一种催化裂化进料喷嘴的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种催化裂化进料喷嘴，由嘴体(5)、进料管(10)、雾化蒸汽入口(11)组成，嘴体(5)一端设有喷头(2)，喷头(2)设有喷口(1)，嘴体(5)和喷头(2)内部形成混合腔(14)，嘴体(5)另一端雾化蒸汽入口(11)，嘴体(5)上设有进料管(10)，喷嘴安装操作条件良好、容易操作，大水蒸汽的利用率和雾化效果。
【专利说明】一种催化裂化进料喷嘴
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及在不存在氢的情况下，烃油的催化裂化领域，特别涉及一种催化 裂化雾化进料喷嘴。
【背景技术】
[0002] 在催化裂化（FCC)加工过程中，进料喷嘴性能的优劣对裂化反应、产品分布起着 重要作用。雾化良好的进料与高温再生催化剂短时间接触，使进料气化速度快、反应迅速、 催化剂上液体携带量降低，提高轻质油收率、降低焦炭产率、改善产品分布、防止过度裂化， 消除提升管反应器内的结焦现象，带来可观的经济效益。因此，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。
[0003] 目前国内外使用的催化裂化进料喷嘴大体分为以下几类：第一类是在喉管式喷嘴 基础上改进而成的，其特点是利用收敛一扩张形喉道尽量提高气体流速和气液两相速度差 以增加雾化强度，参见CN2069757U，；第二类是靶式喷嘴，参见US4434049,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，形成气液 两相雾化流，最后在喷头喷口处加速，实现二次雾化。该喷嘴雾化强度高，但需要很高的进 料压力和较多的雾化蒸汽，因而能耗较高，增加了生产成本和设备改造的投资；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。
[0004] 催化裂化进料喷嘴均为偶数，呈对称分布，扁口喷嘴在安装时，要求喷口必需处于 水平位置，由于进料的对冲作用，充分降低进料的径向速度，避免物料对反应器壁的冲击， 影响装置的正常运行。以上现有技术各类喷嘴的喷口均为扁口形式，在安装过程进行水平 调节时，需要在反应器内操作，操作条件恶劣、操作难度大。
【发明内容】
[0005] 本实用新型提供一种催化裂化进料喷嘴，以解决现有技术中扁口形式的进料喷 嘴，安装过程进行水平调节时，在反应器内操作的困难的问题，本实用新型，在反应器外即 可方便的完成水平调节。
[0006] 一种催化裂化进料喷嘴，由嘴体5、进料管10、雾化蒸汽入口 11组成，特征在于：嘴 体5 -端设有喷头2,喷头2设有喷口 1，嘴体5和喷头2内部形成混合腔14,嘴体5另一端 雾化蒸汽入口 11，嘴体5上设有进料管10。
[0007] 所述的嘴体5内部设有扩散段3、喉口段4、收缩段6、预混段7、旋流段锥管8和旋 流段圆管9,扩散段3分别与喷头2和喉口段4连通，收缩段6分别与喉口段4和预混段7 连通，旋流段锥管8分别与预混段7和旋流段圆管9连通，旋流段圆管9另一端与封盖12 连接。
[0008] 所述的旋流段锥管8和封盖12内部形成旋流腔13,旋流段圆管外部设有水平杆 15,旋流段锥管13的锥角为30?130°。
[0009] 所述的进料管10设置在嘴体5的旋流段圆管9上，与嘴体5的轴线成30?90° 夹角，旋流段圆管9与嘴体5的外径之比为1. 1?2. 5,扩散段5和收缩段8的锥体与嘴体 5轴线的夹角为5?90°。
[0010] 与现有技术相比，本实用新型一种催化裂化进料喷嘴，具有有益效果：
[0011] 1)安装人员只需在反应器外部调节水平杆，使其与地面保持水平，即可完成喷口 的水平调节；
[0012] 2)在操作过程中，进料是经进料管沿旋流段圆管的切向注入旋流腔，使其在进料 管出口处的湍动和扰动程度减弱，动能损耗降低，进料在旋流腔内进行旋转流动，在旋流段 锥管处加速后进入混合腔，并与一次蒸汽入口进入的雾化蒸汽混合；
[0013] 3)进料在离心力的作用下被展成薄膜，增大了液体的表面积、降低了液体的粘性 和表面张力；同时，进料在湍流脉动产生的瞬时随机剪切力作用下破碎；
[0014] 4)旋转运动使进料在混合腔内的运动轨迹延长，增加了与雾化蒸汽的混合时间， 提高了水蒸汽的利用率和雾化效果。
[0015] 本实用新型一种催化裂化进料喷嘴经测试表明，进料雾化粒径，索太尔直径一般 在55微米左右，喷口处的喷射速度一般为60米/秒左右，雾化均匀，均匀指数可以达到3 以上，进料压力较低一般为〇. 3?0. 6MPa，较少的雾化蒸汽，雾化蒸汽用量一般为进料量的 3?6重量％，即可得到很好的雾化效果，这样就降低了喷嘴的能耗。此外，前述雾化蒸汽与 进料在混合腔内的混合雾化方式，当进料量有所增减变化时，油汽两相流的体积流量变化 相对较小，不会明显影响雾化质量，因而使本实用新型的操作弹性好、可靠性高。本实用新 型还具有结构简单、安装方便的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是本实用新型一种催化裂化进料喷嘴的结构图。
[0017] 图2是喷头部位的喷口结构图。
[0018] 图3是喷头部位的左视图。
[0019] 图4是图1中的A-A旋转剖视图。
【具体实施方式】：
【具体实施方式】 [0020] 对本实用新型作进一步详细的说明。附图和并不限制 本实用新型要求保护的范围。
[0021] 实施例1
[0022] 一种催化裂化进料喷嘴，由嘴体5、进料管10、雾化蒸汽入口 11组成，嘴体5 -端 设有喷头2,喷头2设有喷口 1，嘴体5和喷头2内部形成混合腔14,嘴体5另一端雾化蒸汽 入口 11，嘴体5上设有进料管10,嘴体5内部设有扩散段3、喉口段4、收缩段6、预混段7、 旋流段锥管8和旋流段圆管9,扩散段3分别与喷头2和喉口段4连通，收缩段6分别与喉 口段4和预混段7连通，旋流段锥管8分别与预混段7和旋流段圆管9连通，旋流段圆管9 另一端与封盖12连接，旋流段锥管8和封盖12内部形成旋流腔13,旋流段圆管外部设有水 平杆15,旋流段锥管13的锥角为30°，进料管10设置在嘴体5的旋流段圆管9上，与嘴体 5的轴线成30°夹角，旋流段圆管9的内径与嘴体5的内径之比为1. 1，扩散段5和收缩段 8的锥体与嘴体5轴线的夹角为10°。
[0023] 实施例2
[0024] -种催化裂化进料喷嘴，由嘴体5、进料管10、雾化蒸汽入口 11组成，嘴体5 -端 设有喷头2,喷头2设有喷口 1，嘴体5和喷头2内部形成混合腔14,嘴体5另一端雾化蒸汽 入口 11，嘴体5上设有进料管10,嘴体5内部设有扩散段3、喉口段4、收缩段6、预混段7、 旋流段锥管8和旋流段圆管9,扩散段3分别与喷头2和喉口段4连通，收缩段6分别与喉 口段4和预混段7连通，旋流段锥管8分别与预混段7和旋流段圆管9连通，旋流段圆管9 另一端与封盖12连接，旋流段锥管8和封盖12内部形成旋流腔13,旋流段圆管外部设有水 平杆15,旋流段锥管13的锥角为45°，进料管10设置在嘴体5的旋流段圆管9上，与嘴体 5的轴线成40°夹角，旋流段圆管9的内径与嘴体5的内径之比为1. 5,扩散段5和收缩段 8的锥体与嘴体5轴线的夹角为20°。
[0025] 实施例3
[0026] 一种催化裂化进料喷嘴，由嘴体5、进料管10、雾化蒸汽入口 11组成，嘴体5 -端 设有喷头2,喷头2设有喷口 1，嘴体5和喷头2内部形成混合腔14,嘴体5另一端雾化蒸汽 入口 11，嘴体5上设有进料管10,嘴体5内部设有扩散段3、喉口段4、收缩段6、预混段7、 旋流段锥管8和旋流段圆管9,扩散段3分别与喷头2和喉口段4连通，收缩段6分别与喉 口段4和预混段7连通，旋流段锥管8分别与预混段7和旋流段圆管9连通，旋流段圆管9 另一端与封盖12连接，旋流段锥管8和封盖12内部形成旋流腔13,旋流段圆管外部设有水 平杆15,旋流段锥管13的锥角为50°，进料管10设置在嘴体5的旋流段圆管9上，与嘴体 5的轴线成45°夹角，旋流段圆管9的内径与嘴体5的内径之比为1. 8,扩散段5和收缩段 8的锥体与嘴体5轴线的夹角为30°。
[0027] 实施例4
[0028] 一种催化裂化进料喷嘴，由嘴体5、进料管10、雾化蒸汽入口 11组成，嘴体5 -端 设有喷头2,喷头2设有喷口 1，嘴体5和喷头2内部形成混合腔14,嘴体5另一端雾化蒸汽 入口 11，嘴体5上设有进料管10,嘴体5内部设有扩散段3、喉口段4、收缩段6、预混段7、 旋流段锥管8和旋流段圆管9,扩散段3分别与喷头2和喉口段4连通，收缩段6分别与喉 口段4和预混段7连通，旋流段锥管8分别与预混段7和旋流段圆管9连通，旋流段圆管9 另一端与封盖12连接，旋流段锥管8和封盖12内部形成旋流腔13,旋流段圆管外部设有水 平杆15,旋流段锥管13的锥角为60°，进料管10设置在嘴体5的旋流段圆管9上，与嘴体 5的轴线成50°夹角，旋流段圆管9的内径与嘴体5的内径之比为2. 1，扩散段5和收缩段 8的锥体与嘴体5轴线的夹角为60°。
[0029] 实施例5
[0030] 一种催化裂化进料喷嘴，由嘴体5、进料管10、雾化蒸汽入口 11组成，嘴体5 -端 设有喷头2,喷头2设有喷口 1，嘴体5和喷头2内部形成混合腔14,嘴体5另一端雾化蒸汽 入口 11，嘴体5上设有进料管10,嘴体5内部设有扩散段3、喉口段4、收缩段6、预混段7、 旋流段锥管8和旋流段圆管9,扩散段3分别与喷头2和喉口段4连通，收缩段6分别与喉 口段4和预混段7连通，旋流段锥管8分别与预混段7和旋流段圆管9连通，旋流段圆管9 另一端与封盖12连接，旋流段锥管8和封盖12内部形成旋流腔13,旋流段圆管外部设有水 平杆15,旋流段锥管13的锥角为80°，进料管10设置在嘴体5的旋流段圆管9上，与嘴体 5的轴线成70°夹角，旋流段圆管9的内径与嘴体5的内径之比为2. 2,扩散段5和收缩段 8的锥体与嘴体5轴线的夹角为70°。
[0031] 实施例6
[0032] 一种催化裂化进料喷嘴，由嘴体5、进料管10、雾化蒸汽入口 11组成，嘴体5 -端 设有喷头2,喷头2设有喷口 1，嘴体5和喷头2内部形成混合腔14,嘴体5另一端雾化蒸汽 入口 11，嘴体5上设有进料管10,嘴体5内部设有扩散段3、喉口段4、收缩段6、预混段7、 旋流段锥管8和旋流段圆管9,扩散段3分别与喷头2和喉口段4连通，收缩段6分别与喉 口段4和预混段7连通，旋流段锥管8分别与预混段7和旋流段圆管9连通，旋流段圆管9 另一端与封盖12连接，旋流段锥管8和封盖12内部形成旋流腔13,旋流段圆管外部设有水 平杆15,旋流段锥管13的锥角为100°，进料管10设置在嘴体5的旋流段圆管9上，与嘴 体5的轴线成80°夹角，旋流段圆管9的内径与嘴体5的内径之比为2. 2,扩散段5和收缩 段8的锥体与嘴体5轴线的夹角为70°。
[0033] 实施例7
[0034] 一种催化裂化进料喷嘴，由嘴体5、进料管10、雾化蒸汽入口 11组成，嘴体5 -端 设有喷头2,喷头2设有喷口 1，嘴体5和喷头2内部形成混合腔14,嘴体5另一端雾化蒸汽 入口 11，嘴体5上设有进料管10,嘴体5内部设有扩散段3、喉口段4、收缩段6、预混段7、 旋流段锥管8和旋流段圆管9,扩散段3分别与喷头2和喉口段4连通，收缩段6分别与喉 口段4和预混段7连通，旋流段锥管8分别与预混段7和旋流段圆管9连通，旋流段圆管9 另一端与封盖12连接，旋流段锥管8和封盖12内部形成旋流腔13,旋流段圆管外部设有水 平杆15,旋流段锥管13的锥角为120°，进料管10设置在嘴体5的旋流段圆管9上，与嘴 体5的轴线成85°夹角，旋流段圆管9的内径与嘴体5的内径之比为2. 2,扩散段5和收缩 段8的锥体与嘴体5轴线的夹角为80°。
【权利要求】
1. 一种催化裂化进料喷嘴，由嘴体（5)、进料管（10)、雾化蒸汽入口（11)组成，特征在 于：嘴体（5) -端设有喷头（2)，喷头（2)设有喷口（1)，嘴体（5)和喷头（2)内部形成混合 腔（14)，嘴体（5)另一端雾化蒸汽入口（11)，嘴体（5)上设有进料管（10)，嘴体（5)内部设 有扩散段（3)、喉口段（4)、收缩段（6)、预混段（7)、旋流段锥管（8)和旋流段圆管（9)，扩散 段⑶分别与喷头⑵和喉口段⑷连通，收缩段（6)分别与喉口段⑷和预混段（7)连 通，旋流段锥管（8)分别与预混段（7)和旋流段圆管（9)连通，旋流段圆管（9)另一端与封 盖（12)连接，旋流段锥管⑶和封盖（12)内部形成旋流腔（13)，旋流段圆管（9)外部设有 水平杆（15)，旋流段锥管（13)的锥角为30?130°。
2. 依照权利要求1所述的一种催化裂化进料喷嘴，其特征在于：所述的进料管（10)设 置在嘴体（5)的旋流段圆管（9)上，与嘴体（5)的轴线成30?90°夹角，旋流段圆管（9) 的内径与嘴体（5)的外径之比为1. 1?2. 5,扩散段（5)和收缩段（8)的锥体与嘴体（5)轴 线的夹角为5?90°。
【文档编号】C10G11/20GK203947076SQ201420140586
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】赵敏洁, 叶安道, 高有飞, 王长岭, 翁甲壮, 黄文水, 侯玉兰 申请人:中石化洛阳工程有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司