[實用新型]催化裂化裝置的進料霧化噴嘴

無效

• 申請號: 00238300.4
• 申請日: 2000-07-07
• 公開（公告）號: CN2439330Y
• 公開（公告）日: 2001-07-18
• 發明（設計）人: 毛羽
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;石油大學(北京)
• 主分類號: B05B1/02
• 分類號: B05B1/02;B05B7/04
• 代理公司: 石油工業專利服務中心
• 代理人: 金杰,劉天語

本實用新型涉及一種用于煉油廠催化裂化裝置的進料霧化噴嘴。

進料霧化噴嘴的任務是將催化裂化裝置的原料油(重油或渣油或其混合物)及回煉油霧化成細小的液滴噴入提升管，在提升管內的溫度下，原料油氣化并且在催化劑作用下發生裂化反應，然后經過分離裝置，進行油氣、劑的分離進入下道工序。

一般的進料霧化噴嘴，都由混合腔及噴出段構成。在混合腔中，被霧化的液體與輔助霧化的蒸汽相遇，相互剪切撕裂，形成相互摻混的兩相流，然后這種兩相流通過噴出段的噴口噴出。這些噴嘴基本都是利用流體動力學的流動穩定性理論，在混合腔中產生盡可能大的汽??(氣)液兩相速度差，來達到撕裂和破碎液體的目的，但其效果卻往往不是很理想，原因在于基于這種原理的噴嘴，不能合理地利用霧化蒸汽的能量。

國內外早期使用的霧化噴嘴為喉管式噴嘴，蒸汽通過一根管子直接噴入噴嘴混合腔的液體中，通過蒸汽和液體之間的剪切來撕裂液體，噴口為一般的圓形射流噴口，霧化效果較差，同時不能產生催化工藝所需的扁平扇形的噴霧射流，霧化平均粒徑多在80-100μm，稱為第一代進料噴嘴。

經過改進之后產生了第二代進料噴嘴，如國外的靶式噴嘴和國內的預膜式噴嘴，以及其它的一些噴嘴，這些噴嘴的霧化平均粒徑多在60-80μm。由于需要極大的汽(氣)液兩相速度差，來達到撕裂和破碎液體的目的，所以須采用極大的進汽(氣)速度，有的甚至達到或超過了音速，能耗較大，并且會產生脈動。如若達不到這種速度，噴嘴就難以正常工作，霧化效果急劇惡化，并且操作彈性也受到影響。這些噴嘴也難以產生催化工藝所需的扁平扇形的噴霧射流。

進入九十年代后，國外的石油公司加大了對于進料噴嘴的研究力度，Mobil和Kellog公司于1990年開始合作進行新型進料霧化噴嘴的開發研究工作，于1994年開發出一種新型進料噴嘴Atomax；UOP公司于1995年開發出一種新型噴嘴OPtimix；這些噴嘴在其混合腔采用了各自不同的蒸汽分布結構和不同的噴口形式，其霧化平均粒徑在60μm左右；Shell公司于1998年開發出一種新型進料噴嘴，并在中國申請了發明專利98192423.3，這種噴嘴是一種外混式的進料噴嘴，在這種噴嘴內蒸汽與原料油在噴口處混合，利用蒸汽的高速帶動原料油從噴口噴出；上述的噴嘴可以產生催化工藝所需的扁平扇形的噴霧射流，稱為第三代新型霧化進料噴嘴。

本發明的任務，是提供一種可以形成非常均勻細小的液滴，從而與催化劑充分接觸，在提升管內的溫度下，原料油迅速氣化，使裂化反應在氣態進行，可以提高液態烴(汽油、柴油)的產率，降低生焦，使噴嘴產生的噴霧射流具有一定的初速，可以在提升管進料段的催化劑的密相流動有一定的穿透力，可使噴霧射流達到提升管中部，噴霧射流有扁平扇面的形狀，對提升管截面有良好的覆蓋，減小返混，且噴霧射流的速度可以迅速減弱，不至于射到噴嘴對面的提升管管壁，造成提升管內的結焦的催化裂化裝置的進料霧化噴嘴。

本實用新型的任務是這樣實現的：

本實用新型包括蒸汽入口1、原料油入口2、蒸汽分布孔4、蒸汽分布器5、外管6、環形空間混合腔7、混合腔前端8、噴頭9、噴口10，外管6的一端部有蒸汽入口1，外管6上有原料油入口2，外管6另一端有噴頭9，噴頭9的前端開有噴口10，外管6內有蒸汽分布器5，外管6與蒸汽分布器5之間有環形空間混合腔7及混合腔前端8，蒸汽分布器5上有蒸汽分布孔4。

本實用新型還采用如下實施方案：

蒸汽分布器5的前端可以是平板形的，也可以是球形的，它構成了霧化噴嘴的芯管，其上開有均布的1～30排的蒸汽分布孔4。

蒸汽分布器5端部上的蒸汽分布孔4也可以是1～30圈。

蒸汽分布器5的整個圓管段上，開有1～90排沿圓周均勻分布的蒸汽分布孔4。

蒸汽分布孔4沿蒸汽分布器5的長度方向上可以是均布的，也可以是散布的。

蒸汽分布孔4的直徑在1～10mm。

蒸汽分布孔4的面積之和與蒸汽分布器5的芯管截面積之比在0.1～5之間。

蒸汽分布器5的芯管直徑與外管6直徑之比在0.2～0.95之間。

蒸汽分布器5的前部與噴口10之間的距離在外管6直徑的0.1～20倍之間。

蒸汽分布器5前部的數排蒸汽分布孔4可以與噴口10相對應。

噴頭9可以是球形的，還可以是橢球形的。

噴口10可以是一個，也可以是一個以上。

噴口10的形狀是狹長的。

噴口10的擴散角α的范圍在10°～180°，噴口10的寬度δ在2～20mm之間。