專利名稱：用于流化床反應(yīng)器的流體注射噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有助于將流體注入到循環(huán)流化床反應(yīng)器中的噴嘴組件。更具體地，本發(fā)明涉及一種有助于將諸如石油渣油和浙青的重油注入到流體焦化反應(yīng)器中的噴嘴組件。相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2010年5月25日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No. 61/348，013的優(yōu)先權(quán),其全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用而并入本申請(qǐng)中。
背景技術(shù)：
循環(huán)流化床(CFB)反應(yīng)器是公知的裝置，其能夠用來(lái)進(jìn)行各種多相化學(xué)反應(yīng)。在這種類型的反應(yīng)器中，流體(氣體或液體)以一定速度通過(guò)顆粒狀固體材料，該速度高到足以使固體懸浮并使其表現(xiàn)像流體一樣。借助于使注入通過(guò)在反應(yīng)器基部處的分配器(格柵、噴頭或其它裝置)的氣體諸如空氣、蒸汽或反應(yīng)物氣體流化來(lái)維持流化。CFB反應(yīng)器現(xiàn)在被用在許多工業(yè)應(yīng)用中，在所述工業(yè)應(yīng)用中有石油重油的催化裂解、烯烴聚合、煤氣化、以及水和廢物處理。一個(gè)主要的應(yīng)用是在循環(huán)流化床燃燒器領(lǐng)域中，其中煤或另一高硫燃料在石灰石的存在下燃燒，以減少SOx的排放；由于在流化床中達(dá)到的相對(duì)較低的溫度，所以氮氧化物的排放量也減小。另一種應(yīng)用是在被稱為爐體焦化的流化床焦化工藝及其變型Flexicoking 中，兩者都是由?？怂裳芯亢凸こ坦?Exxon Research and EngineeringCompany)開(kāi)發(fā)。流化床焦化是一種石油煉制過(guò)程，在所述石油煉制過(guò)程中，通過(guò)熱分解(焦化)將通常是來(lái)自分餾的非可蒸餾殘?jiān)?渣油)的重質(zhì)石油進(jìn)料或重油轉(zhuǎn)化成更輕、更有用的產(chǎn)品，所述熱分解(焦化)在升高的反應(yīng)溫度下進(jìn)行，該溫度通常是約480° C至590° C，(約900° F至1100° F)，并且在大多數(shù)情況下，是從500° C到550° C(約930° F至1020° F)?？梢酝ㄟ^(guò)流體焦化工藝處理的重油包括常壓重渣油、芳烴提取液、柏油以及來(lái)自下述地方的焦油砂、焦油坑和浙青湖的浙青及諸如在美國(guó)得克薩斯、秘魯、伊朗、俄羅斯和波蘭發(fā)現(xiàn)的類似沉積物，所述地方是指加拿大(阿薩巴斯卡(Athabasca)，阿爾塔(Alta))、特立尼達(dá)島(Trinidad)、南加利福尼亞(拉布雷亞(La Brea)(洛杉肌))、麥基特里克(McKittrick)(貝克斯菲爾德(Bakersfield),加利福尼亞)、卡平特里亞(Capinteria)(圣巴巴拉縣(Santa Barbara County),加利福尼亞州)、湖貝穆德斯(Lake Bermudez)(委內(nèi)瑞拉)。該工藝是在帶有包含熱焦炭顆粒的大反應(yīng)器容器的一個(gè)單元中進(jìn)行，所述大反應(yīng)器容器在流化情形中維持在所需的反應(yīng)溫度下，并且在焦炭顆粒的平均運(yùn)動(dòng)方向向下穿過(guò)流化床的情況下，在容器底部注射蒸汽。重油進(jìn)料被加熱到可泵送的溫度，典型地在350°C至400°C (約660° F至750° F)的范圍內(nèi)與霧化蒸汽混合，且被饋送通過(guò)在反應(yīng)器中的幾個(gè)連續(xù)的水平高度處布置的多個(gè)進(jìn)料噴嘴。蒸汽被注入到在反應(yīng)器的底部處的汽提塔部分，并且當(dāng)焦炭顆粒從在上方的反應(yīng)器的主要部分下降時(shí)，蒸汽向上通過(guò)在汽提塔中的焦炭顆粒。進(jìn)料液體的一部分涂覆流化床中的焦炭顆粒，并隨后分解成固體焦炭層和發(fā)展成氣體或汽化液體的更輕的產(chǎn)品。反應(yīng)器壓力相對(duì)較低，以促進(jìn)烴蒸氣的汽化，通常在約120至400kPag (約17至58psig)的范圍內(nèi)，并且最通常地是從約200至350kPag (約29至51psig)。焦化(熱裂解)反應(yīng)的輕質(zhì)烴產(chǎn)物蒸發(fā)，與流化的蒸汽混合，并向上通過(guò)流化床進(jìn)入到焦炭顆粒的密相流化床上方的稀相區(qū)中。在焦化反應(yīng)中形成的該汽化的烴類產(chǎn)物的混合物繼續(xù)與蒸汽一起以約I至2米每秒(約3至6英尺每秒)的表面速度向上流動(dòng)通過(guò)稀相，且?jiàn)A帶一些細(xì)小焦炭的固體顆粒。大部分所夾帶的固體在一個(gè)或多個(gè)旋風(fēng)分離器中通過(guò)離心力而與氣相分離，并且利用重力通過(guò)旋風(fēng)分離器料腿(digleg)返回到密相流化床。來(lái)自反應(yīng)器的蒸汽和烴類蒸氣的混合物隨后從旋風(fēng)分離器氣體出口排出而進(jìn)入位于反應(yīng)部上方并通過(guò)隔板與其分開(kāi)的高壓間中的洗滌器部中。通過(guò)與在洗滌器部中的洗滌器棚上下落的液體接觸，混合物驟冷。泵送循環(huán)回流使冷凝液體循環(huán)到外部冷卻器并返回到洗滌器部的頂行，以向液體產(chǎn)品的最重餾分的冷凝和驟冷提供冷卻。這種重質(zhì)餾分通常通過(guò)饋送回流化床反應(yīng)區(qū)而再循環(huán)來(lái)消滅。
進(jìn)料沒(méi)有立即汽化的成分涂覆反應(yīng)器中的焦炭顆粒，并隨后分解成固體焦炭層和發(fā)展成氣體或汽化液體的更輕產(chǎn)物。在使進(jìn)料與流化床接觸的過(guò)程中，一些焦炭顆?？赡軙?huì)變得不均勻或被進(jìn)料過(guò)重地涂覆，并且在與其它的焦炭顆粒碰撞期間可能會(huì)粘在一起。這些較重的焦炭顆粒可能不能被注入到汽提塔部的底部中的蒸汽有效地流化，使得它們隨后從反應(yīng)器部向下進(jìn)入到汽提塔部中，在所述汽提塔部處，它們可能附著并且堆積在汽提塔部中的塔棚上，主要地是堆積在塔棚的最上排上。傳統(tǒng)上，汽提塔部具有許多折流板，所述折流板通常根據(jù)它們的形狀被稱為“塔棚”，并且所述折流板的形式為在數(shù)個(gè)疊置的行或?qū)又写┻^(guò)汽提塔的主體縱向延伸的倒置的通道部。焦炭在其向下通過(guò)汽提塔期間經(jīng)過(guò)這些塔棚，并且暴露于蒸汽，所述蒸汽從在塔棚下方的容器的底部處的噴頭進(jìn)入并在其沿汽提塔向上移動(dòng)時(shí)重新分布。來(lái)自反應(yīng)器的固體焦炭通過(guò)汽提塔并離開(kāi)反應(yīng)器容器到達(dá)燃燒器，所述固體焦炭主要由碳與較少量的氫、硫、氮和痕量的釩、鎳、鐵以及從進(jìn)料獲得的其它元素組成，其在燃燒器處與空氣一起在流化床中燃燒，以將其溫度從約480°C至700°C (約900°至1300° F)升高，在此之后，熱焦炭顆粒被再循環(huán)到流化床反應(yīng)區(qū)中，以提供用于焦化反應(yīng)的熱量并且用作焦炭形成的核。也由?？怂?Exxon)研究和工程公司開(kāi)發(fā)的Flexicoking 工藝事實(shí)上是包括反應(yīng)器和燃燒器的單元中運(yùn)行的流體焦化過(guò)程，如上所述，但還包括用于通過(guò)與空氣/蒸汽混合物的反應(yīng)來(lái)氣化焦炭產(chǎn)品以便形成低熱值的燃料氣體的氣化器，在該工藝的變型中，燃燒器通常被稱為加熱器。在這種情況下，加熱器在貧氧環(huán)境下運(yùn)行。含有所夾帶的焦炭顆粒的氣化器產(chǎn)物氣體返回到加熱器，以提供反應(yīng)器熱需求的一部分。從氣化器發(fā)送至加熱器的焦炭的返回流提供熱需求的其余部分。離開(kāi)加熱器的熱焦炭氣體在被處理用于清理之前被用來(lái)產(chǎn)生高壓蒸汽。焦炭產(chǎn)物被從反應(yīng)器中連續(xù)地移除。鑒于Flexicoking工藝和流體焦化過(guò)程之間的相似性，除了在需要區(qū)分時(shí)，在本說(shuō)明書中使用術(shù)語(yǔ)“流體焦化”來(lái)指代和理解流體焦化和Flexicoking。流體焦化單元的汽提部被設(shè)置在反應(yīng)器的下部。來(lái)自反應(yīng)器的焦炭顆粒進(jìn)入到汽提塔中，在汽提塔處，所述焦炭顆粒被來(lái)自被設(shè)置在汽提部的底部處的噴頭的汽提蒸汽接觸，以便從被運(yùn)送出該單元的底部的焦炭移除烴類蒸汽相產(chǎn)物。作為反應(yīng)器的良好混合特性的結(jié)果，進(jìn)入汽提塔的一定量的焦炭仍然涂覆有可裂化的烴類材料。對(duì)于該材料，汽提塔作為在其內(nèi)可以發(fā)生裂化和干燥的額外的反應(yīng)部。在材料前進(jìn)通過(guò)汽提塔時(shí)，發(fā)生額外的裂化反應(yīng)。出于該原因，為了最小化作為烴夾帶(hydrocarbon carryunder)形式而送到燃燒器或加熱器的可裂化材料的量，在汽提塔中進(jìn)行活塞式流體行為是非常期望的，在所述燃燒器或加熱器處，可裂化材料被有效地降級(jí)為焦炭。與靈活焦化器(Flexicoker)不同，在基本的流體焦化設(shè)備的情況下，因?yàn)榱亢苄?，所以這種現(xiàn)象不是很不利的，但在使用靈活焦化器(Flexicoker)的情況下，該材料被送到加熱器，在加熱器處材料被暴露于高溫、貧氧的環(huán)境。進(jìn)入加熱器的未反應(yīng)的材料可以裂化，以形成全范圍的蒸氣相產(chǎn)物。這些產(chǎn)物然后被向上運(yùn)送至加熱器正上方，在此處這些產(chǎn)物可以冷凝到表面上，且導(dǎo)致了容量和/或運(yùn)行長(zhǎng)度限制。盡管對(duì)于流體焦化單元來(lái)說(shuō)烴夾帶不是主要問(wèn)題，但是這些單元確實(shí)經(jīng)歷了由于汽提塔的運(yùn)轉(zhuǎn)所引起的不同類型的問(wèn)題。沉積物在汽提塔棚上的累積使得汽提塔易遭遇減小的間隙，該減小的間隙打斷了焦炭在汽提塔中的循環(huán)，限制焦炭在反應(yīng)器部中的流化，并最終導(dǎo)致計(jì)劃外的容量損失或計(jì)劃外的停機(jī)，所述沉積物通常具有特色的形狀，由于該具有特色的形狀它們被命名為“鯊魚鰭”?！っ芟嗔骰惨话惚憩F(xiàn)為良好混合的反應(yīng)器。然而，冷流動(dòng)力學(xué)模型模擬和示蹤劑研究已顯示，大量的被潤(rùn)濕的焦炭可以迅速繞過(guò)反應(yīng)部并且接觸汽提塔棚，在所述汽提塔棚處，濕膜的一部分被轉(zhuǎn)換到焦炭，且與焦炭顆粒結(jié)合在一起。隨著時(shí)間的推移，來(lái)自蒸氣相的烴物質(zhì)在顆粒之間的空隙中冷凝，從而產(chǎn)生非常硬且難以移除的沉積物。在流體焦化單元中目前的做法是提高反應(yīng)器溫度，以加快熱裂化反應(yīng)。這使得焦炭能夠更快速地干燥，并且從而減少進(jìn)入汽提塔的被濕潤(rùn)的焦炭的量。然而，較高的反應(yīng)器溫度提高了烴蒸氣的再裂化速率，并減少了 C4+液體產(chǎn)量，從而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)缺陷。先前已進(jìn)行其它嘗試來(lái)克服該問(wèn)題，且獲得了不同程度的成功。一種方法是例如，通過(guò)為汽提塔裝配設(shè)置在汽提塔棚下方的蒸汽噴頭來(lái)改進(jìn)汽提塔操作，如由Hsiaotao Bi等人在“在流化床中的氣體-固體逆流的漫灌(Flooding of Gas-SolidsCountercurrent Flow in FluidizedBeds)，，(工業(yè)與工程化學(xué)研究(In. Eng. Chem.Res. ) · 2004，43，5611-5619 一文中所報(bào)告的。減少反應(yīng)器結(jié)垢和增加液體產(chǎn)量的另一種方法是改善進(jìn)料在其進(jìn)入床時(shí)的霧化，且期望改進(jìn)的霧化將減少油將被以液體形式向下運(yùn)送到汽提塔中的程度。在流體焦化過(guò)程中使用的常規(guī)霧化噴嘴使用蒸汽來(lái)輔助將加熱的渣油或浙青噴射到熱焦炭顆粒的流化床中渣油液滴和夾帶的焦炭顆粒的有效接觸對(duì)于改善反應(yīng)器的可操作性和液體產(chǎn)物的產(chǎn)量是重要的。注射的噴霧在流化床中形成射流，流化焦炭顆粒被夾帶到該射流中。在這個(gè)過(guò)程中的主要問(wèn)題是由于不良地執(zhí)行的霧化噴嘴，液體-固體結(jié)塊趨于形成在流體床中，并且導(dǎo)致局部高液量加載在固體上并且形成大的濕進(jìn)料/焦炭結(jié)塊。這些較重的結(jié)塊可能趨于朝向反應(yīng)器的下段分離并且淤塞反應(yīng)器的內(nèi)部，特別是在如上所述的汽提塔部中。通過(guò)提高的進(jìn)料的霧化性能，進(jìn)料的噴霧射流和焦炭固體之間的接觸將得到改善，從而導(dǎo)致反應(yīng)器可操作性的整體改善，并且由于減少的汽提塔結(jié)垢而具有較長(zhǎng)的運(yùn)行長(zhǎng)度，和/或由于較低的反應(yīng)器溫度運(yùn)行而具有較高的液體產(chǎn)物產(chǎn)量。通過(guò)改進(jìn)的進(jìn)料噴嘴的使用也可促進(jìn)更高的液體進(jìn)料速率。在US6，003，789 (貝斯(Base))和 CA2224615 (陳(Chan))中描述了一種被提出用于在流體焦化單元中使用的蒸汽輔助噴嘴。在這種噴嘴中，產(chǎn)生重油/蒸汽混合物的氣泡流動(dòng)流，并且該氣泡流動(dòng)流在噴嘴孔口處被霧化，所述噴嘴通常安裝到流體焦化裝置的側(cè)壁，使得該噴嘴通過(guò)壁延伸到焦炭顆粒的流化床中。所使用的噴嘴具有圓形流道，所述圓形流道按順序包括入口 ；直徑減小的第一收縮部；直徑增大的擴(kuò)散器部；直徑減小的第二收縮部；和孔口出口。收斂部使流動(dòng)混合物加速,并通過(guò)伸長(zhǎng)和剪切應(yīng)力流動(dòng)機(jī)理而導(dǎo)致液滴尺寸減小。第二收縮部被設(shè)計(jì)成使混合物流比第一收縮部加速得更多，并且因此，由第一收斂部所產(chǎn)生的液滴的尺寸在第二收斂部中被進(jìn)一步減小。擴(kuò)散器部允許混合物在第二次加速之前減速并慢下來(lái)。目的在于將液滴的平均(average mean)直徑減小至相對(duì)細(xì)小的尺寸，典型地在300 μ m的量級(jí)，如所報(bào)告的那樣，當(dāng)液滴和加熱的顆粒具有類似的直徑時(shí)，重油液滴與加熱的焦炭顆粒的碰撞的最高概率出現(xiàn)；因此，200或300 μ m的液滴尺寸被認(rèn)為是期望的。
US6, 003, 789的噴嘴的目的是產(chǎn)生微小油滴的噴霧，根據(jù)傳統(tǒng)觀點(diǎn)，這將導(dǎo)致焦炭顆粒和油滴之間的更好的接觸。在“液體噴霧到流化床中的噴射顆粒-液體混合及對(duì)流體焦化器產(chǎn)量的影響(Injection of a Liquid Spray into a FluidizedBed:Particle-Liquid Mixing and Impact on Fluid Coker Yields)”(工業(yè)與工程化學(xué)研究(Ind. Eng. Chem. Res. ), 43 (18), 5663,豪斯等人(House, P. etl))的概念中詳細(xì)介紹的隨后方法提出，應(yīng)當(dāng)提高液滴和熱焦炭顆粒之間的初始接觸和混合，而較少關(guān)心噴霧中的液滴的尺寸。提出了使用導(dǎo)流管的噴霧噴嘴，并且在美國(guó)專利7，025，874 (陳)中也描述了這種類型的噴嘴。該噴嘴裝置通過(guò)以下方式起作用利用從噴嘴孔口發(fā)出的液體射流的動(dòng)量來(lái)將固體拽入導(dǎo)流管混合器中，并導(dǎo)致固體和液體在混合器中劇烈混合，并且通過(guò)這樣做，提高各個(gè)液滴和顆粒接觸的概率。結(jié)果，更多的焦炭顆粒可以被油薄薄地涂覆，從而導(dǎo)致液體產(chǎn)量的提高；結(jié)塊的產(chǎn)生將會(huì)被削弱，從而導(dǎo)致結(jié)垢減少，并且通過(guò)降低液體汽化過(guò)程的質(zhì)量轉(zhuǎn)移限制，反應(yīng)器的運(yùn)行溫度能夠降低，同時(shí)仍然實(shí)現(xiàn)高的液體產(chǎn)物產(chǎn)量。實(shí)際的組件包括用于產(chǎn)生射流的霧化噴嘴和端部開(kāi)口的導(dǎo)流管型混合器，所述霧化噴嘴延伸穿過(guò)反應(yīng)器的側(cè)壁，所述導(dǎo)流管型混合器水平地定位在反應(yīng)器內(nèi)并與所述噴嘴對(duì)準(zhǔn)，使得來(lái)自噴嘴的霧化射流將移動(dòng)通過(guò)管并將焦炭顆粒流和流化氣體夾帶到發(fā)生焦炭和液滴的混合的管中。導(dǎo)流管優(yōu)選具有文丘里管的部分，以促進(jìn)在管內(nèi)的低壓條件，從而輔助焦炭顆粒和流化氣體的引入。然而，由于考慮到流化床中的組件的結(jié)垢，該設(shè)備在商業(yè)上沒(méi)有獲得成功。例如在貝斯(Base )和陳(Chan )專利中示出的噴嘴上的圓形的排出孔口產(chǎn)生了從噴嘴出口發(fā)射出的液體的圓柱形羽流，該羽流具有最小的面積周長(zhǎng)比，并且這對(duì)固體顆粒穿透射流的中心部分產(chǎn)生了顯著的阻礙，從而可能導(dǎo)致熱焦炭顆粒和注射的油流之間的接觸不如最佳情況。在US7, 140, 558 (麥克拉肯(McCracken))中描述了一種改進(jìn)的混合裝置；在此處稱為雙邊流調(diào)節(jié)器的該裝置將油和蒸汽帶入到主流動(dòng)管道中，所述主流動(dòng)管道通過(guò)供料管道導(dǎo)向噴嘴，所述供料管道關(guān)于主流動(dòng)管道成銳角布置，并且相對(duì)于彼此成一定角度布置。此外，流量限流器在蒸汽管線中設(shè)置在其進(jìn)入主管道的部位處，使得蒸汽在其進(jìn)入主管道時(shí)加速。噴嘴的混合部的這一構(gòu)造聲明將對(duì)流動(dòng)特性給予改善
發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)，主要是由于混合裝置的有效性、噴嘴孔口的構(gòu)造或這兩者，在諸如上面所描述的流體焦化反應(yīng)器的循環(huán)流化床反應(yīng)器中所使用的噴嘴對(duì)于渣油/流體焦炭接觸可能不是最佳的。現(xiàn)在我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)在噴嘴組件中使用預(yù)混合器來(lái)實(shí)現(xiàn)重油進(jìn)料和霧化蒸汽之間的改善的混合，所述預(yù)混合器是具有徑向端口的節(jié)流閥主體蒸汽注射器的形式。該混合器給噴嘴的運(yùn)行提供改善的穩(wěn)定性，并且還使得能夠?qū)崿F(xiàn)在更廣范圍的待使用的條件上延伸的更寬的操作空間(operating window)。當(dāng)與具有改進(jìn)的分散器構(gòu)造的噴嘴一起使用時(shí)，能夠在反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)焦炭顆粒和油之間的改善的接觸。噴嘴組件包括預(yù)混合器，所述預(yù)混合器通過(guò)流動(dòng)管道以成流體流動(dòng)關(guān)系的方式連接到噴嘴主體，所述噴嘴主體將霧化的進(jìn)料以噴霧形式排出到在反應(yīng)器內(nèi)側(cè)循環(huán)的顆粒上。在當(dāng)前的反應(yīng)器中，在反應(yīng)器壁的外側(cè)上的油和蒸汽連接部與在內(nèi)側(cè)的噴嘴末端之間 的流動(dòng)管道通常延伸約40-150cm長(zhǎng)。下面描述的優(yōu)選的節(jié)流閥主體預(yù)混合器使在較長(zhǎng)的管道上的流動(dòng)穩(wěn)定，所述較長(zhǎng)的管道可能超過(guò)150cm的長(zhǎng)度，然而同時(shí)，維持用于蒸汽/油速率的較寬的操作空間，并且減小相對(duì)高蒸汽速率下的射流脈動(dòng)或高的油速率下的堵塞的可能性。可以通過(guò)在預(yù)混合器和排出噴嘴之間的流動(dòng)管道中利用特定的流動(dòng)調(diào)節(jié)器或穩(wěn)定器來(lái)提高預(yù)混合器的穩(wěn)定效果。還可以通過(guò)在排出噴嘴的孔口處使用適當(dāng)?shù)姆稚⑵鱽?lái)提高來(lái)自排出噴嘴的噴霧圖案和改善流化床中的顆粒和油之間的接觸。根據(jù)本發(fā)明，霧化蒸汽被引入到在節(jié)流閥主體預(yù)混合器中的油流中，所述節(jié)流閥主體預(yù)混合器由流動(dòng)管道中的收縮部限定。在高于油流的壓力下通過(guò)徑向設(shè)置的輸入端口將霧化蒸汽注入。在節(jié)流閥主體收縮部的下游發(fā)生的劇烈混合導(dǎo)致噴霧的改進(jìn)的穩(wěn)定性。由于使用預(yù)混合器而導(dǎo)致的油/焦炭顆粒接觸的改進(jìn)可以與在噴嘴組件的反應(yīng)器端的普通圓形孔口一起來(lái)實(shí)現(xiàn)，但可以通過(guò)在排出噴嘴的孔口處使用多葉形分散器，結(jié)果導(dǎo)致焦炭顆粒上的油的膜厚度減小，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的改進(jìn)。此分散器提供了在噴霧圖案方面上具有增加的表面面積的噴射羽流，所述噴霧圖案與分散器中的流動(dòng)通道的形狀對(duì)應(yīng)，從而在流化床中的固體和進(jìn)料射流之間的接觸和固體夾帶液體射流方面導(dǎo)致顯著改
盡
口 ο在其優(yōu)選的形式中，在排出噴嘴的孔口處的分散器包括主體，所述主體具有中央流道，所述中央流道從主體的后部(進(jìn)料側(cè))通向分散器的排出端；和多個(gè)分散葉片，所述多個(gè)分散葉片在主體內(nèi)并且與中央流道連通。在優(yōu)選形式中，多葉形分散器具有苜蓿葉形的構(gòu)造，其通常包括從三個(gè)或四個(gè)發(fā)散的準(zhǔn)圓錐形流道，所述發(fā)散的準(zhǔn)圓錐形流道圍繞中心軸線對(duì)稱設(shè)置并且從流動(dòng)管道敞開(kāi)至中央流道。這些分散葉片形成油噴霧液滴的分散圖案，所述分散圖案的構(gòu)造匹配分散器主體中的葉片的圖案。每個(gè)葉片均由形成在分散器的主體中的壁限定，并且每個(gè)葉片的壁均限定一段中空?qǐng)A錐；中空?qǐng)A錐的軸線與中央流道對(duì)稱地相交，使得每個(gè)中空?qǐng)A錐沿其長(zhǎng)度敞開(kāi)至流道，以限定增加的多葉形離開(kāi)通道，所述增加的多葉形離開(kāi)通道的橫截面面積從分散器主體的后部朝向前部增加。在這種形式中，分散器具有苜蓿葉形構(gòu)造，要么是三葉形的，要么是四葉形的，其中在主體中形成三個(gè)或四個(gè)葉片。分散器通常被制造為在流道的端部處從圓形噴嘴主體伸出的延伸部，其擴(kuò)展成為更寬的、非圓形的、多葉形開(kāi)口，該開(kāi)口增加了噴嘴孔口的周長(zhǎng)面積比。通過(guò)該分散器，從噴嘴孔口發(fā)出的液體射流也將是相應(yīng)的非圓形的形式，從而不僅極大地提高液體分散，而且還增加了界面的表面面積以及固體的流化床和射流之間的夾帶。因此，在這方面，本發(fā)明提供一種噴嘴組件，該噴嘴組件具有排出噴嘴，該排出噴嘴具有收斂進(jìn)入部，該排出噴嘴跟隨流動(dòng)管道部并且連接至流動(dòng)管道部，以利用在排出噴嘴的孔口處的多葉形分散器來(lái)剪切液體進(jìn)料/蒸汽混合物，并且在排出噴嘴內(nèi)產(chǎn)生尺寸減小的液體進(jìn)料液滴，以提供相對(duì)于圓柱形射流具有增加的表面面積的液體進(jìn)料的噴霧射流。作為葉片形分散器的替代，簡(jiǎn)單的扇形分散器可被用于相對(duì)于普通的圓形噴霧圖案增加噴霧的表面面積。連接預(yù)混合器與排出噴嘴的流動(dòng)管道還起到控制噴霧的穩(wěn)定性和有效性的作用。雖然預(yù)混合器與噴嘴之間的普通圓柱形流動(dòng)管道與節(jié)流閥主體預(yù)混合器一起是有效的，并且加上多葉形分散器是更有效的，但是對(duì)于噴霧中的液滴尺寸的控制可以通過(guò)在預(yù)混合器和排出噴嘴之間的流動(dòng)管道中使用流動(dòng)穩(wěn)定器或調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)。噴嘴組件對(duì)于將流體注射到不同類型的循環(huán)流化床反應(yīng)器中是有用的，在所述循 環(huán)流化床反應(yīng)器中，需要流化床的成分與注入的流體之間的良好接觸。該噴嘴組件在流體焦化反應(yīng)器中是特別有用的，但在遇到類似問(wèn)題的其它CFB反應(yīng)器中也是可能有用的。在流體焦化單元中使用的優(yōu)選形式中，該單元的反應(yīng)器包括密相床反應(yīng)部，所述密相床反應(yīng)部由反應(yīng)器壁限定，該密相床反應(yīng)部通常具有截頭圓錐構(gòu)造，并且其主要橫截面在最上部，基部區(qū)域，該基部區(qū)域在密相床反應(yīng)部下方，在該基部區(qū)域處，流化氣體被注入以將密相床反應(yīng)部中的細(xì)分散的固體焦炭顆粒的密相床流化，重油入口，所述重油入口具有在基部區(qū)域上方的多個(gè)高度處位圍繞反應(yīng)器壁的外周設(shè)置的進(jìn)料注射噴嘴，高壓間或洗滌塔部，該高壓間或洗滌塔部位于密相床反應(yīng)部上方且與密相床反應(yīng)部分離，旋風(fēng)分離器，該旋風(fēng)分離器在密相床反應(yīng)部的頂部處，每一個(gè)旋風(fēng)分離器均具有旋風(fēng)分離器入口，其用于排出氣體和焦炭顆粒流；旋風(fēng)分離器氣體出口，其排出到反應(yīng)部上方的高壓間中；和旋風(fēng)分離器料腿，其用于將與旋風(fēng)分離器中的氣體分離的焦炭顆粒返回到密相床反應(yīng)部中，汽提部，該汽提部在反應(yīng)器的基部區(qū)域處，其包括汽提塔棚和噴頭，用于汽提蒸汽。在該單元中，反應(yīng)器以正常的方式通過(guò)焦炭管線聯(lián)接至燃燒器/加熱器冷焦炭傳輸管線將焦炭從汽提塔的底部帶至燃燒器/加熱器，并且熱焦炭返回管線將熱焦炭從燃燒器/加熱器帶回到反應(yīng)器。在靈活焦化器(Flexicoker)的情況下，氣化器部跟隨加熱器容器，如上所述。在流體焦化裝置中，在反應(yīng)器的周邊大致水平地設(shè)置的進(jìn)料入口將重油進(jìn)料引導(dǎo)到反應(yīng)器中。它們均具有如上所述的進(jìn)料噴嘴組件，所述進(jìn)料噴嘴組件優(yōu)選地具有節(jié)流閥主體預(yù)混合器和流動(dòng)調(diào)節(jié)器，并具有多葉形分散器，以給從噴嘴進(jìn)入反應(yīng)器的噴霧提供最佳的構(gòu)造。因此，在這方面中，本發(fā)明在其優(yōu)選形式中提供了一種循環(huán)流化床反應(yīng)器，該循環(huán)流化床反應(yīng)器具有具有圍繞豎直軸線的圓形橫截面的反應(yīng)器壁；用于流化氣體的下部入口 ；以及用于液體重油進(jìn)料和霧化蒸汽的噴嘴組件，該噴嘴組件位于下部流化氣體入口上方并且圍繞反應(yīng)器壁，每個(gè)噴嘴組件均穿過(guò)反應(yīng)器壁大致水平地延伸到反應(yīng)器中，并且排出噴嘴孔口在反應(yīng)器內(nèi)且用于液體重油進(jìn)料的入口在遠(yuǎn)離排出噴嘴的端部處。每個(gè)噴嘴組件包括預(yù)混合器部，其用以將液體重油進(jìn)料與霧化蒸汽結(jié)合，以形成包括液體進(jìn)料液滴的液體進(jìn)料/蒸汽混合物，該預(yù)混合器部包括在流動(dòng)管道中的節(jié)流閥收縮部和多個(gè)徑向蒸汽輸入端口，所述節(jié)流閥收縮部限定喉部，所述多個(gè)徑向蒸汽輸入端口則圍繞所述喉部設(shè)置； 流動(dòng)管道部，該流動(dòng)管道部跟隨預(yù)混合器部，并連接到預(yù)混合器部，該流動(dòng)管道部從預(yù)混合器部延伸到出口噴嘴部，用以輸送由預(yù)混合器產(chǎn)生的液體/蒸汽混合物形成的流；排出噴嘴部，該排出噴嘴部具有收斂輸入部，該排出噴嘴部跟隨流動(dòng)管道部，并連接到流動(dòng)管道部，用以剪切液體進(jìn)料/蒸汽混合物并且在排出噴嘴部?jī)?nèi)產(chǎn)生具有減小尺寸的液體進(jìn)料液滴；并且優(yōu)選地包括，分散器，該分散器在排出噴嘴部的出口處，用以提供相對(duì)于圓柱形射流具有增加的表面面積的液體進(jìn)料形成的噴霧射流。噴嘴組件利用收斂-發(fā)散節(jié)流閥主體預(yù)混合器部來(lái)在收縮部的狹窄喉部處、在壓力作用下將霧化蒸汽引入到重油流中。通過(guò)預(yù)混合器的使用而賦予的在進(jìn)料流中的穩(wěn)定性通過(guò)在預(yù)混合器和噴嘴孔口之間的流動(dòng)管道中使用約束膨脹的流動(dòng)調(diào)節(jié)器或穩(wěn)定器而進(jìn)
一步提聞。


在附圖中圖I以截面圖示出了結(jié)合了節(jié)流閥主體預(yù)混合器的噴嘴組件；圖2示出了優(yōu)選的預(yù)混合器主體的放大截面；圖3示出了用于在預(yù)混合器和排出噴嘴之間的流動(dòng)管道中使用的流動(dòng)穩(wěn)定器-調(diào)節(jié)器的截面；圖4示出了流動(dòng)穩(wěn)定器-調(diào)節(jié)器的替代構(gòu)造的截面；圖5A示出了多葉形分散器的縱向截面；圖5B示出了在圖5A的多葉形分散器的末端處的橫截面；圖6是示出了測(cè)試不同的預(yù)混合器的結(jié)果的曲線圖；圖7是示出了測(cè)試不同的流動(dòng)調(diào)節(jié)器的結(jié)果的曲線圖；圖8是示出了測(cè)試不同的分散器的結(jié)果的曲線圖。
具體實(shí)施例方式噴嘴組件在圖I中示出了用于在流化床中產(chǎn)生改進(jìn)的進(jìn)料分散的完整噴嘴組件。穿過(guò)反應(yīng)器的壁11延伸到反應(yīng)器內(nèi)部12的噴嘴組件10包括節(jié)流閥主體預(yù)混合器部13，該節(jié)流閥主體預(yù)混合器部13連接到法蘭14，所述法蘭14固定至預(yù)混合器部的端部的排出端或下游端。法蘭14可被適當(dāng)?shù)睾附拥筋A(yù)混合器部的端部上，或以任何其它合適的方式，例如通過(guò)螺紋連接被附接。從預(yù)混合器延伸到排出噴嘴的流動(dòng)管道15在其進(jìn)入端或上游端配備有法蘭16，以在法蘭14處提供與預(yù)混合器的流體流動(dòng)連接。以常規(guī)方式利用貫穿螺栓(未示出)將流動(dòng)管道15與預(yù)混合器部一起保持在外部支撐護(hù)罩17的帶法蘭的端部18上，該流動(dòng)管道15在其位于反應(yīng)器內(nèi)部的末端處具有排出噴嘴29。管道20被法蘭連接到預(yù)混合器部13的進(jìn)入側(cè)上，并且延伸到清潔端口 21，該清潔端口 21在運(yùn)行中通常由帶法蘭的蓋板(未示出)封閉。清潔端口被提供用以允許通過(guò)將清潔棒通過(guò)未被覆蓋的清潔端口直至排 出噴嘴，并且如果該清潔棒足夠得小，則通過(guò)在噴嘴的內(nèi)端處的排出孔口，來(lái)清潔噴嘴組件的污垢。入口端口 22被設(shè)置用于重油進(jìn)料，并且霧化蒸汽通過(guò)兩個(gè)徑向相對(duì)的蒸汽入口管線23、24而進(jìn)入到預(yù)混合器的主體中的端口中。蒸汽管線還在其外端部處設(shè)有清潔端口
25、26，以允許清潔棒被送至預(yù)混合器的主體中的入口端口，所述清潔端口 25、26通常由帶法蘭的蓋板25a、26a覆蓋。具有圓形橫截面的管道15引導(dǎo)通過(guò)反應(yīng)器的壁11并且在反應(yīng)器內(nèi)側(cè)直至排出噴嘴主體都被包在護(hù)罩28中，這主要用于結(jié)構(gòu)支撐并且用以保護(hù)管道免受在反應(yīng)器中循環(huán)的固體的侵蝕。節(jié)流閥主體預(yù)混合器預(yù)混合器的目標(biāo)在于產(chǎn)生穩(wěn)定的兩相流，以用于在反應(yīng)器中進(jìn)行有效的霧化。在圖2中示出了節(jié)流閥主體預(yù)混合器部的優(yōu)選構(gòu)造，該節(jié)流閥主體預(yù)混合器部將蒸汽和重油進(jìn)料混合，以在通向霧化噴嘴的管道中生成分散的“氣泡”流。預(yù)混合器類似于具有收斂-發(fā)散喉部的文丘里管，但是在該預(yù)混合器中，蒸汽在高于油的壓力的壓力下被引入。經(jīng)由導(dǎo)入來(lái)自入口管線23、24的蒸汽的兩個(gè)或更多個(gè)蒸汽端口 32、33在節(jié)流閥主體13的喉部31處將氣體(蒸汽)引入到節(jié)流閥主體13中。蒸汽端口在喉部區(qū)域中產(chǎn)生高速蒸汽射流，在所述喉部區(qū)域中，蒸汽以最大剪切作用與通過(guò)液體入口 34進(jìn)入的液體進(jìn)料混合，從而產(chǎn)生分散的氣泡流。端口的數(shù)目可以根據(jù)維護(hù)要求和組件的大小而改變，并且通常從兩個(gè)到六個(gè)是合適的，在大多數(shù)情況下是兩到四個(gè)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)端口賦予了良好的效果，并且還能夠?qū)⒃搩蓚€(gè)端口制成大到足以減小垢化的可能性。氣體端口的軸向和徑向位置可以變化，以最優(yōu)化預(yù)混合器的性能，例如，如果喉部的長(zhǎng)度相對(duì)較大，則端口可以沿喉部的長(zhǎng)度設(shè)置在各個(gè)位置處，雖然在大多數(shù)情況下，喉部是相對(duì)較短的并且端口被設(shè)置在最窄點(diǎn)處。蒸汽端口的優(yōu)選位置是在喉部的處于上游的那一半部分。對(duì)稱徑向端口設(shè)置是優(yōu)選的，例如具有沿直徑相對(duì)的兩個(gè)端口和具有在圓周的四分之一處的四個(gè)端口。因?yàn)楹聿繀^(qū)域是液體速度達(dá)到其最大值的位置，所以氣體和液體在喉部區(qū)域中的混合被認(rèn)為是最優(yōu)的。如果有必要，蒸汽管線可設(shè)有無(wú)法蘭的清潔端口，該清潔端口將允許清潔棒直至在節(jié)流閥主體的喉部處的進(jìn)入端口地向下通過(guò)。預(yù)混合器的顯著的性能標(biāo)準(zhǔn)是在進(jìn)入喉部處的收斂角、喉部直徑和長(zhǎng)度、從喉部出來(lái)的發(fā)散角、入口直徑和出口直徑。根據(jù)進(jìn)料特性(主要是粘度)和所需的流率以經(jīng)驗(yàn)為主最佳地設(shè)定這些值。雖然在較高的流率時(shí)，如由不穩(wěn)定性指數(shù)指示的性能上的差異趨于消失，使得較大的半角值例如20°是可接受的，但是通常，較低的收斂/發(fā)散角是優(yōu)選的，通常從約3°至15° (圓錐半角)且在4°和8°之間的值是優(yōu)選的。收斂和發(fā)散的角度通常是大致相同的。在下面的表I中示出預(yù)混合器的典型尺寸(所有的尺寸以mm為單位。)表I
權(quán)利要求
1.一種循環(huán)流化床反應(yīng)器，所述循環(huán)流化床反應(yīng)器具有反應(yīng)器壁，所述反應(yīng)器壁具有圍繞豎直軸線的圓形橫截面；用于流化氣體的下部入口 ；以及進(jìn)料注射噴嘴組件，所述進(jìn)料注射噴嘴組件用于液態(tài)重油進(jìn)料和霧化蒸汽，所述進(jìn)料注射噴嘴組件位于所述下部流化氣體入口上方且圍繞所述反應(yīng)器壁，每個(gè)所述噴嘴組件均穿過(guò)所述反應(yīng)器壁延伸到所述反應(yīng)器中，并且排出噴嘴孔口位于所述反應(yīng)器內(nèi)且用于所述液態(tài)重油進(jìn)料的入口位于遠(yuǎn)離所述排出噴嘴孔口的端部處；每個(gè)進(jìn)料注射噴嘴組件均包括 預(yù)混合器部，所述預(yù)混合器部用以將所述液態(tài)重油進(jìn)料與所述霧化蒸汽結(jié)合，以形成包括液體進(jìn)料液滴的液體進(jìn)料/蒸汽混合物，所述預(yù)混合器部包括在流動(dòng)管道中的節(jié)流閥收縮部和多個(gè)徑向蒸汽輸入端口，所述節(jié)流閥收縮部限定喉部，所述多個(gè)徑向蒸汽輸入端口則繞所述喉部設(shè)置； 流動(dòng)管道部，所述流動(dòng)管道部跟隨所述預(yù)混合器部，并且所述流動(dòng)管道部連接到所述預(yù)混合器部，所述流動(dòng)管道部從所述預(yù)混合器部延伸到排出噴嘴，用以將由所述預(yù)混合器產(chǎn)生的所述液體/蒸汽混合物流輸送到所述排出噴嘴； 排出噴嘴，所述排出噴嘴具有收斂進(jìn)入部，所述收斂進(jìn)入部跟隨所述流動(dòng)管道部，并且所述收斂進(jìn)入部連接到所述流動(dòng)管道部，用以剪切所述液體進(jìn)料/蒸汽混合物并且在所述排出噴嘴內(nèi)廣生具有減小尺寸的液體進(jìn)料液滴。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的循環(huán)流化床反應(yīng)器，其中，所述噴嘴組件具有包括連續(xù)的收斂區(qū)和發(fā)散區(qū)的流動(dòng)管道部，用以減小來(lái)自所述預(yù)混合器的所述液體進(jìn)料/蒸汽混合物中的所述液體進(jìn)料液滴的尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的循環(huán)流化床反應(yīng)器，所述循環(huán)流化床反應(yīng)器包括在所述排出噴嘴的出口處的多葉形分散器，用以產(chǎn)生相對(duì)于圓柱形射流具有增加的表面面積的相應(yīng)成形的液體噴射羽流。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的循環(huán)流化床反應(yīng)器，其中，所述分散器具有主體和在所述主體中的多個(gè)葉片，所述主體包括圓形橫截面的中央流道，每個(gè)葉片的壁均限定一段中空?qǐng)A錐，并且所述中空?qǐng)A錐的軸線與所述分散器的中心軸線對(duì)稱地相交，以在所述分散器主體中限定具有增加的橫截面面積的增加的多葉形離開(kāi)通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的循環(huán)流化床反應(yīng)器，其中，每個(gè)噴嘴組件均包括流動(dòng)調(diào)節(jié)器，所述流動(dòng)調(diào)節(jié)器具有減小的橫截面流動(dòng)面積，所述流動(dòng)調(diào)節(jié)器在所述流動(dòng)管道中位于所述預(yù)混合器部和所述排出噴嘴之間；以及在所述排出噴嘴的出口處的多葉形分散器，用以產(chǎn)生相對(duì)于圓柱形射流具有增加的表面面積的相應(yīng)成形的液體噴射羽流。
6.一種流體焦化反應(yīng)器，所述流體焦化反應(yīng)器具有反應(yīng)器壁，所述反應(yīng)器壁具有圍繞豎直軸線的圓形橫截面用于流化氣體的下部入口 ；以及進(jìn)料注射噴嘴組件，所述進(jìn)料注射噴嘴組件用于液態(tài)重油進(jìn)料和霧化蒸汽，所述進(jìn)料注射噴嘴組件位于所述下部流化氣體入口上方且圍繞所述反應(yīng)器壁，每個(gè)所述噴嘴組件均穿過(guò)所述反應(yīng)器壁延伸到所述反應(yīng)器中，并且排出噴嘴孔口位于所述反應(yīng)器內(nèi)且用于所述液態(tài)重油進(jìn)料的入口位于遠(yuǎn)離所述排出噴嘴的端部處；每個(gè)進(jìn)料注射噴嘴組件均包括 預(yù)混合器部，所述預(yù)混合器部用以將所述液態(tài)重油進(jìn)料與所述霧化蒸汽結(jié)合，以形成包括液體進(jìn)料液滴的液體進(jìn)料/蒸汽混合物，所述預(yù)混合器部包括在流動(dòng)管道中的節(jié)流閥收縮部和多個(gè)徑向蒸汽輸入端口，所述節(jié)流閥收縮部限定喉部，所述多個(gè)徑向蒸汽輸入端口則繞所述喉部設(shè)置； 流動(dòng)管道部，所述流動(dòng)管道部跟隨所述預(yù)混合器部，并且所述流動(dòng)管道部連接到所述預(yù)混合器部，所述流動(dòng)管道部從所述預(yù)混合器部延伸到出口噴嘴部，用以輸送由所述預(yù)混合器產(chǎn)生的所述液體/蒸汽混合物形成的流； 排出噴嘴，所述排出噴嘴具有收斂進(jìn)入部，所述收斂進(jìn)入部跟隨所述流動(dòng)管道部，并且所述收斂進(jìn)入部連接到所述流動(dòng)管道部，用以剪切所述液體進(jìn)料/蒸汽混合物并且在所述排出噴嘴內(nèi)廣生具有減小尺寸的液體進(jìn)料液滴；以及 相對(duì)于圓柱形射流具有增加的表面面積。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體焦化反應(yīng)器，其中，噴嘴主體具有包括連續(xù)的收斂區(qū)和發(fā)散區(qū)的流動(dòng)管道部，用以減小來(lái)自所述預(yù)混合器的所述液體進(jìn)料/蒸汽混合物中的所述液體進(jìn)料液滴的尺寸。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體焦化反應(yīng)器，其中，每個(gè)所述進(jìn)料注射噴嘴均包括在所述排出噴嘴的出口處的多葉形分散器，用以產(chǎn)生相對(duì)于圓柱形射流具有增加的表面面積的相應(yīng)成形的液體噴射羽流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流體焦化反應(yīng)器，其中，所述分散器包括為所述射流提供平坦的扇形噴霧圖案的扇形分散器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流體焦化反應(yīng)器，其中，所述分散器具有主體和在所述主體中的多個(gè)葉片，所述主體包括圓形橫截面的中央流道，每個(gè)葉片的壁均限定一段中空?qǐng)A錐，并且所述中空?qǐng)A錐的軸線與所述分散器的中心軸線對(duì)稱地相交，以在所述分散器主體中限定具有增加的橫截面面積的增加的多葉形離開(kāi)通道。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體焦化反應(yīng)器，其中，每個(gè)進(jìn)料注射噴嘴組件均包括流動(dòng)調(diào)節(jié)器，所述流動(dòng)調(diào)節(jié)器具有減小的橫截面流動(dòng)面積，所述流動(dòng)調(diào)節(jié)器在所述流動(dòng)管道中位于所述預(yù)混合器部和所述排出噴嘴之間；以及在所述排出噴嘴的出口處的多葉形分散器，用以產(chǎn)生相對(duì)于圓柱形射流具有增加的表面面積的相應(yīng)成形的液體噴射羽流。
12.—種流體焦化單元，所述流體焦化單元具有流化床焦化反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括 密相床反應(yīng)部，所述密相床反應(yīng)部具有圍繞豎直軸線的圓形橫截面，并且所述密相床反應(yīng)部由反應(yīng)器壁限定， 基部區(qū)域，所述基部區(qū)域在所述密相床反應(yīng)部下方，在所述基部區(qū)域處，流化氣體被注入，以將所述密相床反應(yīng)部中的細(xì)分散的固體焦炭顆粒形成的密相床流化， 多個(gè)重油入口，所述多個(gè)重油入口在所述基部區(qū)域上方的多個(gè)高度處圍繞所述反應(yīng)器壁的周邊布置， 高壓間或洗滌塔部，所述高壓間或洗滌器部位于所述密相床反應(yīng)部上方并且與所述密相床反應(yīng)部分離， 旋風(fēng)分離器，所述旋風(fēng)分離器在所述密相床反應(yīng)部的頂部處，每一個(gè)旋風(fēng)分離器均具有旋風(fēng)分離器入口，所述旋風(fēng)分離器入口用于排出氣體和焦炭顆粒流動(dòng)；旋風(fēng)分離器氣體出口，所述旋風(fēng)分離器氣體出口排出到所述反應(yīng)部上方的所述高壓間中；和旋風(fēng)分離器料腿，所述旋風(fēng)分離器料腿用于將與所述旋風(fēng)分離器中的氣體分離的焦炭顆粒返回到所述密相床反應(yīng)部中， 汽提部，所述汽提部在所述反應(yīng)器的所述基部區(qū)域處，所述汽提部包括汽提塔棚和噴頭，用于汽提蒸汽， 進(jìn)料注射噴嘴組件，每個(gè)所述噴嘴組件均穿過(guò)所述反應(yīng)器壁延伸到所述反應(yīng)器中，并且排出噴嘴孔口位于所述反應(yīng)器內(nèi)且用于所述液態(tài)重油進(jìn)料的入口位于遠(yuǎn)離所述排出噴嘴的端部處；每個(gè)進(jìn)料注射噴嘴組件均包括 預(yù)混合器部，所述預(yù)混合器部用以將所述液態(tài)重油進(jìn)料與所述霧化蒸汽結(jié)合，以形成包括液體進(jìn)料液滴的液體進(jìn)料/蒸汽混合物，所述預(yù)混合器部包括在流動(dòng)管道中的節(jié)流閥收縮部和多個(gè)徑向蒸汽輸入端口，所述節(jié)流閥收縮部限定喉部，所述多個(gè)徑向蒸汽輸入端口則繞所述喉部設(shè)置； 流動(dòng)管道部，所述流動(dòng)管道部跟隨所述預(yù)混合器部，并且所述流動(dòng)管道部連接到所述預(yù)混合器部，所述流動(dòng)管道部從所述預(yù)混合器部延伸到出口噴嘴部，用以輸送由所述預(yù)混合器產(chǎn)生的所述液體/蒸汽混合物形成的流； 排出噴嘴，所述排出噴嘴具有收斂進(jìn)入部，所述收斂進(jìn)入部跟隨所述流動(dòng)管道部，并且所述收斂進(jìn)入部連接到所述流動(dòng)管道部，用以剪切所述液體進(jìn)料/蒸汽混合物并且在所述排出噴嘴內(nèi)廣生具有減小尺寸的液體進(jìn)料液滴。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的流體焦化單元，其中，噴嘴主體具有包括連續(xù)的收斂區(qū)和發(fā)散區(qū)的流動(dòng)管道部，用以減小所述液體進(jìn)料/蒸汽混合物中的所述液體進(jìn)料液滴的尺寸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的流體焦化單元，其中，每個(gè)進(jìn)料注射噴嘴組件均包括在所述排出噴嘴的出口處的分散器，用以產(chǎn)生相對(duì)于圓柱形射流具有增加的表面面積的相應(yīng)成形的液體噴射羽流。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的流體焦化單元，其中，所述分散器具有主體和在所述主體中的多個(gè)葉片，所述主體包括圓形橫截面的中央流道，每個(gè)葉片的壁均限定一段中空?qǐng)A錐，并且所述中空?qǐng)A錐的軸線與所述分散器的中心軸線對(duì)稱地相交，以在所述分散器主體中限定具有增加的橫截面面積的增加的多葉形離開(kāi)通道。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的流體焦化單元，其中，所述分散器具有包括四個(gè)葉片的主體，每個(gè)葉片的壁均限定一段中空?qǐng)A錐，并且所述中空?qǐng)A錐的軸線與所述分散器的中心軸線對(duì)稱地相交，以在所述分散器主體中限定具有增加的橫截面面積的增加的四葉形離開(kāi)通道。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的流體焦化單元，其中，在所述流體焦化單元中，借助于焦炭管線將所述反應(yīng)器聯(lián)接至燃燒器/加熱器，所述焦炭管線包括冷焦炭傳輸管線，用以將焦炭從所述汽提塔的底部傳輸至所述燃燒器/加熱器；和熱焦炭返回管線，用以將熱焦炭從所述燃燒器/加熱器帶回至所述反應(yīng)器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的流體焦化單元,所述流體焦化單元包括焦炭氣化爐部,所述焦炭氣化爐部借助于焦炭傳輸管線連接到所述加熱器/燃燒器。
19.一種用于粘性油注射噴嘴的分散器，所述分散器包括主體，所述主體具有中央流道，所述中央流道從所述主體的后部通向所述分散器的排出端；和多個(gè)分散葉片，所述多個(gè)分散葉片在所述主體內(nèi)并且與所述中央流道連通，用于形成分散圖案的油噴霧液滴，每個(gè)葉片由形成在所述分散器的主體中的壁限定，每個(gè)葉片的壁限定一段中空?qǐng)A錐，并且所述中空錐體的軸線與所述中央流道對(duì)稱地相交，以限定增加的多葉形離開(kāi)通道，所述增加的多葉形離開(kāi)通道的橫截面面積從所述分散器主體的后部朝著前部增大。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的分散器，所述分散器具有四個(gè)分散葉片。
全文摘要
用于循環(huán)流化床反應(yīng)器的液體進(jìn)料噴嘴組件，該噴嘴組件包括(i)，節(jié)流閥主體預(yù)混合器(13)，其用以在噴嘴主體的上游將液體進(jìn)料(22)與霧化蒸汽(23,24)結(jié)合，以形成包括液體進(jìn)料液滴的液體進(jìn)料/蒸汽混合物；(ii)管道(15)，所述管道(15)連接至文丘里管預(yù)混合器(13)，并且連接至排出噴嘴主體(29)，用以將由預(yù)混合器(13)產(chǎn)生的液體/蒸汽混合物流輸送到噴嘴主體(29)；(iii)排出噴嘴(29)，該排出噴嘴(29)連接到流動(dòng)管道(15)，用以剪切液體進(jìn)料/蒸汽混合物，以產(chǎn)生尺寸減小的液體進(jìn)料液滴；和(iv)在排出噴嘴的出口處的分散器，用以提供相對(duì)于圓柱形射流具有增加的表面面積的液體進(jìn)料的噴霧射流。所述噴嘴組件在使用諸如瀝青砂的重油進(jìn)料的流體焦化單元中是特別有用的。
文檔編號(hào)B01J8/18GK102958595SQ201180025760
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者愛(ài)德華·禪, 布里安·A·可內(nèi)皮爾, 艾伯哈德·謬?yán)? 詹妮弗·麥克米麗恩, 喬娜森·泰勒, 拉瑟那·P·達(dá)吾魯里 申請(qǐng)人:埃克森美孚研究工程公司