專利名稱：重油催化裂化進(jìn)料噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及重油催化裂化工藝過程中的進(jìn)料噴咀。
在重油催化裂化工藝過程中，國(guó)內(nèi)外采用的進(jìn)料噴咀型式較多，國(guó)內(nèi)有直管式，喉管式，多孔式(y型)，KH式等；國(guó)外，埃索石油公司有帶螺旋葉式和擴(kuò)散管式噴咀；太陽(yáng)石油公司有帶分散錐和帶截頭錐式噴咀；環(huán)球油品公司有帶分布板式噴咀；英國(guó)石油公司有組合式噴咀以及美國(guó)Total公司又推出新型噴咀。
以上所述的噴咀，用于重油催化裂化都有缺點(diǎn)，直管式噴咀適用于霧化要求不高的場(chǎng)合，如用于餾分油催化裂化，產(chǎn)品分布尚可。喉管式噴咀雖然比直管式噴咀好些，但其霧化效果，油和催化劑接觸條件仍不理想，表現(xiàn)在焦炭產(chǎn)率偏高。多孔噴咀焦炭產(chǎn)率雖低于喉管噴咀，但孔易堵，且壓力降較高；KH型噴咀出口線速較高，易產(chǎn)生振動(dòng)，甚至造成催化劑被粉碎；美國(guó)Total公司的新型噴咀，雖能用于重油催化裂化，但是要求油和蒸汽進(jìn)噴咀前的壓力較高，一般為1.3～1.4MPa；這樣要求與之配套的泵、換熱器、管線、管件等，都要提高壓力等級(jí)，以至于國(guó)內(nèi)現(xiàn)有裝置難以使用。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于重油催化裂化，平均霧化粒徑小，操作彈性大，壓力降小，耐磨、能耗低，噴咀出口速度適中，能使油和催化劑均勻接觸，噴射的霧化油流呈扇形狀的新型重油進(jìn)料噴咀。
本實(shí)用新型的任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的該噴咀的咀體為管狀園柱體，體內(nèi)空腔部分由混合室、收縮段、混合喉管段、擴(kuò)散段(包括噴頭內(nèi)腔)等構(gòu)成；在噴咀的混合室一端設(shè)有與咀體同軸的蒸汽入口和與蒸汽入口軸線相交的油入口；在噴咀的另一端是與咀體同軸的噴頭，在噴頭上設(shè)有與其同軸的霧化油出口。根據(jù)生產(chǎn)能力可設(shè)計(jì)、制造相應(yīng)的系列產(chǎn)品，材料可選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼。
本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)1、霧化粒徑小，冷態(tài)實(shí)測(cè)為60。
2、壓降小，為0.3～0.5MPa。
3、耐磨。
4、能耗低。蒸汽和油壓力不大于0.7MPa。餾份油催化裂化時(shí)蒸汽用量為1～2％(對(duì)新鮮油進(jìn)料量)；重油催化裂化時(shí)蒸汽用量為5～7％；減壓渣油預(yù)處理時(shí)，蒸汽用量為6～10％。
5、出口噴射速度低于100米／秒。
6、出口的霧化油流呈扇形狀。合理地布置和選用噴咀數(shù)量后，可以在提升管橫截面上產(chǎn)生大而薄的油霧復(fù)蓋層。
7、操作彈性大。噴咀的油壓可在小于、等于、大于蒸汽壓力的條件下操作。當(dāng)油壓大于蒸汽壓力0.3MPa以上時(shí)，可采取增加蒸汽壓力或降低進(jìn)油量的方法穩(wěn)定操作。
附圖的圖面說(shuō)明如下圖一是噴咀的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中(1)蒸汽入口，(2)油入口，(3)混合室，(4)收縮段，(5)混合喉管段，(6)擴(kuò)散段，(7)咀體，(8)霧化油出口，(9)噴頭。
圖2是第Ⅰ種蒸汽入口(1)與油入口(2)的結(jié)構(gòu)型式示意圖。
圖3是第Ⅱ種蒸汽入口(1)與油入口(2)的結(jié)構(gòu)型式示意圖。
圖4是第Ⅲ種蒸汽入口(1)與油入口(2)的結(jié)構(gòu)型式示意圖。
圖5是


圖1中噴頭(9)和A1結(jié)構(gòu)型式的霧化油出口(8)的剖視圖。
圖6是
圖1中噴頭(9)和A2結(jié)構(gòu)型式的霧化油出口(8)的剖視圖。
圖7是
圖1中噴頭(9)和A3結(jié)構(gòu)型式的霧化油出口(8)的剖視圖。
本實(shí)用新型結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳述如下該噴咀的咀體(7)為管狀園柱體；咀體(7)的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)(以介質(zhì)流向敘述)由混合室(3)、收縮段(4)、混合喉管段(5)、擴(kuò)散段(6)［包括噴頭(9)內(nèi)腔］等組成?；旌鲜?3)是由錐臺(tái)狀腔體和園柱狀腔體組成(錐臺(tái)的大直徑和園柱的直徑相等)，收縮段(4)是由混合室(3)園柱狀腔體過渡為錐臺(tái)狀腔體，然后，以錐臺(tái)狀腔體小直徑過渡到園柱狀腔體－混合喉管段(5)；由混合喉管段(5)園柱狀腔體過渡到錐臺(tái)狀腔體－擴(kuò)散段(6)；擴(kuò)散段(6)的錐臺(tái)狀腔體的大直徑與噴頭(9)的球面狀腔體剖面直徑相等且同直徑。噴咀的混合室(3)的一端設(shè)有與咀體(7)同軸的蒸汽入口(1)和與蒸汽入口軸線相交后夾角α為30°～60°的油入口(2)。蒸汽入口(1)和油入口(2)的相對(duì)位置有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種結(jié)構(gòu)型式；第Ⅰ種結(jié)構(gòu)型式的蒸汽入口(1)管段伸入混合室(3)內(nèi)的軸向長(zhǎng)度的端面到與蒸汽入口(1)管段中心軸線和油入口(2)管段中心軸線的相交點(diǎn)為止；第Ⅱ種結(jié)構(gòu)型式的蒸汽入口(1)管段伸入混合室(3)內(nèi)的軸向長(zhǎng)度控制L1＝(3～10)毫米＋1／2［油入口(2)管段外徑］×cosα；第Ⅲ種結(jié)構(gòu)型式的蒸汽入口(1)管段伸入混合室(3)內(nèi)的軸向長(zhǎng)度控制L2＝(3～10)毫米＋1／2［油入口(2)管段外徑］×cosα。這三種結(jié)構(gòu)型式應(yīng)用條件不同第Ⅰ種適用蒸汽壓力≤0.5MPa油壓的條件；第Ⅱ種適用于蒸汽壓力≤0.3MPa油壓的條件；第Ⅲ種適用于蒸汽壓力等于油壓的條件。在噴咀的另一端是與咀體同軸的噴頭(9)；在噴頭(9)上設(shè)有與其同軸的、斷面為矩形的霧化油出口(8)，此矩形斷面內(nèi)側(cè)的兩短邊與咀體(7)中心軸線的夾角β不同，按夾角β可分為A1、A2和A3三種結(jié)構(gòu)型式。A1內(nèi)側(cè)的兩短邊與咀體(7)的中心軸線平行；A2內(nèi)側(cè)的兩短邊與咀體(7)的中心軸線的夾角β不大于28°(在噴咀內(nèi))；A3內(nèi)側(cè)的兩短邊與咀體(7)的中心軸線夾角β不大于10°(在噴咀外)。這A1、A2和A3三種結(jié)構(gòu)型式的使用場(chǎng)合也不同A1和A2用于管外直徑為337毫米以上的提升管，A3用于管外直徑為337毫米以下的提升管。
本實(shí)用新型的工作情況是這樣的混合室(3)是蒸汽和油從入口進(jìn)入后混合的第一個(gè)空間，在此空間內(nèi)一部分油被高速蒸汽流粉碎成油霧，剩余部分包在油霧四周，形成外部為油膜，中心為蒸汽和油霧混合物的環(huán)狀流，經(jīng)收縮段(4)進(jìn)入混合喉管段(5)；在混合喉管段(5)內(nèi)油膜被進(jìn)一步減薄和粉碎，進(jìn)入擴(kuò)散段(6)后，油膜被繼續(xù)拉長(zhǎng)，在霧化油出口(8)處，因環(huán)境壓力驟降，環(huán)狀流中心的蒸汽突然膨脹，并在出口(8)的特定結(jié)構(gòu)形式組合作用下，呈扇形狀噴入提升管內(nèi)。
根據(jù)使用場(chǎng)合的不同，選擇合適的蒸汽、油入口結(jié)構(gòu)型式和霧化油出口結(jié)構(gòu)型式，將會(huì)獲得滿意的使用效果；本噴咀也可用于減壓渣油預(yù)處理工藝。
權(quán)利要求1.一種重油催化裂化進(jìn)料噴嘴，其特征在于噴嘴的嘴體(7)為管狀園柱體，體內(nèi)的空腔部分由混合室(3)、收縮段(4)、混合喉管段(5)、擴(kuò)散段(6)[包括噴頭(9)內(nèi)腔]構(gòu)成；在噴嘴的混合室(3)一端設(shè)有與嘴體(7)同軸的蒸汽入口(1)和與蒸汽入口(1)軸線相交的油入口(2)；在噴嘴的另一端是與嘴體(7)同軸的噴頭(9)；在噴頭(9)上設(shè)有與其同軸的霧化油出口(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征在于蒸汽入口(1)軸線和油入口(2)軸線的夾角α＝30°～60°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征在于蒸汽入口(1)管段伸入混合室(3)的軸向長(zhǎng)度的端面到與蒸汽入口(1)軸線和油入口(2)軸線的相交點(diǎn)為止。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征在于蒸汽入口(1)管段伸入混合室(3)內(nèi)的軸向長(zhǎng)度控制L1＝(3～10)毫米＋1／2［油入口(2)管段外徑］×cosα。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征在于蒸汽入口(1)管段伸入混合室(3)內(nèi)的軸向長(zhǎng)度控制L2＝(3～10)毫米＋1／2［油入口(2)管段外徑］×cosα。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征在于霧化油出口(8)的斷面為矩形，其內(nèi)側(cè)的兩短邊與嘴體(7)的中心軸線［也是噴頭(9)的中心軸線］相平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征在于霧化油出口(8)的斷面為矩形，其內(nèi)側(cè)的兩短邊與嘴體(7)的中心軸線的夾角β不大于28°(在噴嘴內(nèi))。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征在于霧化油出口(8)的斷面為矩形，其內(nèi)側(cè)的兩短邊與嘴體(7)中心軸線的夾角β不大于10°(在噴嘴外)。
專利摘要一種用于重油催化裂化工藝過程中的進(jìn)料噴嘴，噴嘴的嘴體(7)為管狀圓柱體，體內(nèi)的空腔部分由混合室(3)，收縮段(4)混合喉管段(5)擴(kuò)散段6構(gòu)成，在噴嘴的混合室(3)一端設(shè)有與嘴體(7)同軸的蒸汽入口(1)和與蒸汽入口(1)軸線相交的油入口(2)，在噴嘴的另一端是與嘴體(7)同軸的噴頭(9)，在噴頭(9)上設(shè)有與其同軸的霧化油出口(8)。該噴嘴具有霧化油粒徑小、壓降小、耐磨、能耗低，霧化油出口后呈扇形狀等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B05B7/02GK2069757SQ90209410
公開日1991年1月23日 申請(qǐng)日期1990年7月2日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月2日
發(fā)明者陳遒北, 李占寶, 皮運(yùn)鵬, 王欣悅, 張福貽 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工總公司, 中國(guó)石油化工總公司洛陽(yáng)石油化工工程公司