一種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴及霧化方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于石油加工【技術(shù)領(lǐng)域】，公開一種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴及霧化方法，所述霧化方法采用的進料噴嘴包括：噴嘴頭、噴嘴頭外套、文丘里管、混合室、原料油入口、二次霧化蒸汽入口、一次霧化蒸汽入口，位于上部的噴嘴頭外套內(nèi)設(shè)置有噴嘴頭，噴嘴頭外套通過中部的文丘里管與下部的混合室連接，位于混合室下部的外側(cè)設(shè)置有一次霧化蒸汽入口，位于混合室中部的外側(cè)設(shè)置有原料油入口，混合室的底部中心設(shè)置有二次霧化蒸汽入口。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，使催化劑與油接觸反應(yīng)時間縮短，反映在實際裝置中的效果就是提升管噴嘴進料段以上2米到提升管出口溫差小于30℃；降低干氣量和催化劑表面積碳；提高催化裂化目的產(chǎn)品的收率。
【專利說明】一種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴及霧化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油加工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴及霧化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]催化裂化裝置是石油加工中的重要裝置之一，催化裂化裝置是將重質(zhì)油經(jīng)過催化裂化變成人們需要的輕質(zhì)油的裝置。液態(tài)重質(zhì)的催化裂化原料油與固體粉末顆粒狀態(tài)的催化劑能充分接觸的前提之一就是使原料油霧化，原料油的霧化越好越有利于催化裂化反應(yīng)過程的順利完成。實踐證明霧化油滴直徑比較小，原料油在與催化劑能充分接觸，單程轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)的時間縮短，使催化劑溫度在短時間內(nèi)快速降低，當原料油的霧化油滴的直徑小于固體粉末催化劑平均顆粒直徑60 μ m時，催化裂化反應(yīng)產(chǎn)物的分布比較理想。
[0003]縮短原料油與高溫催化劑接觸時間能有效減少反應(yīng)產(chǎn)物的二次催化裂化，同時也能有效減少原料油與高溫催化劑長時間接觸并在催化劑表面產(chǎn)生的大量積碳的熱裂解。一個霧化效果好的催化裂化提升管進料噴嘴，不僅能減低催化裂化干氣產(chǎn)率，還能減少催化劑表面積碳，降低加工損失，同時能提高催化裂化裝置的輕油收率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目 的是提供一種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴及方法，該催化裂化裝置提供具有結(jié)構(gòu)簡單，制造容易、安裝更換方便、霧化效果好的該原料油高效進料噴嘴，能夠使催化裂化反應(yīng)在噴嘴進料段以上2米內(nèi)基本全部完成。解決了現(xiàn)有催化裂化裝置存在的由于原料油與催化劑接觸時間過長而導(dǎo)致的反應(yīng)產(chǎn)物干氣量大以及催化劑表面積碳過高的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴，包括:噴嘴頭3、噴嘴頭外套4、文丘里管5、混合室6、原料油入口 7、二次霧化蒸汽入口 1、一次霧化蒸汽入口 2，位于上部的噴嘴頭外套4內(nèi)設(shè)置有噴嘴頭3，噴嘴頭外套4通過中部的文丘里管5與下部的混合室6連接，位于混合室6下部的外側(cè)設(shè)置有一次霧化蒸汽入口 2，位于混合室6中部的外側(cè)設(shè)置有原料油入口7，混合室6的底部中心設(shè)置有二次霧化蒸汽入口 I。
[0006]一種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴，所述混合室6由二次霧化蒸汽管、一次霧化蒸汽管、原料油管構(gòu)成，所述混合室6中心設(shè)置的二次霧化蒸汽管一端一直向內(nèi)延伸至文丘里管5，另一端伸出混合室6與二次霧化蒸汽入口 I相連；混合室6下部設(shè)置的一次霧化蒸汽管伸至混合室6，其軸線與混合室6軸線垂直；混合室6上部設(shè)置的原料油管伸至混合室6，其軸線與混合室6軸線夾角為60°。
[0007]—種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴，所述噴嘴頭3下部為圓錐形，噴嘴頭3中部為圓柱形凸緣，圓柱形凸緣處設(shè)有一周圓形向中心斜上方傾斜的噴孔，噴嘴頭3上部為上大下下的圓臺形。[0008]一種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴，所述噴嘴頭3為高合金耐磨材料構(gòu)成。
[0009]一種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴，所述文丘里管5腔體的截面設(shè)置為雙曲線結(jié)構(gòu)。
[0010]一種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴的霧化方法，采用兩次噴射霧化、兩次撞擊霧化的方法，其步驟如下:
1、原料油和一次霧化蒸汽進入混合室混合后，由二次霧化蒸汽引射，高速通過文丘里管5實現(xiàn)原料油的一次霧化；
采用的原料油:壓力1.2 Mpa，溫度220-260 V ;采用的一次霧化蒸汽:壓力0.8-0.9Mpa，溫度 >250 0C ；
2、在文丘里管5的擴散口，由文丘里管噴射出來的一次霧化的原料油與二次霧化蒸汽混合后氣流高速撞擊噴嘴頭3下部的導(dǎo)流錐實現(xiàn)一次撞擊霧化,撞擊后的原料油蒸汽混合氣流在導(dǎo)流錐的作用下經(jīng)導(dǎo)流錐導(dǎo)流進入噴嘴頭外側(cè)噴孔，噴孔節(jié)流高速噴出實現(xiàn)二次霧化；
其中，采用的二次霧化的噴孔傾斜向上、向心布置的，所有高速氣流向上、向心噴射并與噴嘴頭上部導(dǎo)流錐撞擊，實現(xiàn)二次撞擊；從噴嘴頭上部與噴嘴頭外套上部形成的圓環(huán)狀空間噴出，在提升管內(nèi)與催化劑接觸、混合并快速反應(yīng)；
3、經(jīng)過兩次噴射霧化，兩次撞擊實現(xiàn)原料油均勻霧化，霧化油滴直徑小于60μ m，并保證從噴嘴最后的速度降低，有利于避免催化劑的破損，其中提升管噴嘴進料段以上2米到提升管出口的溫差小于30°C，能夠降低干氣量和催化劑表面積碳，提高催化裂化目的產(chǎn)品的收率。
[0011]由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性:
本發(fā)明的一種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴及霧化方法，具有結(jié)構(gòu)簡單，使催化劑與油接觸反應(yīng)時間縮短，反映在實際裝置中的效果就是提升管噴嘴進料段以上2米到提升管出口溫差小于30°C ;降低干氣量和催化劑表面積碳；提高催化裂化目的產(chǎn)品的收率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴結(jié)構(gòu)的示意圖；
圖2為圖1的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0013]如圖1、2所示:包括:噴嘴頭3、噴嘴頭外套4、文丘里管5、混合室6、原料油入口
7、二次霧化蒸汽入口 1、一次霧化蒸汽入口 2，位于上部的噴嘴頭外套4內(nèi)設(shè)置有噴嘴頭3，噴嘴頭外套4通過中部的文丘里管5與下部的混合室6連接，位于混合室6下部的外側(cè)設(shè)置有一次霧化蒸汽入口 2，位于混合室6中部的外側(cè)設(shè)置有原料油入口 7，混合室6的底部中心設(shè)置有二次霧化蒸汽入口 I。
[0014]所述混合室6由二次霧化蒸汽管、一次霧化蒸汽管、原料油管構(gòu)成,所述混合室6中心設(shè)置的二次霧化蒸汽管一端一直向內(nèi)延伸至文丘里管5，另一端伸出混合室6與二次霧化蒸汽入口 I相連；混合室6下部設(shè)置的一次霧化蒸汽管伸至混合室6，其軸線與混合室6軸線垂直；混合室6上部設(shè)置的原料油管伸至混合室6，其軸線與混合室6軸線夾角為60。。
[0015]所述噴嘴頭3下部為圓錐形，噴嘴頭3中部為圓柱形凸緣，圓柱形凸緣處設(shè)有一周圓形向中心斜上方傾斜的噴孔，噴嘴頭3上部為上大下下的圓臺形；所述噴嘴頭3為高合金耐磨材料構(gòu)成。所述文丘里管5腔體的截面設(shè)置為雙曲線結(jié)構(gòu)。
[0016]一種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴的霧化方法，采用兩次噴射霧化、兩次撞擊霧化的方法，其步驟如下:
1、原料油和一次霧化蒸汽進入混合室混合后，由二次霧化蒸汽引射，高速通過文丘里管5實現(xiàn)原料油的一次霧化；
采用的原料油:壓力1.2 Mpa，溫度220-260 V ;采用的一次霧化蒸汽:壓力0.8-0.9Mpa，溫度 >250 0C ；
2、在文丘里管5的擴散口，由文丘里管噴射出來的一次霧化的原料油與二次霧化蒸汽混合后氣流高速撞擊噴嘴頭3下部的導(dǎo)流錐實現(xiàn)一次撞擊霧化,撞擊后的原料油蒸汽混合氣流在導(dǎo)流錐的作用下經(jīng)導(dǎo)流錐導(dǎo)流進入噴嘴頭外側(cè)噴孔，噴孔節(jié)流高速噴出實現(xiàn)二次霧化；
其中，采用的二次霧化的噴孔傾斜向上、向心布置的，所有高速氣流向上、向心噴射并與噴嘴頭上部導(dǎo)流錐撞擊，實現(xiàn)二次撞擊；從噴嘴頭上部與噴嘴頭外套上部形成的圓環(huán)狀空間噴出，在提升管內(nèi)與催化劑接觸、混合并快速反應(yīng)；
3、經(jīng)過兩次噴射霧化，兩次撞擊實現(xiàn)原料油均勻霧化，霧化油滴直徑小于60μ m，并保證從噴嘴最后的速度降低，有利于避免催化劑的破損，其中提升管噴嘴進料段以上2米到提升管出口的溫差小于30°C，能夠降低干氣量和催化劑表面積碳，提高催化裂化目的產(chǎn)品的收率。
[0017]該裝置的噴嘴下部為混合室，一次霧化蒸汽入口設(shè)在噴嘴下部的混合管下部外偵牝其軸線與混合管軸線垂直，原料油入口設(shè)在混合管外側(cè)中部，其軸線與混合管軸線夾角為60°，原料油和一次霧化蒸汽在混合室混合。二次霧化蒸汽管從噴嘴底部中心進入，并一直向上延伸至文丘里管下部。文丘里管下部與混合室連接，上部與噴嘴頭外套連接。噴嘴頭外套設(shè)在噴嘴的最上部，噴嘴頭外套上部內(nèi)側(cè)采用高耐磨合金，噴嘴頭安裝的噴嘴頭外套內(nèi)，噴嘴頭與噴嘴頭外套焊接在一起，噴嘴頭上部和下部分別為導(dǎo)流錐，中圓柱體上開設(shè)有噴孔，噴孔沿著圓周均布，噴孔的數(shù)量及孔徑根據(jù)原料油進料量和霧化蒸汽量和噴嘴壓降來確定，噴嘴材質(zhì)采用高耐磨合金制造。
[0018]其中，一次霧化蒸汽入口 2、原料油入口 7分別設(shè)在混合室6下部和中部，一次霧化蒸汽入口 2軸線與混合室6軸線垂直，原料油入口 7軸線與混合室6軸線呈60°夾角。原料油進料量和其物理特性決定原料油入口 7的內(nèi)徑尺寸，根據(jù)原料油的進料量確定霧化蒸汽用量，從而確定一次霧化蒸汽入口 2尺寸，混合室6的尺寸根據(jù)原料油量和一次霧化蒸汽量之和及實驗效果來確定。二 次霧化蒸汽入口 1設(shè)在混合室6底部中心，且二次霧化蒸汽入口 1管沿著混合室6中心一直通到文丘里管5下部。二次霧化蒸汽入口1的內(nèi)徑尺寸由二次霧化蒸汽量及其物理特性來確定。文丘里管5下部與混合室6連接，上部與噴嘴頭外套4連接，噴嘴頭外套4上部出口處用高耐磨合金加工而成。文丘里管5的結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)原料油及霧化蒸汽量之和并考慮壓降及試驗效果等因素確定。噴嘴頭外套4上部出口內(nèi)徑尺寸由預(yù)定的出口線速確定。噴嘴頭3固定在噴嘴頭外套4內(nèi)部，噴嘴頭3上部、下部為導(dǎo)流錐，中部圓柱體周邊設(shè)一圈圓形噴孔。噴孔的個數(shù)及尺寸預(yù)設(shè)定的物料流過產(chǎn)生的壓降來決定。
[0019]使用時，原料油:壓力1.2 Mpa(表)，溫度220-260 °C;一次霧化蒸汽:壓力0.8-0.9Mpa (表)溫度>250°C分別由原料油入口 7和一次霧化蒸汽入口 2進入混合室混合，原料油和一次霧化蒸汽在混合過程中沿著混合室6不斷向上運動，在到達文丘里管5時，由二次霧化蒸汽入口 I噴射出來霧化蒸汽的的引射作用，進入并沿著文丘里管邊壁高速通過文丘里管5，實現(xiàn)原料油的一次霧化。在文丘里管5的擴散口，一次霧化的原料油與二次霧化蒸汽混合后高速撞擊噴嘴頭3的下部導(dǎo)流錐實現(xiàn)一次撞擊霧化，撞擊霧化后的油氣混合物在導(dǎo)流錐的作用下向噴嘴頭外套4邊緣聚集并從噴嘴頭中部的一圈噴孔噴射而出，實現(xiàn)二次噴射霧化噴孔節(jié)流高速噴出實現(xiàn)二次霧化，由于實現(xiàn)二次霧化的噴孔傾斜向上、向心布置的，所有高速氣流向上、向心噴射并與噴嘴頭上部導(dǎo)流錐撞擊，實現(xiàn)二次撞擊。最后從噴嘴頭上部與噴嘴頭外套上部形成 的圓環(huán)狀空間噴出，在提升管內(nèi)與催化劑接觸、混合并快速反應(yīng)。
【權(quán)利要求】
1.一種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴，包括:噴嘴頭3、噴嘴頭外套4、文丘里管5、混合室6、原料油入口 7、二次霧化蒸汽入口 1、一次霧化蒸汽入口 2，其特征在于:位于上部的噴嘴頭外套4內(nèi)設(shè)置有噴嘴頭3，噴嘴頭外套4通過中部的文丘里管5與下部的混合室6連接，位于混合室6下部的外側(cè)設(shè)置有一次霧化蒸汽入口 2，位于混合室6中部的外側(cè)設(shè)置有原料油入口 7，混合室6的底部中心設(shè)置有二次霧化蒸汽入口 I。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴，其特征在于:所述混合室6由二次霧化蒸汽管、一次霧化蒸汽管、原料油管構(gòu)成，所述混合室6中心設(shè)置的二次霧化蒸汽管一端一直向內(nèi)延伸至文丘里管5,另一端伸出混合室6與二次霧化蒸汽入口 I相連；混合室6下部設(shè)置的一次霧化蒸汽管伸至混合室6,其軸線與混合室6軸線垂直；混合室6上部設(shè)置的原料油管伸至混合室6，其軸線與混合室6軸線夾角為60°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴，其特征在于:所述噴嘴頭3下部為圓錐形，噴嘴頭3中部為圓柱形凸緣，圓柱形凸緣處設(shè)有一周圓形向中心斜上方傾斜的噴孔，噴嘴頭3上部為上大下下的圓臺形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴，其特征在于:所述噴嘴頭3為高合金耐磨材料構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴，其特征在于:所述文丘里管5腔體的截面設(shè)置為雙曲線結(jié)構(gòu)。
6.一種高效催化裂化裝置提升管進料噴嘴的霧化方法，其特征在于:采用兩次噴射霧化、兩次撞擊霧化的方法，其步驟如下: O原料油和一次霧化蒸汽進入混合室混合后，由二次霧化蒸汽引射，高速通過文丘里管5實現(xiàn)原料油的一次霧化； 采用的原料油:壓力1.2 Mpa，溫度220-260 V ;采用的一次霧化蒸汽:壓力0.8-0.9Mpa，溫度 >250 0C ； 2)在文丘里管5的擴散口，由文丘里管噴射出來的一次霧化的原料油與二次霧化蒸汽混合后氣流高速撞擊噴嘴頭3下部的導(dǎo)流錐實現(xiàn)一次撞擊霧化,撞擊后的原料油蒸汽混合氣流在導(dǎo)流錐的作用下經(jīng)導(dǎo)流錐導(dǎo)流進入噴嘴頭外側(cè)噴孔，噴孔節(jié)流高速噴出實現(xiàn)二次霧化； 其中，采用的二次霧化的噴孔傾斜向上、向心布置的，所有高速氣流向上、向心噴射并與噴嘴頭上部導(dǎo)流錐撞擊，實現(xiàn)二次撞擊；從噴嘴頭上部與噴嘴頭外套上部形成的圓環(huán)狀空間噴出，在提升管內(nèi)與催化劑接觸、混合并快速反應(yīng)； 3)經(jīng)過兩次噴射霧化，兩次撞擊實現(xiàn)原料油均勻霧化，霧化油滴直徑小于60μ m，并保證從噴嘴最后的速度降低，有利于避免催化劑的破損，其中提升管噴嘴進料段以上2米到提升管出口的溫差小于30°C，能夠降低干氣量和催化劑表面積碳，提高催化裂化目的產(chǎn)品的收率。
【文檔編號】C10G11/00GK103897721SQ201410084810
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】沈慶成 申請人:沈慶成