[發明專利]一種催化裂化裝置用噴嘴

在審

• 申請號: 201811156870.2
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN110961047A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 柳召永;張忠東;王艷飛;劉濤;劉明霞;王辰晨;曹蘭花;高雄厚;樊紅超;翟佳寧;孫志國;杜曉輝
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: B01J8/24
• 分類號: B01J8/24;B01J8/38;C10G11/05;C10G11/18
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 高龍鑫;王玉雙

本發明公開了一種催化裂化裝置用噴嘴，該噴嘴包括噴嘴主體，所述噴嘴主體為由內管、主管和外管組成的三層套管，所述三層套管的兩端分別為入口端和出口端，所述內管的入口端位于所述主管的外部，所述內管的出口端位于所述主管的內部，所述外管設置在所述主管的外壁上，其入口端和出口端均位于所述主管的外部；所述主管的出口端設有第二噴嘴頭，所述第二噴嘴頭的入口端與所述主管的出口端連接，所述第二噴嘴頭的出口端向所述主管外部延伸，所述第二噴嘴頭的橫截面積朝遠離該主管的方向逐漸縮小，所述第二噴嘴頭為圓臺型；所述內管的出口端設有第一噴嘴頭，所述外管的出口端設有第三噴嘴頭，所述內管的外壁上設有至少一個凸起。

技術領域

本發明涉及一種霧化噴嘴，尤其涉及一種催化裂化裝置用霧化噴嘴。

背景技術

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、劑的分離進入下一道工序。

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，互相剪切撕裂，形成互相摻混的兩相流，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(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‐，同時不能產生催化裂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，成為第一代進料噴嘴。

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，以及其他的一些噴嘴，這些噴嘴的霧化平均粒徑躲在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。如若達不到這種程度，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也難以產生催化裂化工藝所需的扁平扇形的噴霧射流。

進入九十年代，國外的石油公司加大了對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霧化噴嘴的開發研究工作，于1994年開發一種新型進料噴嘴Atomax；UOP公司于1995年開發出一種新型霧化噴嘴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CN98792423.3，這種噴嘴是一種外混式的進料噴嘴，這種噴嘴內蒸汽與原料油在噴口處混合，利用蒸汽的告訴帶動原料油從噴口噴出；上述的噴嘴可以產生催化裂化工藝所需的扁平扇形的噴霧射流，成為第三代新型霧化進料噴嘴。第三代新型霧化噴嘴，均采用一次變壓強化霧化，不利于蒸汽與原料油的均勻混合。

許多石油精制廠和化工廠設備利用噴嘴把液態的和/或氣態原料分配給設備。在一些設備中，把原料分配給設備的噴嘴的性能對設備的生產能力來說極為重要。為了獲得反應器的最佳性能，噴嘴必須以細微噴霧的形式分配原料，細微的噴霧具有均勻的覆蓋和很小的液滴。這種噴霧增加了原料液滴的面積，有利于原料液滴和催化劑微粒的接觸，然而，現有的噴嘴難以獲得理想的性能。一些噴嘴利用非常小的開口或復雜的頭部設計，從而很容易被原料中的各種雜質堵塞，在修理這種堵塞的過程中停機和更換花費都是非常不利的，現有的噴嘴不能產生細小的液滴和/或理想的噴散型式。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種催化裂化裝置用霧化噴嘴，它能獲得細小液滴的精確分布，薄層噴霧，而不會產生堵塞。

為此，本發明提供一種催化裂化裝置用噴嘴，該噴嘴包括噴嘴主體，