè)實(shí)施方式中，在階段一滲透流34產(chǎn)生之后，兩步冷凝功能被整合入工藝中。圖5圖解了應(yīng)用于圖2和4所示系統(tǒng)的這種冷凝功能結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式。此處，類似的數(shù)字被用于表示之前參考圖2和4討論的類似元件。0075階段一滲透物34通過(guò)部分冷凝器370，其中最重的種類被轉(zhuǎn)化成液體而產(chǎn)生兩相流381。兩相流381進(jìn)入氣-液分離器372，產(chǎn)生液流384和蒸氣流382。液流384使用泵373和返回連接385返回到初級(jí)罐61。蒸氣流382在換熱器371中被冷凝且通過(guò)連接383輸送到噴射器35。噴射器35的工藝下游與上面參考圖2描述的系統(tǒng)的其它實(shí)施方式相似。0076依據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的多階段工藝可以被設(shè)計(jì)成使第一階段的加壓保留流流過(guò)噴射器的驅(qū)動(dòng)側(cè)，以在第二階段的滲透物側(cè)產(chǎn)生真空。在這個(gè)構(gòu)造中，所有的滲透化合物返回到初級(jí)燃料流且該工藝通過(guò)消除蒸氣液體分離硬件的需要被進(jìn)一步簡(jiǎn)化。這個(gè)工藝和系統(tǒng)的增強(qiáng)可以包括冷卻和/或冷凝原料流進(jìn)入噴射器45以提高真空性能，產(chǎn)生用于階段二滲透流44的更低壓力。這一冷凝功能通過(guò)整合入連接冷凝系統(tǒng)55的換熱器而可以是直接的，或可以通過(guò)同流換熱器實(shí)現(xiàn)，所述同流換熱器與其它流如階段二原料流42在被換熱器51加熱之前相接，或與其它流如階段一原料流321在被換熱器52加熱之前相接。其它的同流換熱方面和流動(dòng)構(gòu)造對(duì)于增強(qiáng)工藝能效是可行的，并且本工藝的實(shí)施方式不被為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)己說(shuō)明的構(gòu)造所限定。0077依據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的多階段工藝可以被這樣設(shè)計(jì)，使得第一階段的冷凝滲透物流過(guò)噴射器的驅(qū)動(dòng)側(cè)，以在第一階段的滲透物側(cè)上產(chǎn)生真空。在這個(gè)構(gòu)造中，該工藝通過(guò)消除蒸氣液體分離硬件的需要被進(jìn)一步簡(jiǎn)化。在另一方面，本公開(kāi)內(nèi)容涉及多階段工藝，其中在第一階段保留物和第二階段滲透物的混合物中的熱能被回收并且被轉(zhuǎn)移到第一階段原料中，以使熱能的需求最小化。0078依據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的多階段工藝可以被這樣設(shè)計(jì)，使得通過(guò)整合入源自運(yùn)載工具初級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱，將峰值熱能提供給各階段。通過(guò)整合入通常用于調(diào)節(jié)運(yùn)載工具艙內(nèi)空氣的汽車蒸氣壓縮系統(tǒng)，可以將熱冷卻能量提供給各階段。0079在又一方面，多階段工藝可以被這樣設(shè)計(jì)，使得膜系統(tǒng)被用于提取低硫滑流，該低硫滑流后來(lái)在燃料電池或氫發(fā)生系統(tǒng)中使用。例如，最初階段的膜系統(tǒng)也可以被并入到最后的精練階段，該精練階段由被設(shè)計(jì)成提取硫化合物到低于10ppm濃度的水平的吸附劑或吸收劑材料組成。0080下面的典型實(shí)施例1到4被提供，以更詳細(xì)地描述本公開(kāi)內(nèi)容。這些典型實(shí)施例提出了目前考慮用于實(shí)施本公開(kāi)的優(yōu)選模式，其目的在于闡明而不是限定本公開(kāi)內(nèi)容。實(shí)施例1:用于2-10千瓦APU的輔助清潔燃料流0081卡車和HumVee型汽車使用不同數(shù)量的柴油或物流燃料(JP-8)，這取決于速度、承載的載荷和其它參數(shù)。通常主發(fā)動(dòng)機(jī)需要運(yùn)行，甚至在非駕駛期間，以提供加熱或A/C或通訊動(dòng)力的需要。為了提高總?cè)剂闲室约皽p少主發(fā)動(dòng)機(jī)需要運(yùn)行的時(shí)間，加熱和空調(diào)以及夜視通訊動(dòng)力可以通過(guò)基于氫氣運(yùn)行的燃料電池供應(yīng)，該氫氣將使用從初級(jí)燃料中分離的低硫清潔燃料(大約為散裝燃料的5%到15%)產(chǎn)生。0082還可以參考在圖1、2和4中示例的圖表，源自燃料罐61的初級(jí)燃料——具有500ppm硫含量——被泵到100psig(磅力/平方英寸)，并被送到換熱器53和52，在此其溫度升到25(TC，隨后通過(guò)下降到環(huán)境壓力在單元31中被分餾、分離或部分蒸發(fā)。蒸氣流或滲透流34通過(guò)與冷凝的循環(huán)流38在噴射器單元35中混合被冷凝(體積上大約為原料的25%)。冷凝的輕烴流按體積計(jì)含有大約400ppm的硫但沒(méi)有添加劑以及僅含痕量的更高沸點(diǎn)烴組分。隨后，冷凝的輕流42被送到交換器51和膜分離器41，在那里被分成液體保留流47和蒸氣滲透流44，其與源自單元31的重流37結(jié)合并作為流45返回到初級(jí)燃料罐中，流45含有大約550ppm的硫和所有的添加劑。流47含有少于9ppm的硫并且是在APU重整裝置(本文未顯示)中使用的清潔輔助燃料，APU重整裝置用于產(chǎn)生在產(chǎn)生電力的燃料電池中使用的合成氣或氫氣。實(shí)施例2:含lppm或更少的輔助燃料0083一些重整裝置可能需要包含lppm或更少硫的輔助燃料，則另外的分離(如單元147)如下面描述被加入并在圖4中被示例。保留流47通過(guò)分離器147，其是吸附和保存留下的硫種類的精煉階段。具有少于lppm硫的超清潔保留物作為流148產(chǎn)生，并且如果需要在單元58中冷卻，并存儲(chǔ)在清潔輔助燃料罐中或被APU重整裝置系統(tǒng)(本文未顯示)所使用。實(shí)施例3:用于航行器APU的輔助清潔燃料0084目前商用和民用航行器具有通常大小為50到250千瓦的APU，其以低效在燃燒工藝中使用JP-8并且產(chǎn)生污染物，甚至當(dāng)它們?cè)陉懙厣蠒r(shí)也如此。使用從航行器中散裝燃料產(chǎn)生的輔助燃料，這些APU可以被轉(zhuǎn)化成低污染或無(wú)污染的基于氫的燃料電池，如實(shí)施例1中描述。實(shí)施例4:用于船的APU的輔助清潔燃料0085海軍船只和商用艦船也可以配備輔助燃料生產(chǎn)，以及重整裝置和燃料電池，以在這些船只?？扛劭跁r(shí)產(chǎn)生清潔電力，如實(shí)施例1所教導(dǎo)，但以250到750千瓦規(guī)模的較大容量。0086下面的實(shí)施例5到7表示實(shí)際進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果而不是模擬結(jié)果。實(shí)施例5:閃蒸器-分餾作為階段一分離器，以及極性全蒸發(fā)膜作為階段二分離器，在這兩階段分餾出20%。0087包含1530ppm硫的Jet燃料(JetA)樣品被進(jìn)行分鎦，且蒸餾物被發(fā)現(xiàn)包含下列水平的硫。使用裝備有原子發(fā)射檢測(cè)儀(AED)的氣體色譜分析JetA燃料樣品。表A在蒸餾餾分中的硫分布<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>0088上述表A說(shuō)明了各種餾分或散裝烴燃料部分的特性。最后的一欄顯示散裝燃料的硫濃度，確定為全部JetA包含1530ppm硫水平。大多數(shù)這些硫種類被鑒定為輕硫例如硫醇、硫化物和二硫化物(824ppm)和重硫例如苯并噻吩(674ppm)。標(biāo)識(shí)為10%餾分的欄代表其中僅僅最輕的種類被移除的燃料餾分，類似于階段一滲透物，而20%餾分代表下一個(gè)餾分或10-20%餾分，其不包括在0-10%餾分中已去除的種類以及留在20-100%餾分中的種類。如數(shù)值所示，更輕的餾分比散裝燃料(1530ppm)具有更少的硫(495到721ppm)，其表明輕餾分中的相對(duì)硫在10%餾分的25%和30%餾分的50%之間。數(shù)據(jù)還表明二苯并噻吩代表的大多數(shù)重硫種類保留在30-100%餾分中，其是返回到初級(jí)罐的階段一保留物。0089具有577ppm總硫的第二蒸餾餾分(按體積為0-20%)被預(yù)熱到125r并通過(guò)階段二膜(SB4034.4)，該膜保持在125。C和26〃Hg柱真空。源自第二階段的滲透物(以20%的階段分餾)包含1130ppm總硫以及源自階段二的保留液包含500ppm的總硫。在階段一之后總硫的降低是62%以及階段二之后總硫的降低是67%。汽油范圍硫，其被定義為在沸點(diǎn)低于22(TC(428°華氏)的化合物中的硫，從階段一產(chǎn)物中的200ppm降低到階段二保留物中的120ppm。這一試驗(yàn)表明了支持本構(gòu)思有效性的初步數(shù)據(jù)，但是，額外的選擇性對(duì)于多數(shù)實(shí)踐應(yīng)用將是需要的。實(shí)施例6:閃蒸器-分餾作為階段一分離以及極性全蒸發(fā)膜作為階段二分離，在階段一滲透物中具有9%分餾和在階段二分離具有25%分餾。0090噴氣燃料樣品使用配有火焰光度檢測(cè)器(PFPD)的氣體色譜分析。下面的表B表明了總噴氣燃料和從階段一滲透物得到的9%餾分的硫種類。硫種類被更詳細(xì)地顯示，并被組織在表內(nèi)，在表的頂端為最輕的種類以及在表的底部為最重的種類。小計(jì)被提供用于在汽油燃料餾分中通常發(fā)現(xiàn)的硫種類，以表明感興趣的輕硫種類。如數(shù)據(jù)所表明，在輕餾分中的相對(duì)硫?yàn)榇蠹s40%(611ppm/1473ppm)。9%餾分還說(shuō)明了更多部分重硫種類的消除，其為在汽油范圍上的那些。表B來(lái)自分餾(第一階段)的9%餾分樣品<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>0091在階段二，9%分餾蒸餾物被預(yù)熱到125°C，并供給到保持在125。C和26"Hg柱真空的階段二膜。源自階段二的滲透物(以26%的階段分餾)含有710ppm硫以及保留物含有427ppm硫，再次表明階段二全蒸發(fā)膜的硫選擇性。汽油范圍硫被階段二全蒸發(fā)工藝通過(guò)膜選擇性地移除，而更高沸點(diǎn)的硫化合物沒(méi)有有效地減少。因此，優(yōu)選的是得到更輕的蒸餾物餾分，其在階段一分離工藝中消除了更多的痕量重硫種類，以得到更有效的、全面的脫硫化工藝。實(shí)施例7:具有兩步冷凝的高通量全蒸發(fā)膜0092這個(gè)實(shí)施例具體涉及圖5，其中，使用兩個(gè)冷凝器370和371。JetA燃料樣品在12(TC和26〃Hg柱真空下被送過(guò)高通量膜，作為階段一工藝起作用。階段一滲透物34部分冷凝為液流384和蒸氣流382，進(jìn)一步幫助從輕化合物中分離重化合物。這里，重的高沸點(diǎn)硫化合物的進(jìn)一步去除通過(guò)使用部分冷凝器370從階段一滲透物34中去除。20%的階段一餾分(原料的20%是滲透物34和原料的80%是保留液37)被提取為滲透物34，硫組成結(jié)果在下面表C中提供，為無(wú)部分冷凝的階段一滲透物。數(shù)據(jù)顯示，在滲透物34中的相對(duì)硫少于原始硫濃度的15%(181ppm對(duì)1473ppm)。盡管這個(gè)數(shù)據(jù)表明了通過(guò)階段一ll蒸發(fā)硫化合物基本減少，但是這些組分的一些——標(biāo)明在表C的汽油范圍S中定義的小計(jì)之下的那些，非常難以在如上面圖1中所示的階段二16工藝中去除。這引發(fā)了一個(gè)必須解決的問(wèn)題。表C高通量膜作為JetA燃料的階段一<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>0093為了解決這個(gè)問(wèn)題，在圖5中示例的部分冷凝器步驟并入到階段一11工藝。階段一滲透物34僅僅部分地被換熱器370冷卻，因此僅僅最重的化合物被冷凝而最輕的化合物保持蒸氣狀態(tài)，使得排出流381為部分蒸氣和部分液體。該排出流381進(jìn)入分離器372中，其中液相或較重的化合物作為液體流384排出，而蒸氣相或最輕化合物作為蒸氣流382排出。在蒸氣流382中的最輕化合物在換熱器371中被進(jìn)一步冷卻，直到所有的組分被冷凝并作為液態(tài)流383排出?，F(xiàn)在參考圖6，比較蒸餾曲線，液體流383的最輕化合物用線390表示，以及液體流384的最重化合物用線391表示。0094完成了上面所描述的部分冷凝工藝的硫分析且在表D中呈現(xiàn)。在流384或最重化合物(重冷凝物)和流383或最輕化合物(輕冷凝物)中的硫濃度被確定。發(fā)現(xiàn)，輕冷凝物流383不含重硫。重硫化合物被冷凝并包含在流384中，其返回到罐中。表D階段一滲透物的兩階段冷凝<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>0095硫濃度，作為不同冷凝物沸點(diǎn)的函數(shù)，在圖7中說(shuō)明。在這個(gè)圖中，數(shù)據(jù)線394代表階段一原料流321或進(jìn)入圖5中顯示的系統(tǒng)時(shí)的全部噴氣燃料。數(shù)據(jù)線393代表排出第一部分冷凝器370并在滲透物34中作為流384分離的最重化合物，以及數(shù)據(jù)線392代表圖5的最輕化合物流382。0096源自第二冷凝器371的輕冷凝物被輸送到階段二分離器41或硫選擇性S-Bmne膜分離器。階段二保留物47作為清潔輔助動(dòng)力燃料流被回收。階段一保留物37和階段一第一部分冷凝物流384與階段二滲透物44結(jié)合并被送回到初級(jí)燃料罐。0097本系統(tǒng)的這個(gè)實(shí)施方式，其使用符合階段一滲透物的兩個(gè)冷凝器，在圖8被示例。源自罐61的初級(jí)燃料在初級(jí)燃料原料流32中通過(guò)泵63被加壓。初級(jí)燃料原料流32隨后通過(guò)工藝同流換熱器53被加熱為初級(jí)燃料第一熱原料流321。初級(jí)燃料第一熱原料流321隨后在換熱器52中通過(guò)熱發(fā)動(dòng)機(jī)流體50被加熱為初級(jí)燃料第二熱原料流322。該第二熱原料流322隨后被供給到階段一分離器31，在其中，它被分離成階段一保留流37和階段一滲透流34。大部分的硫化合物保留在保留流37中，因?yàn)?，典型地，大部分的硫化合物比作為階段一滲透流34被分離的輕餾分更重。該蒸氣狀態(tài)的階段一滲透流34可以通過(guò)精煉過(guò)濾器處理。精煉過(guò)濾器可以包括催化劑，其中，硫化合物分別地可以通過(guò)加入氫氣或空氣，選擇性地轉(zhuǎn)化為H2S或S02和S03，以增加精煉過(guò)濾器的吸附床部分的選擇性或增強(qiáng)第一部分冷凝器中的冷凝。該催化劑系統(tǒng)可以被加熱到IO(TC到150°C，以提高反應(yīng)性。0098階段一滲透流34隨后僅僅部分地由換熱器370冷卻，由此，僅僅最重的化合物被冷凝而最輕化合物保持為蒸氣狀態(tài)，使得滲透流381是部分蒸氣和部分液體。這個(gè)流進(jìn)入分離器372，其中，液相或更重化合物作為液體冷凝物流384排出且蒸氣相或最輕化合物作為蒸氣流382排出。在蒸氣382中的最輕化合物在換熱器371中被進(jìn)一步冷卻，直到所有的組分被冷凝且作為液體流383排出。該蒸氣流382在進(jìn)入第二部分冷凝器371之前，可以通過(guò)精煉過(guò)濾器處理。精煉過(guò)濾器可以包括催化劑，其中，硫化合物分別地可以通過(guò)加入氫氣或空氣，選擇性地轉(zhuǎn)化為H2S或S02和S03，以增加精煉過(guò)濾器的吸附床部分的選擇性。該催化劑系統(tǒng)可以被加熱到10(TC到35(TC，以提高反應(yīng)性。0099液體流383隨后被傳送到噴射器35中，其通過(guò)噴射器驅(qū)動(dòng)流體38驅(qū)動(dòng)。在噴射器35中，階段一輕冷凝液體流383被置于真空下，其中真空是由于噴射器驅(qū)動(dòng)流體38的原料流引起。排出噴射器35的是結(jié)合的液體流36，其是階段一輕冷凝物流383和噴射器驅(qū)動(dòng)流體38的混合物。該結(jié)合的液體流36流向冷卻換熱器57，在那兒它被冷卻。0100熱液體流36在換熱器57中被冷卻為冷卻的液體流360，其通過(guò)泵137壓力被增加并且被分成送到噴射器35的驅(qū)動(dòng)流38和階段二原料流42。冷卻裝置55是散熱元件，其由空氣冷卻或液體冷卻的散熱器或其它適宜機(jī)構(gòu)構(gòu)成，例如運(yùn)載工具的空調(diào)系統(tǒng)，通過(guò)運(yùn)載工具的空調(diào)系統(tǒng)，多余的熱量可以從系統(tǒng)中除去。同流換熱器53將熱量從返回燃料流46轉(zhuǎn)移到原料流32。為了確保返回流46中的所有蒸氣被冷凝，包括冷卻換熱器56。0101一部分液體流361作為階段二原料流42通過(guò)階段二分離器41。在圖8顯示的實(shí)施方式中，僅僅一小部分的液體流361通過(guò)階段二分離器41，而大部分作為噴射器驅(qū)動(dòng)流體38流向噴射器。液體流361作為噴射器驅(qū)動(dòng)流體38的使用消除了使用分離工作流體及其氣-液分離器以及雙下游冷卻換熱器的需要。在穩(wěn)定狀態(tài)的操作中，氣-液流36的組成主要是輕烴和輕硫化合物，如在下面詳細(xì)討論的。在穩(wěn)定狀態(tài)的操作中，流體383、36、38和361的組成是相同的，這支持在排出噴射器35之后氣-液流36的直接冷凝。0102階段二原料42通過(guò)再熱換熱器51并且成為進(jìn)入階段二分離器41的熱階段二原料421。熱階段二原料421的原料流被分離為階段二滲透流44和階段二保留流47。在階段二分離器41中膜的硫選擇性支持在階段二滲透流44中大多數(shù)硫化合物的轉(zhuǎn)移，而保留一些輕烴化合物作為階段二保留流47。階段二保留流通過(guò)吸附劑型精煉過(guò)濾器床147。在階段二保留物中的硫化合物被捕集到吸附劑型床中，因此，離開(kāi)床147的流148具有非常低的硫濃度，其隨后被冷卻并存儲(chǔ)在罐62中作為輔助燃料供應(yīng)。0103精煉過(guò)濾器可以選擇地位于階段一滲透流的蒸氣相中，其可以被加熱到從10(TC到35(TC的溫度。在一個(gè)實(shí)施方式中，精煉過(guò)濾器可以包括催化劑，其中，硫化合物分別可以通過(guò)加入氫氣或空氣，選擇性地轉(zhuǎn)化為H2S或S02和S03，以增加選擇性和吸附能力。H2S或S02和S03隨后被吸收在精煉過(guò)濾器中。0104在液體燃料中硫化合物的復(fù)雜性通過(guò)上面分析所鑒定的種類和信息得以表明，而且實(shí)際上，每一列出種類可以是一定范圍的個(gè)體化合物。通常地，硫種類基于它們的化學(xué)復(fù)雜性和沸點(diǎn)特性可以被分成重疊的組，如下面表E中所顯示的。這些種類的濃度將基于具體的燃料和用于具體燃料的精制過(guò)程和原料而變化。這種變化使得難于開(kāi)發(fā)有效的用31于輔助動(dòng)力應(yīng)用的脫硫工藝。表E將硫種類和化合物分組<table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>0105圖9提供了簡(jiǎn)化的概念流程圖，其略述了本公開(kāi)內(nèi)容的創(chuàng)新脫硫工藝和系統(tǒng)的總體范圍。圖10、11、12、13和14又示例了本公開(kāi)的工藝和系統(tǒng)的許多不同的施行方式。0106現(xiàn)在具體轉(zhuǎn)到在圖9中顯示的簡(jiǎn)化系統(tǒng)600，在組件之間的實(shí)線代表液相連接以及虛線代表蒸氣相連接，而換熱器、冷卻器和加熱器已經(jīng)被省略以簡(jiǎn)化示意圖。在這點(diǎn)上，這些潛在的熱整體組件的去除并不意圖限定本發(fā)明的總體范圍，而只是為了有利于易于說(shuō)明。0107在罐601中包含的原料燃料供應(yīng)通過(guò)本公開(kāi)內(nèi)容的創(chuàng)新工藝被分離并調(diào)節(jié)成為用于輔助應(yīng)用的低硫燃料。被處理的低硫燃料被儲(chǔ)存在罐602中。傳統(tǒng)的方法使用吸附劑或吸收劑固定床，其去除硫的種類且輸送清潔的燃料，但是對(duì)于高濃度的硫種類，這些固定床可能是大的和/或需要經(jīng)常地置換或再生，使這個(gè)簡(jiǎn)單的工藝無(wú)效率。本公開(kāi)內(nèi)容的創(chuàng)新工藝通過(guò)選擇性地分離具體的硫種類且將它們返回到初級(jí)燃料罐601中和/或使未分離的硫種類反應(yīng)以使它們?nèi)菀自谙掠谓M件中分離，避開(kāi)了這種無(wú)效應(yīng)和無(wú)效性。0108在圖9中，來(lái)自罐601的液體原料燃料通過(guò)連接610到達(dá)階段一膜分離器，例如分離器604。低沸點(diǎn)燃料從原料燃料被提取為蒸氣，且通過(guò)下游組件，通過(guò)連接611進(jìn)行另外的處理。在這個(gè)實(shí)施方式中，這些下游工藝之一可以是氣相反應(yīng)脫硫(RDS)催化劑反應(yīng)器607，隨后是第二分離組件608。反應(yīng)脫硫催化劑反應(yīng)器607使用經(jīng)連接620進(jìn)入催化劑607的反應(yīng)物。反應(yīng)物可以是氧化劑例如氧氣、空氣、過(guò)氧化物、蒸氣或其它高氧化性反應(yīng)物，其給催化反應(yīng)器607提供氧原子。這些RDS技術(shù)被定義為氧脫硫(ODS)技術(shù)，其中氣相硫種類被氧化，形成S02或S03(SOw)化合物，它們?cè)谖絼┐?一個(gè)或多個(gè))上容易分離。選擇性硫氧化(SCO)催化劑的一個(gè)實(shí)例由EngelhardCorporation的J丄ampert在Jo/尸oHw5bwras，第131巻，1-2期，2004年5月14日，第27-34頁(yè)中描述。SCO催化劑是負(fù)載在蜂窩型整塊上的貴金屬催化劑。用于SO("的吸附劑/阱經(jīng)常是在單一床中的混合金屬氧化物，或在兩個(gè)連續(xù)的床中，一個(gè)用于SCb，另一個(gè)用于SCb。0109反應(yīng)蒸氣也可以使用反應(yīng)物例如氫氣或其它高度還原反應(yīng)物進(jìn)行還原反應(yīng)。這些RDS技術(shù)被定義為加氫-脫硫(HDS)技術(shù)，其中，蒸氣相硫種類被還原形成硫化氫或H2S，其容易在吸附劑床上被分離，吸附劑床由金屬氧化物例如氧化鋅或混合金屬氧化物例如CuO/ZnO/NiO或甚至過(guò)渡金屬浸漬活性碳或沸石例如TOSOIX94組成。典型的蒸氣相HDS催化劑是氧化鋁上的鎳-鉬或氧化鋁上的鈷-鉬。0110第二分離組件可以是蒸氣相吸附劑床608(吸附劑或吸收劑)和33/或膜分離器605和/或液相吸附劑床606(吸附劑或吸收劑)，這取決于在原料混合物中的硫種類的具體類型并取決于在階段一工藝期間在階段一滲透物蒸氣相611中分離的硫種類的具體類型和數(shù)量。這些實(shí)施方式的每一個(gè)將在下面更詳細(xì)地討論。0111通常地且考慮到在表F中定義的硫種類分組，階段一膜工藝被設(shè)計(jì)為消除較重的組例如組3、4和5中的種類?；诠?01中的原料特征(汽油、煤油和/或柴油燃料餾分)以及在階段一滲透物611和原料610之間的質(zhì)量流量比，分離所有組3、4和5的有效性將不同。如在上面表D中所表明，在消除組4和5硫方面，階段一膜604非常有效，但仍然具有超出50ppm的組3硫。為了消除這些組3硫，部分冷凝器603被放置在下游。結(jié)果是表0中的輕冷凝物——其代表在連接612中的分離的燃料，具有非常小的組3硫且主要由組1和2硫組成。0112一種方法可以冷凝連接612中的這種蒸氣并且通過(guò)第二階段膜反應(yīng)器605處理它。取決于分離階段二滲透物619中組1和2硫的有效性，最后階段III的吸附劑床606可以是有效的且不需要太頻繁的置換或再生循環(huán)。這種方法在上面提出的圖1到5的討論中更詳細(xì)地被概述。如果階段二膜工藝在分離組1和2硫不足夠有效，則需要具有RDS催化劑607的可選實(shí)施方式。0113圖10說(shuō)明一種這種脫硫工藝系統(tǒng)的更詳細(xì)的優(yōu)選實(shí)施方式500。罐501中的燃料通過(guò)連接531到泵511至連接532和換熱器512。在通過(guò)連接533并進(jìn)入階段一膜504之前，換熱器512給燃料提供熱量以提高它的溫度。在換熱器512中使用的熱能可以是直接源自任何初級(jí)源的熱量或可以是源自工藝范圍之外的系統(tǒng)例如初級(jí)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的回收熱量，或可以是源自脫硫工藝范圍之內(nèi)的回收熱量，或可以是這些來(lái)源的任意組合。在連接533中的燃料流進(jìn)入階段一分離器504，其中，燃料被分離為階段一滲透物534和階段一保留流550。重硫組主要被分離為階段一保留流550并且返回到初級(jí)燃料罐中。只有更輕的硫組保留在蒸氣滲透流534中。反應(yīng)物通過(guò)連接560被計(jì)量進(jìn)入系統(tǒng)500并且與滲透物534混合以及在催化劑507上反應(yīng)。該反應(yīng)的產(chǎn)物是更容易與非硫烴分離的硫種類。例如，它們可以通過(guò)連接537被吸附或吸收在吸附劑床508中。這產(chǎn)生了低硫燃料蒸氣流。低硫蒸氣流通過(guò)連接538排出吸附劑床508并且在換熱器515中被冷凝成低硫燃料液體。換熱器515可以通過(guò)外部源直接冷卻，例如急冷器/劑、運(yùn)載工具外冷的吸熱劑——如來(lái)自高空航行器的周圍空氣，或通過(guò)在系統(tǒng)500內(nèi)的任何回收冷卻源直接冷卻，或通過(guò)這些源的任意組合直接冷卻。低硫液體烴輔助燃料隨后通過(guò)連接539到達(dá)泵516，其通過(guò)連接540被泵到輔助燃料儲(chǔ)存罐502。如果滲透物534中的輕硫組在催化劑507中有效地反應(yīng)并且被吸附或吸收在吸附劑床508中，這個(gè)實(shí)施方式是非常有效的。0114如果在系統(tǒng)500中，滲透流534與原料流533的質(zhì)量比高，在滲透流534中產(chǎn)生更重的硫組，則可能需要加入部分冷凝器。包括部分冷凝器513的處理系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式560在圖11中被說(shuō)明。在這個(gè)實(shí)施方式560中，蒸氣相滲透物534在換熱器513中被部分地冷凝并且在通過(guò)連接535之后在分離器509中被分離。具有更重硫組的冷凝液體流通過(guò)泵514被泵送通過(guò)連接551和552且返回到罐501。流535的蒸氣相餾分通過(guò)分離器509被分離并且通過(guò)連接536到達(dá)RDS催化劑507。如在前面實(shí)施方式中，在蒸氣相流536中殘留的硫種類與源自連接560的反應(yīng)物在催化劑507上反應(yīng)。這些硫種類被轉(zhuǎn)化成在吸附劑床508上更有效地吸附或吸收的硫種類。0115處理系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施方式570在圖12中被示例。如果不是蒸氣流536中的所有硫種類都在催化劑床507中反應(yīng)且在吸附劑床508中分離，則需要液相吸附劑床。在這個(gè)實(shí)施方式570中，液相吸附劑床506被緊鄰加在輔助燃料供應(yīng)罐502之前，以確保通過(guò)連接543放入輔助燃料罐502中的燃料原料流中存在可接受的低硫含量。否則，在圖12中顯示的系統(tǒng)570與在圖11顯示的系統(tǒng)560相同。0116在處理系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施方式580中，其在圖13中說(shuō)明，RDS催化劑507的有效性被限于蒸氣流534中的更重硫組，因此，高水平的輕硫組1和/或2不通過(guò)上游工藝分離而保留在連接540中的液體流中。在這個(gè)情況下，第二階段膜反應(yīng)器505可以有效地被用于最小化或消除這些組，使它們不進(jìn)入液相吸附劑床506。0117在連接540中的液相燃料通過(guò)換熱器517被加熱并通過(guò)連接541到達(dá)膜反應(yīng)器505。在膜反應(yīng)器505中，第二階段滲透流553和第二階段保留流542被分離。由于膜的硫選擇性，輕硫種類被分離到蒸氣相滲透流553中。該蒸氣流在換熱器518中被冷凝并通過(guò)泵519被泵回到罐501中。0118輔助燃料流是保留流542。基于第二階段反應(yīng)器505的性能，可以需要或可以不需要精煉過(guò)濾器506。低硫燃料流隨后通過(guò)連接543輸送到輔助儲(chǔ)存罐502。0119處理系統(tǒng)590的另一個(gè)實(shí)施方式在圖14中被示例。在這個(gè)實(shí)施方式590中，包括部分冷凝器513/分離器509和第二階段膜反應(yīng)器505。這個(gè)實(shí)施方式590的單獨(dú)討論被認(rèn)為沒(méi)有必要，因?yàn)檫@個(gè)實(shí)施方式的特征僅僅從圖11-13中顯示的實(shí)施方式的特征組合而來(lái)。0120對(duì)圖11中呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效性確認(rèn)，并且測(cè)試數(shù)據(jù)在下面表F中呈現(xiàn)。用反應(yīng)物560進(jìn)行兩次運(yùn)行(18788-52A和18788-52B)，該反應(yīng)物560為用于加氫脫硫工藝的氫氣，并且催化劑507為商業(yè)的NiMo型。一個(gè)試驗(yàn)(921-3-4)用反應(yīng)物560進(jìn)行，該反應(yīng)物560為用于氧j七脫硫工藝的氧氣(空氣)，催化劑507是專有的貴金屬型催化劑。在所有三個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，吸附劑床508是高表面積活性碳型床。所示數(shù)據(jù)代表在冷凝之后流539中硫種類的濃度。數(shù)據(jù)清楚地表明了圖11中定義的實(shí)施方式的硫減少能力，對(duì)于試驗(yàn)運(yùn)行18788-52A，硫濃度低于15卯m。表F采用RDS和部分冷卻器的三次運(yùn)行的試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果(圖11)試驗(yàn)運(yùn)行試驗(yàn)運(yùn)行試驗(yàn)運(yùn)行18788-52A18788-52B921-3-4硫種類情況Ml輕組分Ml輕組分Ml輕組分用HDS用HDS用ODS硫醇000噻吩000甲基噻吩000四氫噻吩000C2-噻吩0.10.46.4C3-噻吩1.23.631.0C4-噻吩3.47.827.336<table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table>0121變更、改變和增加可以在上述的系統(tǒng)和工藝中進(jìn)行，而不脫離本文所包含的公開(kāi)范圍。因此，意味著上述描述中包含的以及如附圖中顯示的所有事項(xiàng)應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是說(shuō)明性的和示例性。并不意味著本公開(kāi)內(nèi)容限于所說(shuō)明的實(shí)施方式。權(quán)利要求1.從初級(jí)燃料流生產(chǎn)含低濃度硫化合物的輔助燃料流的方法，所述方法包括通過(guò)將一部分所述初級(jí)燃料流通過(guò)第一膜分離階段，從所述初級(jí)燃料流分離第一蒸氣滲透流和第一保留流；在第一分離階段部分冷凝器中將一部分所述第一蒸氣滲透流冷凝為第一液體階段流和第一蒸氣階段流；和將所述第一蒸氣階段流通過(guò)脫硫反應(yīng)器。2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括將所述第一蒸氣階段流輸送到精煉過(guò)濾器。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述精煉過(guò)濾器包括將所述硫化合物轉(zhuǎn)化成硫化氫或氧化硫的催化劑。4.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在第二分離階段部分冷凝器中將一部分所述第一蒸氣階段流冷凝為第二液體階段流。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述第二液體階段流被輸送到精'煉過(guò)濾器，并且所述精煉過(guò)濾器的流出液體成為清潔燃料。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一分離階段包括高通量、非硫選擇性的膜，其保持在預(yù)定的全蒸發(fā)溫度范圍和預(yù)定的全蒸發(fā)真空范圍內(nèi)。7.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述第一分離階段包括高通量、非硫選擇性的膜，其保持在預(yù)定的全蒸發(fā)溫度范圍和預(yù)定的全蒸發(fā)真空范圍內(nèi)。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述冷凝一部分所述第一蒸氣滲透流的操作通過(guò)控制所述第一部分冷凝器的溫度來(lái)操縱。9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述冷凝一部分所述第一蒸氣滲透流的操作通過(guò)控制所述第一部分冷凝器的溫度來(lái)操縱。10.如權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)將所述第二液體階段流通過(guò)第二分離階段，從所述第二液體階li流中分離第二蒸氣滲透流和第二保留流；和混合所述第一保留流和所述第二蒸氣滲透流并且將該混合物返回到戶萬(wàn)述初級(jí)燃料流。11.如權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)將所述第二液體階段流通過(guò)第二分離階段，從所述第二液體階段，荒中分離第二蒸氣滲透流和第二階段保留流。12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中第二保留流被輸送到精煉過(guò)濾器，并且所述精煉過(guò)濾器的流出液體成為用于輔助動(dòng)力設(shè)備的清潔燃料。13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中分離所述第二蒸氣滲透流和第二階段保留流包括將所述第二液體階段流通過(guò)硫選擇性膜，該膜保持在預(yù)定的全蒸發(fā)溫度范圍和預(yù)定的全蒸發(fā)真空范圍內(nèi)。14.如權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括將所述第二階段保留流通過(guò)精煉過(guò)濾器。15.從初級(jí)燃料流生產(chǎn)含低濃度硫化合物的輔助燃料流的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括第一分離階段，其將部分初級(jí)燃料流分離為第一蒸氣滲透流和第一f呆留流；第一分離階段部分冷凝器，其連接到所述第一蒸氣滲透流，將部分所:述第一蒸氣滲透流冷凝為第一液體階段流和第一蒸氣階段流；和第二分離階段部分冷凝器，其將部分所述第一蒸氣階段流冷凝為第二液體階段。16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括連接到所述第二液體階段流的精煉過(guò)濾器，并且其中所述精煉過(guò)濾器的流出液體成為清潔燃料。17.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述第一分離階段包括高通量、非硫選擇性的膜，該膜保持在可操作的預(yù)定全蒸發(fā)溫度范圍和預(yù)定全蒸發(fā)真空范圍內(nèi)，以將所述初級(jí)燃料流分離為所述第一蒸氣滲透流和所述第一保留流。18.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述第一部分冷凝器的溫度被控制以操縱冷凝所述部分第一蒸氣滲透流。19.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述第一部分冷凝器的溫度被控制以操縱冷凝所述部分第一蒸氣滲透流。20.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第二分離階段，用于將所述第二液體階段流分離成第二蒸氣滲透流和第二保留流；和混合器，以混合所述第一保留流和所述第二蒸氣滲透流并且將該混合物返回到所述初級(jí)燃料流。21.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第二分離階段，用于將所述第二液體階段流分離成第二蒸氣滲透流和第二保留流。22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括連接到所述第二保留流的精煉過(guò)濾器。23.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述第二分離階段包括硫選擇'性的膜，該膜保持在可操作的預(yù)定全蒸發(fā)溫度范圍和預(yù)定全蒸發(fā)真空范圍內(nèi)，以將所述第二液體階段流分離為第二蒸氣滲透流和第二保留流。24.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括精煉過(guò)濾器，其接收所述第二階段保留流并由此產(chǎn)生所述輔助燃料流。25.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括精煉過(guò)濾器，其連接在所:述第一分離階段和接收第一階段滲透蒸氣的所述第一分離階段部分冷凝器之間。26.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中所述精煉過(guò)濾器包括將硫轉(zhuǎn)化成硫化氫或氧化硫的催化劑，以增加所述精煉過(guò)濾器的選擇性和吸附能力。27.從初級(jí)燃料流生產(chǎn)含低濃度硫化合物的輔助燃料流的方法，所述方法包括通過(guò)將一部分所述初級(jí)燃料流通過(guò)第一膜分離階段，從初級(jí)燃料流勿、離第一蒸滲透流和第一保留流；在第一分離階段部分冷凝器中將一部分所述第一蒸氣滲透流冷凝為第一液體階段流和第一蒸氣階段流；將所述蒸氣階段流與反應(yīng)物在催化劑反應(yīng)器中反應(yīng)，以形成可分離的硫化合物；和在第二分離組件中分離所述硫化合物。28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述反應(yīng)物是氧化劑。29.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述反應(yīng)物是還原反應(yīng)物。30.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述第二分離組件是吸附劑床。31.如權(quán)利要求27所述的方法，進(jìn)一步包括將所述第一蒸氣階段流車俞送到精煉過(guò)濾器。32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述精煉過(guò)濾器包括將所述硫化合物轉(zhuǎn)化成硫化氫或氧化硫的催化劑。33.如權(quán)利要求27所述的方法，進(jìn)一步包括在第二階段部分冷凝器中將部分所述第一蒸氣階段流冷凝為第二液體階段流。34.如權(quán)利要求33所述的方法，將所述第二液體階段流輸送到精煉過(guò)濾器。35.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述第一分離階段包括高通量、非硫選擇性的膜，其保持在預(yù)定的全蒸發(fā)溫度范圍和預(yù)定的全蒸發(fā)真空范圍內(nèi)。36.如權(quán)利要求33所述的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)將所述第二液體階段流通過(guò)第二分離階段，從所述第二液體階段流中分離第二蒸氣滲透流和第二保留流。37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中所述第二保留流被輸送到精煉過(guò)濾器。38..如權(quán)利要求36所述的方法，其中分離所述第二蒸氣滲透流和第二階段保留流包括將所述第二液體階段流通過(guò)硫選擇性膜，該膜保持在預(yù)定的全蒸發(fā)溫度范圍和預(yù)定的全蒸發(fā)真空范圍內(nèi)。39.如權(quán)利要求38所述的方法，進(jìn)一步包括將所述第二階段保留流輸送通過(guò)精煉過(guò)濾器。40.從初級(jí)燃料流生產(chǎn)含低濃度硫化合物的輔助燃料流的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括第一分離階段，其將部分初級(jí)燃料流分離為第一蒸氣滲透流和第一保留流；第一分離階段部分冷凝器，其連接到所述第一蒸氣滲透流，將部分所述第一蒸氣滲透流冷凝為第一液體階段流和第一蒸氣階段流；反應(yīng)脫硫催化劑反應(yīng)器，其接收所述第一蒸氣階段流；和第二分離階段部分冷凝器，其將來(lái)自所述催化劑反應(yīng)器的部分所述第一蒸氣階段流冷凝為第二液體階段。41.如權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括連接到所述第二液體階段流的精煉過(guò)濾器，并且其中所述精煉過(guò)濾器的流出液體成為清潔燃料。42.如權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中所述第一分離階段包括高通量、非硫選擇性的膜，該膜保持在可操作的預(yù)定全蒸發(fā)溫度范圍和預(yù)定全蒸發(fā)真空范圍內(nèi)，以將所述初級(jí)燃料流分離為所述第一蒸氣滲透流和第一保留流。43.如權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中所述第一部分冷凝器的溫度被控制以操縱冷凝所述部分所述第一蒸氣滲透流。44.如權(quán)利要求42所述的系統(tǒng)，其中所述第一部分冷凝器的溫度被控制以操縱冷凝所述部分所述第一蒸氣滲透流。45.如權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第二分離階段，其用于將所述第二液體階段流分離為第二蒸氣滲透流和第二保留流；和混合器，用于混合所述第一保留流和所述第二蒸氣滲透流并將該混合物返回所述初級(jí)燃料流。全文摘要從初級(jí)燃料流生產(chǎn)含低濃度硫化合物的輔助燃料流的系統(tǒng)包括第一分離階段，以將部分初級(jí)燃料流分離為第一蒸氣滲透流和第一保留流；第一分離階段部分冷凝器，其連接到第一蒸氣滲透流，將部分第一蒸氣滲透流冷凝為第一液體階段流和第一蒸氣階段流；和第二分離階段部分冷凝器，其將部分第一蒸氣階段流冷凝為第二液體階段。第一蒸氣滲透流優(yōu)選地被輸送通過(guò)蒸氣相反應(yīng)脫硫催化劑反應(yīng)器，以將存在的任何硫化合物調(diào)節(jié)為可以容易地從燃料流中分離的種類。該工藝包括通過(guò)將部分初級(jí)燃料流通過(guò)第一膜分離階段，將第一蒸氣滲透流和第一保留流從初級(jí)燃料流中分離，在第一分離階段部分冷凝器中將部分第一蒸氣滲透流冷凝為第一液體階段流和第一蒸氣階段流，并且將第一蒸氣階段流通過(guò)脫硫反應(yīng)器。該流隨后可以通過(guò)吸附床處理以有效地去除硫化合物。文檔編號(hào)B01D53/22GK101522285SQ200680053586公開(kāi)日2009年9月2日申請(qǐng)日期2006年9月25日優(yōu)先權(quán)日2006年2月1日發(fā)明者K·杜賴斯瓦米,R·R·伍德茲申請(qǐng)人:智能能源公司