[發明專利]氣液液三相進料噴嘴、原料油進料方法及應用

在審

• 申請號: 202210925933.6
• 申請日: 2022-08-03
• 公開（公告）號: CN115283159A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 崔凌云;李國智;王松江;張振千;付春龍;孔令勝;劉璐;王長嶺;夏金法
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化煉化工程（集團）股份有限公司
• 主分類號: B05B7/04
• 分類號: B05B7/04;C10G11/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 宋南

本發明提供了一種氣液液三相進料噴嘴、原料油進料方法及應用。該進料噴嘴包括進料混合段和噴射段。進料混合段中原料油入口和乳化液入口均與靜態混合器連通，用于將原料油和乳化液混合均勻，靜態混合器與氣液液混合室連通，氣體入口通過氣體噴孔與氣液液混合室連通，氣液液混合室遠離靜態混合器的一端與噴射段連通。通過靜態混合器將乳化液分散在原料油中形成“油包水”型液液混合物，再通過氣體噴孔將蒸汽通入液液混合物中，形成“油包氣?油包水”型氣液液混合物，其中的“油包氣?油包水”結構在噴射段受溫度、壓力的影響，水和蒸汽膨脹爆破剪切原料油，使得原料油被霧化。

技術領域

本發明涉及石油化工設備制造技術領域，具體而言，涉及一種氣液液三相進料噴嘴、原料油進料方法及應用。

背景技術

在石油化工加工過程中，原料油進料噴嘴性能的優劣對反應過程及產品分布起著重要作用，例如催化裂化、重油裂解制烯烴等過程。霧化良好的原料與高溫催化劑接觸，能夠使得原料油迅速汽化，減少“濕催化劑”(即未汽化的原料油粘附在催化劑表面)的形成，改善產品分布，降低反應再生系統中的結焦現象，帶來可觀的經濟效益。

目前進料噴嘴主要有靶式噴嘴、喉管式霧化噴嘴、旋流式噴嘴和氣泡霧化噴嘴幾種，靶式噴嘴是在高壓作用下，將原料油垂直撞擊金屬靶，再與橫向氣流作用進行霧化，形成氣液兩相流，后在噴嘴出口處加速，再次霧化，該裝置需要較高的進料壓力和較多的霧化介質，能耗較高，設備及運行成本較高。此外，現有的喉管式霧化噴嘴、旋流式噴嘴和氣泡霧化噴嘴容易出現霧化粒徑較大、噴出速度大以及霧化不均勻等問題，影響原料油的反應過程及產品分布。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種氣液液三相進料噴嘴、原料油進料方法及應用，將乳化液與原料油混合形成液液混合物，再通入蒸汽加熱液液混合物，并形成“油包氣-油包水”型氣液液混合物，通過乳化液中水對原料油的擠壓、剪切以及蒸汽對原料油的剪切，能夠使得原料油被徹底分散和霧化，有利于后續反應的進行。

本發明的實施例是這樣實現的：

第一方面，本發明提供一種氣液液三相進料噴嘴，包括依次連接的進料混合段和噴射段。進料混合段包括進液段和進氣段，進液段包括原料油入口、乳化液入口和靜態混合器，原料油入口和乳化液入口均與靜態混合器連通，用于將原料油和乳化液混合均勻；進氣段包括氣體入口、氣體噴孔和氣液液混合室，靜態混合器與氣液液混合室連通，氣體入口通過氣體噴孔與氣液液混合室連通，氣液液混合室遠離靜態混合器的一端與噴射段連通。

目前的進料噴嘴主要存在霧化粒徑較大、噴出速度大以及霧化不均勻等問題。因此，發明人提出一種氣液液三相進料噴嘴，通過設置乳化液入口，將乳化液通入原料油中，并在靜態混合器的作用下混合，使得原料油初步分散，形成“油包水”的結構，再通過氣體噴孔的設置，將氣體混入“油包水”型液液混合物中，分散液液混合物，形成“油包氣-油包水”的結構，在氣液液混合室內混合好的原料油、乳化液和蒸汽混合物進入噴射段，通過乳化液和蒸汽對原料油的破碎作用以及噴口外環境溫度和壓力的影響，使得得到的原料油霧化粒徑顯著減小，霧化均勻，增加了原料油與催化劑的傳質傳熱面積，有利于后續催化反應的進行。

在可選的實施方式中，本發明提供的氣液液三相進料噴嘴，沿進料噴嘴的軸向依次包括乳化液入口、液液混合室、靜態混合器、氣液液混合室和噴射段，原料油入口的進料方向與進料噴嘴的軸向呈一定角度30～90°，優選為90°。

在其他實施方式中，原料油入口和乳化液入口的位置也可以根據需要常規變化，例如，原料油入口的進料方向為進料噴嘴的軸向，乳化液入口的進料方向與進料噴嘴的軸向呈一定角度，優選為90°。本發明對原料油入口和乳化液入口的位置不做限定，只要其能夠與靜態混合器連通，完成液液混合即可。

在可選的實施方式中，為了保證氣體均勻進入氣液液混合室中，氣體噴孔為多個，多個氣體噴孔均勻間隔分布于氣液液混合室的壁面。