專利名稱：一種催化裂化裝置重油進(jìn)料噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油加工設(shè)備，主要涉及的是一種催化裂化裝置重油進(jìn)料 噴嘴。
技術(shù)背景
在重油催{機(jī)化加工過程中，由于原料比重大，黏度高，霧化困難，進(jìn)料噴 嘴直接影響重油進(jìn)料的霧化效果。霧化良好的進(jìn)料和高纟顯催化劑在提升管內(nèi)接 觸，發(fā)生催化裂化反應(yīng)，育^減少反應(yīng)過程中的生焦量和干氣量，提高輕質(zhì)油收 率，改善產(chǎn)品分布，能給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，因此，催{城料噴嘴是催 化反應(yīng)的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。
目前，用于催〗機(jī)置的進(jìn)料噴嘴有以下幾類 一類是內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用收縮-擴(kuò) 張形式，利用氣液兩相的速度差，達(dá)到強(qiáng)化原料霧化的目的(如專利 CN206975U、 CN1304979A、 CN2711168Y)。此類噴嘴在出口處節(jié)流，使霧化 氣體和原料加速，實(shí)現(xiàn)二次霧化；此類噴嘴的改進(jìn)形式是在噴嘴出口前補(bǔ)充二 次霧化蒸汽，以消除邊壁引起油滴長(zhǎng)大的影響(如專利:CN1648209A、 CN2717959Y、 CN2407006Y)。另一類是采用蒸汽注入原料油中，利用噴嘴內(nèi)的 壓力高于與提升管反應(yīng)器內(nèi)的壓力，使原料中的氣泡在差壓作用下膨脹并發(fā)生 爆裂，達(dá)到原料霧化的目的(如專禾U:CN1894362A、CN1332782ACN1177972A 、 CN1282777Y、 CN200967809Y)。
以上這些噴嘴在催j機(jī)〗撥置均有應(yīng)用，但存在的缺點(diǎn)是有的原料噴出速 度大，導(dǎo)致流動(dòng)不穩(wěn)定，引起提升管反應(yīng)器共振而發(fā)生提升管反應(yīng)器晃動(dòng)的情 況；有的原料霧化不均勻；還有的進(jìn)料噴嘴所需進(jìn)油壓力高、 化介質(zhì)耗量大、 能耗高。由于我國(guó)催化裂化裝置的原料'M變化大，要求噴嘴具有一定的調(diào)節(jié)范圍，而這些噴嘴的調(diào)節(jié)范圍有限，在催化裂化裝置進(jìn)料量變化范圍大時(shí)，其
霧化效果變化很大，影響了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種催化裂化裝置重油進(jìn)料噴
嘴，使其能夠大范圍調(diào)節(jié)原料的進(jìn)料量，在原料14M和處理量發(fā)生較大改變時(shí), 仍能保持良好的霧化效果，能有效提高催4機(jī)化體的產(chǎn)品質(zhì)量和輕質(zhì)油收率， 從而提高經(jīng)濟(jì)效益。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是 一種催化裂化裝置重油進(jìn)料噴嘴，主要由 噴嘴外套管、內(nèi)套管、兩級(jí)蒸汽入口、原料:SA管和噴頭部件組成；噴嘴外套 管與內(nèi)套管同軸布置，噴嘴外套管后部連接一次蒸汽進(jìn)入管， 一次蒸汽進(jìn)入管
伸入內(nèi)套管內(nèi)并與內(nèi)套管同軸布置， 一次蒸汽進(jìn)入管的末端用半球型封頭封閉 且一次蒸汽進(jìn)入管位于內(nèi)套管內(nèi)的管段上和半球型封頭上開設(shè)多個(gè)水蒸汽噴 孔；二次蒸汽進(jìn)入管與原料油進(jìn)入管分別焊接在噴嘴外套管的側(cè)面，噴嘴內(nèi)外 套管之間的間隙為二次蒸汽與原料油的通道，中間有隔板隔斷；原料油進(jìn)入管 通過內(nèi)套管前端的原料油i4A孔與內(nèi)套tM，內(nèi)套管內(nèi)壁的后端具有收縮段、
直管段和擴(kuò)張段，二次蒸汽噴 L位于二次蒸汽通道的末端并與內(nèi)套管后端的擴(kuò)
張段相通，內(nèi)套管的后端與噴頭上具有的噴孔相通。
所述二次蒸汽噴 L為兩排且兩排噴孔的角度不同。
本實(shí)用新型的工作過程是原料油先進(jìn)入內(nèi)外套管間的間隙，沿圓周通過
內(nèi)套管前端開 us入內(nèi)套管， 一次蒸汽由蒸汽進(jìn)入管和半球型封頭上的小孔高
速噴出，原料油中形成許多水蒸汽的油水蒸汽兩相汽泡流，此汽泡流經(jīng)收宿段 壓縮后汽泡縮小，消除了不穩(wěn)定汽泡，經(jīng)收縮段和直管段混合的汽泡流體，在 擴(kuò)張段汽泡逐漸變大，維持兩相流的速度保持不變。二次蒸汽在擴(kuò)張段高速噴 出，進(jìn)一步增大原料油中的汽泡直徑和數(shù)量，并提高擴(kuò)張段的壓力，原料油和 蒸汽的混合汽泡流體從噴頭上的噴口噴出，由于噴嘴內(nèi)外的壓差，使水蒸汽泡爆炸，從而將原料油爆炸霧化。
本實(shí)用新型采用汽泡霧化和壓縮穩(wěn)定相結(jié)合的霧化原理，使高粘度原料油 在內(nèi)套管中與一次蒸汽混合，形成均勻的汽泡狀流體，經(jīng)過壓縮整流，充分混
合，再經(jīng)過二次霧化蒸汽充分霧化后由噴口噴出，形成細(xì)小的液滴，并能按噴 口的形式均勻分布，霧化粒度分布良好，且噴口的噴射速度較低(噴口處的速
度〈70m/s)，這樣有效防止原料油對(duì)催化齊啲沖擊，減小了催化劑單耗。由于原 料油與水蒸汽在內(nèi)套管內(nèi)混合充分，原料油和蒸汽的壓力不需對(duì)艮高(一般油 壓0.3 0.6MPa即可)，霧化水蒸汽量小(一般為原料的2% 6%重量)，就能 達(dá)到理想的霧化效果。同時(shí)，由于采用多次蒸汽進(jìn)入方法，噴嘴能夠適應(yīng)原料 油變化量較大的情況，當(dāng)原料油在正常處理量時(shí)，二次霧化蒸汽僅起為吹掃邊 壁的作用，用量一般為0.5% 1% (重量)，當(dāng)原料油處理量低時(shí)，加大二次霧 化蒸汽的用量，此時(shí)通過內(nèi)套管后端的小孔水蒸汽速度增大，以高速注入原料 油中，形成較大的汽泡流，再由噴口噴出，水蒸汽泡會(huì)發(fā)生較大的爆裂，彌補(bǔ) 了原料油減少導(dǎo)致霧化效果差的現(xiàn)象，使噴嘴能適應(yīng)原料油大幅度的波動(dòng)，不 影響噴嘴的霧化效果，因而使本實(shí)用新型的催化進(jìn)料噴嘴操作性好，霧化可靠。

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的剖視圖
圖2是圖1的A向視圖。
圖3是噴口為沿圓周排列的多個(gè)圓孔時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是噴口為沿橢圓形排列的多個(gè)圓孔時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖
圖中，1、噴口， 2、噴頭，3、 4、 二次蒸汽噴孔，5、 二次蒸汽通道，6、
外套管，7、內(nèi)套管，8、半球型封頭，9、水蒸汽噴孔，10、 二次蒸汽入口管，
11、隔板，12、原料油通道，13、 一次蒸汽進(jìn)入管，14、原料油iSA孔，15、
原料入口管，16、收縮段，17、直管段，18、擴(kuò)張段。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體操作過程對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。附圖和 操作過程不限制本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。
如圖1所示，并參照?qǐng)D2，本實(shí)用新型的催化進(jìn)料噴嘴，設(shè)有外套管6，內(nèi) 套管7;原料出口噴頭2連接在外套管6的后端， 一次蒸汽進(jìn)入管13的入口管 口焊接在外套管6的前端，二次蒸汽入口管10和原料入口管15焊接在外套管6 的側(cè)面，與噴嘴軸線垂直布置， 一次蒸汽iSA管13伸入內(nèi)套管7內(nèi)部， 一次蒸 汽進(jìn)入管13的末端堵板為半球型封頭8，在半球型封頭8和一次蒸汽進(jìn)入管13 位于內(nèi)套管7內(nèi)的管段上開設(shè)多個(gè)水蒸汽噴孔9。噴頭2端部設(shè)有噴口1。如圖 2所示，噴口 1采用長(zhǎng)條孔開口形式，也可采用多孔形式，如圖3所示，噴口開 口為沿圓周排列的多個(gè)圓孔，如圖4所示，噴口開口為沿橢圓形排列的多個(gè)圓 孔。內(nèi)外套管之間的空腔形成二次蒸汽通道5與原料油的通道12，在內(nèi)套管7 與外套管6之間的前端焊接隔板11，隔板11將原料油通道12和二次蒸汽通道 5分隔開，在內(nèi)套管7的前端開有原料油進(jìn)入 L 14，使原料入口管15 M原料 油iSA孔14與內(nèi)套管7連通；在內(nèi)套管內(nèi)7內(nèi)部具有收縮段16，直管段17， 擴(kuò)張段18， 二次蒸汽通道5后端的二次蒸汽噴孔3、 4與內(nèi)套管其擴(kuò)張段18連 通，兩排二次蒸汽噴孔3、 4的角度不相同。
本實(shí)用新型的催化進(jìn)料噴嘴的其它結(jié)構(gòu)參數(shù)可根據(jù)需要設(shè)定，如噴口 1用 長(zhǎng)條形狀時(shí)，長(zhǎng)邊與短M比為4 8;當(dāng)噴口 1采用多 L形式時(shí)，開 L直徑為 5 30ram; —次蒸汽SA管13伸入內(nèi)套管內(nèi)的長(zhǎng)度為100 500mm，在球頭8和 一次蒸汽進(jìn)入管13后段上水蒸汽噴 L 9的直徑范圍為1 10mm;內(nèi)套管7作為 原料與蒸汽的混合腔，其直徑為30 200mm，噴嘴外套管6的直徑是由原料油和 二次蒸汽的量來確定的。二次蒸汽SA擴(kuò)張段18的兩排小孔3和4的角度不相 同，噴孔3的角度0為10 30° ，噴孔4的角度入為30 60。，內(nèi)套管7的收 縮段16的角度a為10 40。，擴(kuò)張段18角度e為20 55。。
本實(shí)用新型的具鵬作過程是原料油m原料油iSA管15 SAM道12，經(jīng)原料油進(jìn)入孔14進(jìn)入內(nèi)套管7， 一次蒸汽由蒸汽進(jìn)入管13進(jìn)入，通過水蒸汽 噴孔9高速噴入原料油中，在內(nèi)套管7內(nèi)混合，形戯泡為間斷流動(dòng)相，原料 油為連續(xù)流動(dòng)相的泡狀流體，經(jīng)收縮段16、直管段17壓縮混合，使汽泡壓縮合 并，形成較穩(wěn)定均勻的泡狀流體，在擴(kuò)張段18泡狀流體內(nèi)的汽泡增大，保持流 體處于等速流動(dòng)；在此處二次蒸汽經(jīng)噴孔3、 4高速噴入泡狀流體，進(jìn)一步加大 了蒸汽汽泡的直徑和提高了擴(kuò)張段18的壓九然后原料油汽泡流由噴口 1高速 噴出，由于噴口外壓力下降，水蒸汽汽泡爆炸破裂，將包裹水蒸汽汽泡原料油 霧化，此時(shí)催化進(jìn)料噴嘴完成了旨霧化過程。當(dāng)受其它生產(chǎn)因素制約，原料 噴嘴的處理量減少時(shí)，提高二次霧化蒸汽的比例(從1 1.5%提高到1.5 2.5 %)，保持?jǐn)U張段18的壓力與正常操作壓力相同，就能保持同樣的霧化效果； 當(dāng)處理量大于設(shè)計(jì)處理量時(shí)，可將二次蒸汽減小(從1 1. 5%^^、到l 0%wt)， 這樣噴嘴在處理量提高15 25%時(shí)，或處理量低20 30%時(shí)均能正常使用，而 不影響產(chǎn)品分布。本實(shí)用新型的催化進(jìn)料噴嘴霧化粒徑一般在55nm左右，噴 口 l處的噴射速度小于70m/s，原料油的壓力為0. 3 0. 6MPa，水蒸汽壓力一般 0.4 0.7MPa，水蒸汽用量為原料油的2 6%。
權(quán)利要求1、一種催化裂化裝置重油進(jìn)料噴嘴，所述噴嘴主要由噴嘴外套管(6)、內(nèi)套管(7)、兩級(jí)蒸汽入口、原料進(jìn)入管(15)和噴頭(2)組成，其特征是噴嘴外套管(6)與內(nèi)套管(7)同軸布置，噴嘴外套管后部連接一次蒸汽進(jìn)入管(13)，一次蒸汽進(jìn)入管(13)伸入內(nèi)套管(7)內(nèi)并與內(nèi)套管(7)同軸布置，一次蒸汽進(jìn)入管(13)的末端用半球型封頭(8)封閉且一次蒸汽進(jìn)入管位于內(nèi)套管內(nèi)的管段上和半球型封頭(8)上開設(shè)多個(gè)水蒸汽噴孔(9)；二次蒸汽進(jìn)入管(10)與原料油進(jìn)入管(15)分別焊接在噴嘴外套管的側(cè)面，噴嘴內(nèi)外套管之間的空腔形成二次蒸汽通道(5)與原料油的通道(12)，中間有隔板(11)隔斷；原料油進(jìn)入管(15)通過原料油進(jìn)入孔(14)與內(nèi)套管(7)連通，內(nèi)套管內(nèi)的后端具有收縮段(16)，直管段(17)和擴(kuò)張段(18)，二次蒸汽噴孔(3)、(4)位于二次蒸汽通道(5)的末端并與內(nèi)套管后端的擴(kuò)張段(18)相通，內(nèi)套管(7)的后端與噴頭(2)上具有的噴孔(1)相通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劍^置重油進(jìn)料噴嘴，其特征是所述 二次蒸汽噴孔為兩排且兩排噴孔(3)、 (4)的角度不同。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催^^機(jī)置重油進(jìn)料噴嘴，其特征是所述 噴口 (1)為長(zhǎng)條孔開口結(jié)構(gòu)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催4機(jī)^^S重油進(jìn)料噴嘴，其特征是所述 噴口 (1)為沿圓周排列的多個(gè)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1戶誠(chéng)的催4機(jī)il^g重油進(jìn)料噴嘴，其特征是戶脫噴口 (1)為沿橢圓形排列的多個(gè)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催4tm^置重油進(jìn)料噴嘴，其特征是所述 內(nèi)套管(7)內(nèi)收縮段(16)的角度a為10 40° ，擴(kuò)張段(18)角度P為20 55° 。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催^IB^置重油進(jìn)料噴嘴，其特征是所述二 次蒸汽噴孔(3)、 (4)沿內(nèi)套管(7)內(nèi)擴(kuò)張段(18)的圓周均布，噴孔直徑為 1 10mrn， 二次蒸汽噴孔(3)的角度6為10 30。 ， 二次蒸汽噴孔(4)的角度 入為30 60° 。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的催化裂^^置重油進(jìn)料噴嘴，其特征是所述噴 口的長(zhǎng)度和寬度比例為4 8。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的催{機(jī){撥置重油進(jìn)料噴嘴，其特征是所 述噴口 (1)的開孑L直徑為5 30mm。
專利摘要本實(shí)用新型屬于石油加工設(shè)備，提出一種催化裂化裝置重油進(jìn)料噴嘴，其主要由噴嘴外套管6、內(nèi)套管7、兩級(jí)蒸汽入口、原料進(jìn)入管15和噴頭2組成，噴嘴外套管6與內(nèi)套管7同軸布置，一次蒸汽進(jìn)入管13伸入內(nèi)套管7內(nèi)其末端用半球型封頭8封閉且一次蒸汽進(jìn)入管位于內(nèi)套管內(nèi)的管段上和半球型封頭8上開設(shè)多個(gè)水蒸汽噴孔9；噴嘴內(nèi)外套管之間的空腔形成二次蒸汽通道5與原料油的通道12，中間有隔板11隔斷；，原料油進(jìn)入管15與內(nèi)套管7連通，內(nèi)套管內(nèi)的后端具有收縮段16，直管段17和擴(kuò)張段18，二次蒸汽噴孔3、4位于二次蒸汽通道5的末端并與內(nèi)套管后端的擴(kuò)張段18相通。內(nèi)套管7的后端與噴頭2上具有的噴孔1相通。
文檔編號(hào)B05B7/02GK201372270SQ20082023076
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者張衛(wèi)紅 申請(qǐng)人:洛陽華智石化工程技術(shù)有限公司