一种新型干气芳构化反应冷进料雾化器的制作方法

1.本发明涉及石油化工设备技术领域，具体涉及一种新型干气芳构化反应冷进料雾化器。


背景技术：

2.在干气芳构化制汽油反应中，以乙烯为主的烯烃，在固定床催化剂反应器中进行芳构化反应，生成c5～c9的混合芳烃，该反应是剧烈的放热反应，放出的大量热量会导致反应器内部温度升高，而混合芳烃在高温下会发生热裂解反应，从而导致混合芳烃的收率降低。为了控制好反应器床层温度，工业中常采用循环贫烯干气返回到反应器来取热，但是这种方法的弊端是，需要循环大量的贫烯干气，一部分循环贫烯干气要和原料干气一起从常温经过换热和加热炉再进反应器，造成能耗的无谓增加，贫烯干气循环压缩机的电耗也是相当大；另一方面，循环的干气与原料干气一起混合进入反应器，导致后面分离系统中汽油与干气的分离难度增加，干气带走的汽油较多，能得到的汽油量降低，经济效益也会受到一定的损失。还有一种常用的方法是，采用贫烯干气从反应器侧部进入反应器的方法，这种方法也能解决一定的问题，但是也有一定的弊端：贫烯干气是气相吸热少，只能利用其从常温到高温这部分的显热，因此需要返回的贫烯干气量较大，也会导致后面气液分离负荷增大。


技术实现要素：

3.本发明克服现有的技术缺陷，提供一种新型干气芳构化反应冷进料雾化器。该雾化器能通过特殊的内芯结构，通过提高被雾化物料的旋转速度，增加被雾化物料的接触时间，使其充分接触、充分混合，从而保证雾化效果。被雾化的液体可以是水，烃类液体或其他液体，在高温的叠合反应的环境中汽化，可吸收可观的热量，有效地降低叠合反应区的温度，将其控制在最理想的反应温度水平上。
4.本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
5.外壳是一种圆形中空结构，中间是缩径段，气体从外壳的侧面进气口进入圆形空腔。
6.空腔内部有内芯，内芯的外部有螺旋槽，螺旋槽与缩径段的内壁紧密贴合，能使气体呈高速螺旋状流动。
7.内芯的头部有一个进水口，螺旋槽中间有若干直径很小的出水孔，能使水相从出水孔均匀喷射流出，随气相一起高速螺旋流动，在高速螺旋状态下雾化。
附图说明
8.图1为本发明的结构示意图。
[0009]1‑
水进口，2
‑
外壳，3
‑
气体进口，4
‑
出水孔，5
‑
缩径段，6
‑
螺旋槽，7
‑
内芯，8
‑ꢀ
混相出口；
具体实施方式
[0010]
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0011]
某石油化工厂一套10万吨/年催化干气芳构化制汽油装置，原料催化干气组分如下表1：原料催化干气质量流率，kg/h12500组成，m％ h2o0.54h22.12n224.7co28.53ch421.38c2h619.13c2h421.35c32.25合计100
[0012]
在一定的温度、压力条件下，原料催化干气中的乙烯在分子筛催化剂的床层上，发生芳构化反应，生成c5～c9之间的混合芳烃。
[0013]
根据表1所提供的原料，发生芳构化反应放热量约为：2088kw。
[0014]
对比例1：根据通常的做法，采用循环回来的贫烯干气来做取热介质，需要约1～1.2 倍的贫烯干气返回，即12500～15000kg/h。1倍贫烯干气即12500kg/h从后面的分离系统出来，经过压缩机增压后，与原料催化干气混合一起进入反应器做取热介质，需要压缩机增压0.25mpa，消耗的电机功率约322kw。
[0015]
实施例1：把雾化器引入到该装置中，只需要返回3500kg/h的贫烯干气，这部分贫烯干气通过压缩机增压0.25mpa，消耗的电机功率95kw；另外需要1100kg/h的水，这部分水通过离心泵把压力提高1.0mpa，消耗的电机功率3.8kw；总共需要消耗98.8kw。
[0016]
贫烯干气与水在雾化器中充分混合、雾化出来的混相从反应器的侧部进料，分三到五段，进入反应器的催化剂床层上，在反应器床层上充分吸热成为气相，主要是利用水从液体汽化成蒸汽，并升温，利用其汽化潜热和升温显热，对系统进行降温，控制床层温度。
[0017]
通过实施例1与对比例1的比较，可以看出采用本发明至少有两点好处优于对比例，第一：采用雾化器，减少了贫烯干气的返回量，从而降低了压缩机的电耗；第二：对于处理同样的催化干气芳构化反应，反应得到的芳烃油的量理论值相同，而因为反应床层的温度得到良好的控制，可以使芳烃油产率的理论值得到保证，从而实际的收油率得到明显提高，而且产品质量得到明显改善。对比例1中需要循环大量的贫烯干气与原料干气在反应器中混合，增大了气相在反应产物中的比例，导致芳烃油从贫烯干气中分离难度增大。实施例1中，引入水相，在后面的分离系统中气液分离罐底增加一个分水功能的水包，即可把水从油相中分离出来，再把水通过离心泵送回雾化器循环使用，为保证水平衡，只需要补充少量的新鲜水即可。
[0018]
本发明可用于石油化工行业中干气芳构化、液化气芳构化、mtp等放热剧烈、需要及时取热的工艺中。
[0019]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。


技术特征：
1.一种新型干气芳构化反应冷进料雾化器，其特征在于，该雾化器分外壳和内芯两部分：外壳是一种圆形中空结构，中间是缩径段，气体从外壳的侧面进气口进入圆形空腔，空腔内部有内芯，内芯的外部有螺旋槽，螺旋槽与缩径段的内壁紧密贴合，能使气体呈高速螺旋状流动，内芯的头部有一个进水口，螺旋槽中间有若干直径很小的出水孔，能使水相从出水孔均匀喷射流出，随气相一起高速螺旋流动，在高速螺旋状态下雾化。

技术总结
一种新型干气芳构化反应冷进料雾化器，涉及石油化工设备技术领域，该雾化器能通过特殊的内部组件，通过提高被雾化物料的旋转速度，增加动力气体与被雾化物料的接触时间，使其充分接触、充分混合，高速旋转，从而保证雾化效果。外壳是一种圆形中空结构，中间部分是缩径段，气体从外壳的侧面进气口进入圆形空腔，空腔内部有内芯，内芯的外部有螺旋槽，螺旋槽与缩径段的内壁紧密贴合，能使气体呈高速螺旋状流动；内芯的头部有一个进水口，螺旋槽中间有若干出水孔，能使水相从出水孔均匀喷射流出，随气相一起高速螺旋流动，在高速螺旋状态下雾化。本雾化器包括水进口、气体进口、出水孔、外壳、缩径段、螺旋槽、内芯、气液混相出口。结构简单且使水相雾化率高，为干气芳构化反应提供优质的取热介质，便于稳定控温，降低干气芳构化反应的能耗，节约了成本。节约了成本。节约了成本。


技术研发人员：丁艳明 张瑞驰 张芳 俞祥麟 龚小燕
受保护的技术使用者：北京惠尔三吉绿色化学科技有限公司
技术研发日：2020.09.22
技术公布日：2021/11/2