专利名称：携带喷嘴及含有携带喷嘴的沸腾床反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷嘴，特别是适用于三相沸腾床加氢反应器的携带喷嘴。
背景技术：
在三相沸腾床加氢过程中，为了利于反应，使床层温度均匀，形成良好的气液分布及使催化剂正常流化等原因，加氢过程需有大量循环油(循环量一般为新鲜原料油体积十倍以上)。催化剂呈沸腾状态存在的三相沸腾床加氢过程其阻力降是较小的。据美国400米3/天氢_油法工业装置报导其总阻力降(包括静压、催化剂床层阻力及孔阻力降等)约为0. 56 0. 7绝对压力。如把油静压消去则阻力降只有约0. 07 0. 14绝对压力。
输送三相沸腾床加氢用循环油所需克服的阻力降虽不大，但如在外部用机械泵压送则泵仍需用高温高压材料制造，所以国外工业装置倾向于把循环泵放在反应器内或采用不需机械泵的循环方法。内循环是通过反应器内添加内套筒或把循环泵放在反应器内来实现。无论是内循环还是外循环，其不足之处在于结构和设备复杂，过程繁琐，通常需要高温高压材料制造的机械循环泵。适于三相沸腾床加氢的不需用机械泵的循环方法可利用密度差内循环及采用携带喷嘴。 中国专利CN00122072. 1介绍了一种石油加工进料雾化喷嘴，由于同时设有雾化介质入口管和蒸汽入口，使得本发明的喷嘴可以根据不同的工况灵活调节雾化介质达到满意的雾化效果。 CN200410010045. 3提出的重油催化裂化高效雾化进料喷嘴，由于喷嘴的二次蒸汽雾化喷孔设置在内管腔体扩散段出口端与原料油出口之间，可以对经过一次雾化的原料油进一步雾化，同时蒸汽在进入提升管反应器的原料油与提升管内壁之间形成蒸汽幕屏，防止原料油在提升管反应器管壁上结焦。以上喷嘴大都是针对催化裂化工艺中反应器底部的喷嘴结构，结构复杂烦琐，操作困难，加工成本高，且不具备携带能力。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种携带喷嘴及包含该携带喷嘴的沸腾床加氢反应器。本发明的携带喷嘴能够提供较高的液相循环比，满足沸腾床加氢工艺中良好的气液分布及正常的固相流化所需的大量循环液相。 为此，本发明提供的技术方案是一种携带喷嘴，嘴体为管状圆柱体，其一端设有混合物流出口，另一端为进料端；该携带喷嘴的体内空腔自进料端至混合物流出口依次划分为循环油上升段、收縮段、喉管、扩散段和气体上升段；在携带喷嘴的进料端设有原料油进料管，靠近进料端设有循环油入口 ，在气体上升段设有气体入口 ，原料油进料管与嘴体同轴且一直延伸到收縮段内。 本发明要解决的另一个技术问题是提供一种含有上述携带喷嘴的三相沸腾床反应器。技术方案为一种三相沸腾床反应器，其采用了上述结构的携带喷嘴。
与现有技术相比，本发明所具有的特点表现在[OOW] 1、本发明携带喷嘴以部分压力较高于反应压力的油为动力，经过一喷嘴流经文丘
里管便造成一抽力携带热油造成循环。除了满足正常的进料要求，提供较好的气液混合效果外，本发明携带喷嘴还能够提供一定的液体循环量。对于要求液体循环量的三相沸腾床加氢过程，完全可以满足加氢过程的需要，而无需额外采用机械泵或其它的循环方法，因而可以节省投资。 2、采用本发明携带喷嘴的三相沸腾床反应器，配合使用粒径较小(0. 08 0. 3mm)的沸腾床加氢催化剂以及特殊设计的三相分离器，可以完全抛掉外循环或内循环之类的机械泵循环方法，并且更有利于反应过程，使床层温度均匀，达到更好的催化剂流化效果和气液分布效果。
图1为本发明携带喷嘴的结构示意图。
本发明进料喷嘴由以下几个单元所组成 1-原料油进料管2-循环油上升段3-收縮段4-喉管5-扩散段6-气体上升段7-混合物流出口 8-循环油入口 9-气体入口 10-嘴体ll-喷口
具体实施例方式
下面结合附图详细说明本发明携带喷嘴的结构。 如图1所示，本发明携带喷嘴的嘴体10为管状圆柱体，其一端设有混合物流出口7，另一端为进料端；喷嘴的体内空腔自进料端至混合物流出口 7依次划分为循环油上升段2、收縮段3、喉管4、扩散段5和气体上升段6 ;喷嘴进料端设有原料油进料管1和循环油入口 8，在气体上升段设有气体入口 9 ;原料油进料管1与嘴体10同轴，喷口 11 一直延伸到收縮段3内。 为了得到较高的原料油线速度，喷口 ll设置成收縮状，喷口的收縮角(以a表示) 一般选择5 30度，优选10 15度；喷口截面与喷口和收縮段形成的环形截面之比值(二者在同一平面上)为80-350，以100 150为宜；收縮段3形成的收縮角(以P表示) 一般为5 25度，优选10 15度；扩散段5形成的扩散角(以Y表示) 一般为10 50度，优选20 30度；扩大段出口与喉管的面积比一般为45 130，以60 100较佳；循环油入口与喷口 11的面积之比为150 280，优选220 250;混合物流出口 7与喷口 11的面积比至少应大于喉管4与喷口 ll的截面比。喉管的长径比一般为2 9，优选2 4。所述收縮段的开口直径小于该处嘴体的直径，嘴体10与收縮段开口的面积比为4 100，以20 80为宜。 以重油沸腾床加氢工艺所用喷嘴为例，本发明进料喷嘴的工作过程为
原料油(或者混有少量氢气的原料油)自原料油进料管1进入收縮段3，由于喷口 ll是呈收縮状的，因此原料油流经喷口 11的线速度很大，将在收縮段3及循环油上升段2处产生较高的负压区，从而产生一强大吸力，携带循环油自循环油入口 8进入循环油上升段l，并与原料油初步混合；液液混合物流通过收縮段一定角度的锥面加速向上，其轴向线速度进一步提高；通过喉管4的稳定过程，原料油与循环油进一步混合；通过扩散段5并与来自气体入口 9的氢气混合后，形成均匀的气液混合物流，并由混合物流出口 7喷射进入沸腾床反应器。
权利要求
一种携带喷嘴，嘴体为管状圆柱体，其一端设有混合物流出口，另一端为进料端；该携带喷嘴的体内空腔自进料端至混合物流出口依次划分为液体上升段、收缩段、喉管、扩散段和气体上升段；在携带喷嘴的进料端设有原料油进料管和循环油入口，在气液混合段设有气体入口，原料油进料管与嘴体同轴且一直延伸到收缩段内。
2. 按照权利要求1所述的携带喷嘴，其特征在于所述原料油进料管的喷口设置成收縮 状，喷口收縮角为5 30度。
3. 按照权利要求2所述的携带喷嘴，其特征在于所述的喷口收縮角为10 15度。
4. 按照权利要求1所述的携带喷嘴，其特征在于所述收縮段形成的收縮角为5 25度。
5. 按照权利要求1所述的携带喷嘴，其特征在于所述收縮段形成的收縮角为10 15度。
6. 按照权利要求1所述的携带喷嘴，其特征在于所述扩散段形成的扩散角为10 50度。
7. 按照权利要求1所述的携带喷嘴，其特征在于所述扩散段形成的扩散角为20 30度。
8. 按照权利要求1所述的携带喷嘴，其特征在于所述原料油进料管的喷口截面与喷口 和收縮段环形截面之比值为80-350。
9. 按照权利要求1所述的携带喷嘴，其特征在于所述原料进料管的喷口截面与喷嘴和 收縮口环形截面之比值为100-150。
10. 按照权利要求l所述的携带喷嘴，其特征在于所述的扩大段出口与喉管的截面比 为45 130。
11. 按照权利要求1所述的携带喷嘴，其特征在于所述的扩大段出口与喉管的截面比 为60 100。
12. 按照权利要求1所述的携带喷嘴，其特征在于所述喉管的长径比为2 9。
13. 按照权利要求1所述的携带喷嘴，其特征在于所述的循环油入口与原料油进料管 喷口的截面之比为150 280。
14. 按照权利要求1所述的携带喷嘴，其特征在于所述的循环油入口与原料油进料管 喷口的截面之比为220 250。
15. 按照权利要求1所述的携带喷嘴，其特征在于所述的嘴体与收縮段开口的面积比 为4 100。
16. 按照权利要求1所述的携带喷嘴，其特征在于所述的嘴体与收縮段开口的面积比 为20 80。
17. —种三相沸腾床反应器，其特征在于，该三相沸腾床反应器采用了权利要求1 16 中任一权利要求所述的携带喷嘴。
全文摘要
本发明公开了一种携带喷嘴以及包括该携带喷嘴的三相沸腾床反应器，属于石油化工机械领域。携带喷嘴以部分压力较高于反应压力的油为动力，经过一喷嘴流经文丘里管便造成一抽力携带热油造成循环。本发明的携带喷嘴用于沸腾床反应器上，配合使用粒径较小的沸腾床催化剂以及特殊设计的三相分离器，完全能够满足沸腾床加氢工艺中良好的气液分布及正常的固相流化所需的大量循环液相，并且更有利于反应过程，使床层温度均匀，达到更好的催化剂流化效果和气液分布效果。
文档编号B01J19/26GK101721959SQ200810228388
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月28日 优先权日2008年10月28日
发明者刘建锟, 杨涛, 胡长禄, 蒋立敬, 贾丽, 贾永忠 申请人:中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院