气体分配器喷嘴的制作方法_3

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描绘了根据一种或多种实施方案的、具有带锥形入口 616的同屯、孔口 618的 示例性注射喷嘴600。该注射喷嘴600可包括具有出口端604和入口端606的喷嘴体602。 该喷嘴体602可延伸贯穿集气管610的壁部608并被联接至该壁部608,W使得该出口端 604可位于集气管610的外面。该喷嘴体602的入口端606可如此设置在集气管610的流 动通道612内,W使得该喷嘴体602的纵轴线可基本上垂直于气流614流过该流动通道612 的方向。
[0062] 该喷嘴体602可包括在沿该喷嘴体602的位于入口端606与出口端604之间的某 一位置处设置在该喷嘴体602中的孔口 618。如此,该孔口 618也可被称为"中间"孔口。 例如,该孔口 618可与该喷嘴体602的中屯、线对准并且在纵向上偏离该入口端606。在另 一个实例中,该孔口 618可W在不与该喷嘴体602的中屯、线对准的位置处放置于该喷嘴体 602内(未示出)。该喷嘴体602的壁部606可W是从入口端606到该孔口 618朝内渐缩 的。可设定孔口 618的尺寸和位置,W在整个出口端604提供基本均匀的速度分布,并在整 个喷嘴600中提供期望的压降。尽管未示出,该喷嘴体602可包括在其内部限定出的多个 孔日618。
[0063] 将孔口 618布置在相对于该入口端606纵向偏移的位置处能够降低基本垂直于经 过流动通道612的气流614的喷嘴600的影响。在该喷嘴体602上的锥形部分可引导气流 朝向孔口 618,从而流经孔口 618的气流可W基本上与喷嘴体602的中屯、线对准并且可W在 整个喷嘴体602中和在出口端604处提供更居中的速度分布。
[0064] 该喷嘴体602可W是管状体,该管状体的长度(L)与内径(D)之比为从约2、约4 或约6的下限到约10、约15或约20的上限。例如,该喷嘴体602可W是长度(L)与内径 (D)之比从约4到约6、从约6到约8、从约8到约10的管状体。该中间孔口 618可位于距 入口端606距离化。)处。该距离化。)的长度可W等于中间孔口直径值。)的长度乘W从 约2、约15、约25或约40的下限到约65、约85、约95或约100的上限的某一数值。例如, 中间孔口 618可位于距入口端606距离化。)处,该距离化。)可W是中间孔口直径值。) 的从约4到约10、或从约10到约20、或从约20到约40倍。该喷嘴体602的壁部616可W W2°至45。、5°至35。或者10。至25。的角度α渐缩。 |;0065] 该流动通道612可容纳具有从约0.Im/s、约Im/s、约5m/s、约lOm/s或约20m/s的 下限到约40m/s、约60m/s、约80m/s、约90m/s或约lOOm/s的上限的速度的流体或气体。流 动通道612中的流体或气体可处于从约7KPa、约50KPa、约lOOKPa、约200KPa或约SOOKPa 的下限到约500KPa、约TOOKPa、约SOOKPa、约900KPa或约lOOOKPa的上限的压力下。可为 该注射喷嘴600设定尺寸和构型,W产生从约0.化Pa、约化Pa、约5KPa、约lOKPa或约20KPa 的下限到约30KPa、约40KPa、约50KPa、约60KPa或约70K化的上限的压降。该注射喷嘴也可 导致从约Im/s、约4m/s、约8m/s、约15m/s或约25m/s的下限到约50m/s、约70m/s、约90m/ S、约95m/s或约lOOm/s的上限的出口速度分布。
[0066] 尽管喷嘴体102、202、302、402、502和/或602的纵轴线与它们各自气流114、214、 314、414、515和614的方向之间的夹角已经被讨论且被描述为与它们各自气流114、214、 314、414、514和614的方向基本上垂直,例如±5°,但应当理解,该角度可在很宽范围内变 化。例如,该喷嘴体102、202、302、402、502和/或602的纵轴线与各自气流114、214、314、 414、515和614之间的夹角可W是从约50。、约60。、70°、约75。、约80。或约85。的 下限到约95。、约100°、约105°、约110°、约115°、约125°或约135°的上限。在另 一实例中,喷嘴体102、202、302、402、502和/或602的纵轴线间的夹角可W是从约84°到 约96。、约88。到约92。、约89。到约91。、约77。到约87。、约93。到约103°或者约 85°到约95。。在另一实例中,喷嘴体102、202、302、402、502和/或602的纵轴线间的夹 角可W是约85。、约86。、约87。、约88。、约89。、约90。、约91。、约92。、约93。、约 94° 或约 95。。
[0067] 图7描绘了根据一种或多种实施方案的示意性管环式气体分配系统700。该气体 分配系统700可包括一个或多个气体入口 702、一个或多个曲线形集气管704、一个或多个 互连福条706W及一个或多个注射喷嘴708。注射喷嘴708可W是或者可W包括如上参考 图1-6所讨论和描述的注射喷嘴100、200、300、400、500和/或600中的任意一种或多种。 该互连福条706可提供在气体入口 702与曲线形集气管704之间的流体连通。所述注射喷 嘴708可布置在该曲线形集气管704上W分配流体或气体。所述注射喷嘴708可W从该曲 线形集气管704水平延伸出或者可W设置在水平面W上或W下的某一角度处,该角度的范 围为从约0°到约90。、从约5°到约75。、从约10。到约50。或从约15。到约35。。该 气体分配系统700也可用耐热衬里如耐火衬里覆盖,所述耐热衬里可在操作过程中保护该 系统免受热侵袭、化学侵袭或腐蚀侵袭。 W側图8描绘了根据一种或多种实施方案的示例性管网式气体分配系统800的局部剖 视平面图。气体分配系统800可包括一个或多个气体入口 802、一个或多个中央歧管804、一 个或多个喷嘴集气管806W及一个或多个注射喷嘴808。注射喷嘴808可W是或者可W包 括如上参考图1-6所讨论和描述的注射喷嘴100、200、300、400、500和/或600中的任意一 种或多种。该中央歧管804可提供在喷嘴集气管806与气体入口 802之间的流体连通。所 述注射喷嘴808可布置在该喷嘴集气管806上W均匀地分配气体。所述注射喷嘴808可W从该喷嘴集气管804水平延伸出或者可W设置在水平面W上或W下的某一角度处,该角度 的范围为从约0°到约90。、从约5°到约75。、从约10。到约50。或从约15。到约35。。 该气体分配系统800也可用耐热衬里如耐火衬里覆盖,所述耐热衬里可在操作过程中保护 该系统免受热侵袭、化学侵袭或腐蚀侵袭。
[0069] 本文所述的气体分配系统可W布置在包含固体颗粒床的容器内并用于在该容器 内分配气体W流化该固体颗粒床。如本文所述的气体分配系统的示例性应用包括但不限于 催化剂再生器、聚合反应器和煤气化系统。
[0070] 本文所述的气体分配系统的一个示例性应用可W是在流化床催化裂化(FCC)工 艺中使用的催化剂的再生。该FCC工艺采用固体催化剂促使重质控流裂化W生产出轻质控 产品。作为裂化的副产物,碳质焦炭可沉积在催化剂上,运可导致催化剂的失活。焦炭可W 通过称为催化剂再生的燃烧过程从催化剂上除去。
[0071] 图9描绘了根据一种或多种实施方案的示例性催化剂再生器900。该再生器900 可包括再生器容器902、一个或多个催化剂入口 904、一个或多个催化剂出口 906、一个或多 个旋风分离器908、一个或多个废气出口 910W及一个或多个气体分配系统912。来自FCC 反应器(未示出)的被焦炭覆盖的催化剂可经催化剂入口 904被供应至反应器容器902W 形成催化剂床914。在一种或多种实施方案中,该再生器900可W被整合到该FCC反应器容 器内。
[0072] 一种或多种氧化剂可被供应至该气体分配系统912并经注射喷嘴916注入到催化 剂床914中。所述注射喷嘴916可W是或者可W包括如上参考图1-6所讨论和描述的注射 喷嘴100、200、300、400、500和/或600。如本文所用,"氧化剂"可W指适用于氧化在催化 剂表面上的焦炭的任何化合物或元素。运样的氧化剂包括但不限于空气、富氧空气(具有 大于2Iwt%的氧气浓度的空气)、氧气、富氮空气(具有小于79wt%的氮气浓度的空气)或 者它们的任意组合物或混合物。
[0073] 将氧化剂加入催化剂床914中可导致催化剂表面上的焦炭氧化和/或燃烧成一种 或多种废气,所述废气包括但不限于一氧化碳、二氧化碳、氨气、水蒸气和/或它们的各种 组合。在一种示例性实施方案中,再生器900中的燃烧溫度可W是约575°C到约800°C、或 者从约600°C到约760°C、或者从约690°C到约725°C。在一种或多种实施方案中,该再生器 900还可包括辅助加热器和/或辅助的燃料供给源W维持期望的燃烧溫度。并且,该再生器 可包括一个或多个催化剂冷却器,用于除去在该燃烧过程中产生的多余热量。
[0074] 从催化剂表面除去焦炭可使催化剂再活化和/或再生。再生的催化剂可经催化剂 出口 906从该再生器900中除去并被再循环到FCC反应器(未示出)中。在燃烧过程中产 生的废气可通过该旋风分离器908,该旋风分离器能够除去悬浮在废气中的任何催化剂。 该废气随后可经由废气出口 910从该再生器900中除去W被回收、再利用、再循环、处理和 /或丢弃。
[0075] 图10描绘了根据一种或多种实施方案的、用于提高一种或多种控的质量的示例 性流化床催化裂化(FCC)系统1000。该FCC系统1000可包括一个或多个提升管反应器 1002、一个或多个沉降器1004W及一个或多个再生器或再生器容器1006。该提升管反应器 1002可包括适用于在一种或多种催化剂存在的情况下使一种或多种控进料裂化的任何系 统、装置或者系统和/或装置的组合。该提升管反应器1002可在从约400°C到约750°C、约 425°C到约 725°C、约 440°C到约 700°C、约 450°C到约 675°C、约 480°C到约 650°C或约 510°C 到约565°C的溫度下操作。该提升管反应器1002可在从约lOlkPa到约1,lOOkPa、约150kPa 到约900kPa或从约200kPa到约525kPa的压力下操作。
[0076] 该控进料第一控进料")可经由管线1008引入到该提升管反应器1002内。该 第一控进料可与经由管线1010供应的一种或多种催化剂混合或W其它方式组合在一起W 产生混合物或("第一混合物")。可选地,通过管线1012的蒸汽可引入该提升管反应器 1002中。在管线1008中的第一控进料可W是或包括一种或多种链烧控、一种或多种环烧 控、一种或多种芳香控或它们的任意混合物。在管线1008中的第一控进料可包括但不限于 石油馈出物、残余油料、轻循环油、重循环油等。在管线1008中的示例性第一控进料可包括 但不限于瓦斯油、真空瓦斯油、常压渣油、真空渣油或它们的任意混合物。该第一控进料可 具有在常压下的约300°C或更高的、约340°C或更高的、约380°C或更高的、约400°C或更高 的、约425°C或更高的、约450°C或更高的或约500°C或更高的初馈点。
[0077] 在管线1008中的第一控进料可W是液体或者可在被引入该提升管反应器1002 之前被部分地或全部地汽化。例如,在管线1008中的第一控进料可W在引入该提升管反 应器1002之前有约Owt%或更多、约5wt%或更多、约lOwt%或更多、约15wt%或更多、约 25wt%或更多、约50wt%或更多、约75wt%或更多、约90wt%或更多、约95wt%或更多、约 99wt%或更多或约99. 9wt%或更多发生了汽化。在管线1008中的该第一控进料可W在室 溫或高溫下被引入到该提升管反应器1002中。例如,管线1008内的第一控进料的溫度可 W是最低为约 40°C、约 100°C、约 200°C、约 400°C、约 425°C或约 500°C。
[007引可选地可经由管线1012引入的蒸汽可W是饱和蒸汽或过热蒸汽。例如,
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