催化裂化装置进料喷嘴的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于石油加工行业催化裂化装置进料喷嘴，所述进料喷嘴包括原料油入口(2)、雾化蒸汽入口(1)、外管(3)、内管(12)、蒸汽分布孔(8)、孔前挡板(7)、内管顶端(6)、第一强化混合组件(4)，第二强化混合组件(5)，一次混合腔(10)，二次混合腔(11)和喷头(9)。本实用新型在一次混合腔(10)和二次混合腔(11)内，使得蒸汽从蒸汽分布孔(8)以微射流形式射出，撞击由孔前挡板(7)形成的爬流原料油，形成均匀细小的雾化原料，然后在二次混合腔(11)内再次撞击雾化，使得通过喷嘴喷出的原料油均匀细小，从而与提升管内上升催化剂充分接触、换热，使裂化反应快速进行，可以提高微观剂油比，提高轻质油的产率，降低生焦。本实用新型主要用于石油加工行业的催化裂化装置。
【专利说明】
催化裂化装置进料喷嘴
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种用于石油加工行业催化裂化装置进料喷嘴，属于催化裂化设备领域。
【背景技术】
[0002]随着催化裂化技术的迅速发展，人们都希望从原油炼化中获得更高的经济效益:如提高减压渣油的产率，使用重质原料油进行催化裂化。而重油或者渣油催化裂化，由于原料的比重大、粘度大，金属含量和生焦量高，裂化反应十分困难，往往由于反应系统生焦量大，而造成再生系统烧焦负荷过大，再生温度难以平稳和控制，影响装置的运行。
[0003]提升管反应器是催化裂化加工装置的核心部件。在提升管反应器反应过程中，原料油经过雾化进入反应器，与催化剂接触、受热汽化并且在催化剂作用下快速反应。进料后油气在反应器中一般停留2-3秒，完成反应之后进入油剂分离系统，停止反应。这种工艺过程要求原料油经雾化进入反应器后，应当与催化剂进行快速而均匀的接触，充分接触所需的时间越短越好，以利于反应过程的进行。因此就需要原料油在进入提升管反应器前进行充分的雾化。因为进料喷嘴性能的优劣对裂化反应、产品分布起着显著的作用，所以国内外相关研究机构一直在不断开发和推出新型高效的催化裂化装置进料喷嘴，以适应催化裂化技术发展的需要并获取更大的经济效益。
[0004]—般的进料雾化喷嘴，都由混合腔及喷出段构成。在混合腔中，被雾化的液体与辅助雾化的蒸汽相遇，相互剪切撕裂，形成相互掺混的两相流，然后这种两相流通过喷出段的喷口喷出。这些喷嘴基本都是利用流体动力学的流动稳定性理论，在混合腔中产生尽可能大的汽(气)液两相速度差，来达到撕裂和破碎液体的目的。
[0005]目前国内外使用的催化裂化喷嘴大致分为以下几类:第一类是喉管式或者是在其基础上改进的，其特点就是利用收敛、扩张喉道的形式来尽量提高气体流速和气液两相速度差增强液体的剪切撕裂，达到改善雾化强度(参见CN2069757U);第二类是靶式喷嘴，其原理是进料油在高压差作用下形成高速射流撞击金属靶，再与横向气流作用进行第一次雾化，形成气雾两相流，最后在喷头喷口处加速，实现二次雾化。该喷嘴雾化强度高，但需要较高的进料压力和较多的雾化蒸汽，如若达不到要求，喷嘴就难以正常工作，雾化效果急剧恶化，不仅能耗较高，还使操作弹性受到影响，因而增加了生产成本和设备改造的投资(参见US4434049);第三类是双喉道内混合式进料喷嘴(参见CN2054461U);第四类是双流体离心式喷嘴(参见CN2356752Y)，其中采用了两相旋流器。但是这些类型的喷嘴，进料的雾化粒径较大，索太尔直径(冷试)大多在60微米以上。后来，0~1050181314，0似036834781]，CN203999509U等专利都对其进行了改进，但是这种蒸汽分布孔易堵塞，影响雾化效果。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的就是提供一种催化裂化装置进料喷嘴，以解决现有的催化裂化装置进料喷嘴雾化原料油粒径较大，雾化蒸汽使用压力较高问题。通过设计特殊的内管和混合腔，可以形成非常均匀细小的液滴，从而与催化剂充分接触，改善油品分布，提高油品产率。
[0007]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0008]所述进料喷嘴包括原料油入口2、雾化蒸汽入口 1、外管3、内管12、蒸汽分布孔8、孔前挡板7、内管顶端6、第一强化混合组件4、第二强化混合组件5、一次混合腔10、二次混合腔11和喷头9，所述外管3上设有原料油入口 2，外管3的一端设有雾化蒸汽入口 I，外管3的另一端设有喷头9，所述雾化蒸汽入口 I与内管12的一端相连接，内管12的另外一端是内管顶端6，内管12圆管段上开有多排的沿圆周均匀或者不均匀分布的周向蒸汽分布孔8，在蒸汽分布孔8的雾化蒸汽入口 I方向排有对应的孔前挡板7，所述外管3内壁喷头9方向设有第二强化混合组件5，第二强化混合组件5和喷头9之间是二次混合腔11，所述外管3内壁原料油入口 2方向设有第一强化混合组件4，第一强化混合组件4和第二强化混合组件5之间是一次混合腔10。
[0009]成对的蒸汽分布孔8和孔前挡板7均匀或者不均匀的周向分布在内管12上，分成I一N排(圈)，视情况而定;蒸汽分布孔8中心线与内管12中心线所成夹角γ的范围在20°?90°，孔前挡板7中心线与内管12中心线所成夹角β的范围在20°?75° ;蒸汽分布孔8的直径范围在5mm?12mm，所有蒸汽分布孔8面积之和应占处在一次混合腔10中内管表面积的0.6?0.8倍，单个孔前挡板7的面积应是单个蒸汽分布孔8面积的I?1.5倍。
[0010]雾化的原理是由于存在明显的气液两相速度差，雾化蒸汽对原料油进行猛烈的剪切撕裂而使粘度大的原料油分裂成小液滴。本实用新型进料喷嘴通过第一强化混合组件4改变原料油的前进方向和速度，同时孔前挡板7也再一次阻挡和分裂前进的原料油，使得原料油在通过蒸汽分布孔8上方时以薄层形式通过，从蒸汽分布孔8以极速喷出的微射流强烈的与原料油碰撞并且剪切撕裂原料油，由于微射流拥有与原料油前进方向相同的分速度，所以可以较长距离起到雾化作用。在通过第二强化混合组件5时，原料油的前进方向又一次改变，然后从内管顶端6出来的蒸汽可以起到二次雾化的作用。本实用新型进料喷嘴就是构造多次速度差和剪切撕裂，使得原料油能够被充分的雾化成均匀细小的颗粒，再由喷头喷出进入提升管反应器后与上升而来的催化剂充分接触，传热均匀并且迅速，降低微观剂油比，提尚油品品质和广率。
【附图说明】
[0011 ]图1为本实用新型进料喷嘴结构示意图。
[0012]图1中，1.雾化蒸汽入口；2.原料油入口； 3.外管;4.第一强化混合组件;5.第二强化混合组件;6.内管顶端;7.孔前挡板;8.蒸汽分布孔;9.喷头；10.—次混合腔；11.二次混合腔;12.内管。
[0013]图2— I为本实用新型蒸汽分布孔8和孔前挡板7在内管12上的结构示意图。
[0014]图2— 2为本实用新型蒸汽分布孔8在内管12上的分布示意图。
[0015]图3为本实用新型只有第二强化混合组件5的进料喷嘴结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图图1对本实用新型的催化裂化装置进料喷嘴进行说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型护的范围。
[0017]雾化蒸汽通过雾化蒸汽入口I进入，由于内管顶端6有完整或者部分挡板挡住，使得管内压力增大，迫使雾化蒸汽通过内管12上布满的蒸汽分布孔8以极速的微射流形式喷出。原料油通过原料油入口 2进入外管3内腔，第一次通过第一强化混合组件4改变方向和大小，同时进入一次混合腔10，在这个区域有孔前挡板7，阻挡改变着原料油的流向，使得流动状态更加紊乱，再加上由蒸汽分布孔8出来的极速雾化蒸汽，在气液两相速度差的作用下，使得原料油发生第一次雾化，由于过了第一强化混合组件4，内腔变大，原料油速度稍微降低同时夹杂着气泡形的雾化蒸汽前进，同时受到流动前方的微射流的穿刺，夹杂着的气泡形的雾化蒸汽也进行破裂，使得原料油更加撕裂成细小的液滴。由于第二强化混合组件5要比第一强化混合组件4大，所以对原料油速度和方向改变量大，加上从内管顶端6出来的雾化蒸汽也较多，所以可以使得原料油进行二次雾化。之后就可以通过喷头进入提升管反应器与上升的催化剂进行裂化反应了。
[0018]以上所述的实施例，只是本实用新型的【具体实施方式】的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围之内。
[0019]本实用新型未详述部分为现有技术，因此未作详述。
【主权项】
1.一种催化裂化装置进料喷嘴，其特征在于所述进料喷嘴包括原料油入口( 2)、雾化蒸汽入口(1)、外管(3)、内管(12)、蒸汽分布孔(8)、孔前挡板(7)、内管顶端(6)、第一强化混合组件(4)、第二强化混合组件(5)、一次混合腔(10)、二次混合腔(11)和喷头(9)，所述外管(3)上设有原料油入口(2)，外管(3)的一端设有雾化蒸汽入口(I)，外管(3)的另一端设有喷头(9)，所述雾化蒸汽入口(I)与内管(12)的一端相连接，内管(12)的另外一端是内管顶端(6)，内管(12)圆管段上开有多排的沿圆周均匀或者不均匀分布的周向蒸汽分布孔(8)，在蒸汽分布孔(8)的雾化蒸汽入口(I)方向排有对应的孔前挡板(7)，所述外管(3)内壁喷头(9)方向设有第二强化混合组件(5)，第二强化混合组件(5)和喷头(9)之间是二次混合腔(11)，所述外管(3)内壁原料油入口(2)方向设有第一强化混合组件(4)，第一强化混合组件(4)和第二强化混合组件(5)之间是一次混合腔(10)。2.根据权利要求1所述的催化裂化装置进料喷嘴，其特征在于所述内管顶端(6)是平板形、半球形或者椭球形。3.根据权利要求1或2所述的催化裂化装置进料喷嘴，其特征在于所述蒸汽分布孔(8)是圆形或者椭圆形，蒸汽分布孔(8)中心线与内管(12)中心线所成夹角γ的范围在20°?90°，蒸汽分布孔(8)的直径范围在5mm?12mm，所有蒸汽分布孔(8)面积之和应占处在一次混合腔(10)中内管表面积的0.6?0.8倍。4.根据权利要求1或2所述的催化裂化装置进料喷嘴，其特征在于所述孔前挡板(7)是圆形或者长方形，单个孔前挡板(7)的面积应是单个蒸汽分布孔(8)面积的I?1.5倍，孔前挡板(7)中心线与内管(12)中心线所成夹角β的范围在20°?75°。
【文档编号】C10G11/20GK205635496SQ201620166419
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月5日
【发明人】刘子魁
【申请人】刘子魁