專利名稱：重油催化裂化原料油進(jìn)料霧化噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石化行業(yè)催化裂化裝置，主要涉及的是一種重油催化裂化原料油進(jìn)料霧化噴嘴。
背景技術(shù)：
原料油進(jìn)料噴嘴是石化行業(yè)催化裂化裝置的一個(gè)重要部分，其作用是將原料油噴入催化裂化裝置的提升管反應(yīng)器內(nèi)，與進(jìn)入提升管反應(yīng)器的催化劑混合反應(yīng)。目前用于催化裂化裝置的原料油進(jìn)料噴嘴，有支管型、喉管型、Y型，埃索石油公司的螺旋葉型、太陽石油公司的錐靶型和TOTAL公司的噴嘴以及分布板型、組合型及各類靶型噴嘴。國產(chǎn)噴嘴有單管型噴嘴，即采用單一管腔進(jìn)料進(jìn)氣混合霧化，使用效果不是很理想。本發(fā)明人作為發(fā)明人之一提出的99219391.5專利申請(qǐng)，提出雙管進(jìn)料進(jìn)氣兩次蒸汽霧化的方式，內(nèi)管與外管之間的環(huán)形腔體作為二次霧化蒸汽汽室，一次霧化蒸汽從軸向蒸汽入口送入混合管腔體(其中有一部分從混合管管壁開置的噴孔從外部斜向噴入混合管腔體內(nèi))，原料油從徑向送入與一次蒸汽在混合管腔體內(nèi)混合后，通過喉口段、擴(kuò)散段，得到霧化從原料出口噴出，同時(shí)二次霧化蒸汽對(duì)其進(jìn)行再次強(qiáng)化霧化，充分霧化的原料油再經(jīng)出口頂端的銳角刀口，使集聚而生成的大顆粒得到重新霧化，大大提高產(chǎn)品收率。
本發(fā)明人在科研和生產(chǎn)中，對(duì)由噴嘴進(jìn)入提升管反應(yīng)釜器的原料油其工況進(jìn)行認(rèn)真的研究發(fā)現(xiàn)進(jìn)入提升管反應(yīng)器的原料油在提升管管壁上存在結(jié)焦現(xiàn)象。噴嘴相對(duì)提升管兩兩對(duì)稱設(shè)置，經(jīng)霧化的原料油噴入角度與提升管母線之間的夾角為30°左右，原料油進(jìn)入提升管后至少一對(duì)噴射油流相碰撞，在每股噴射油流與提升管管壁之間形成負(fù)壓區(qū)，負(fù)壓對(duì)原料油及催化劑產(chǎn)生引射而出現(xiàn)回流，從而在噴嘴上方的管壁上形成結(jié)焦，且結(jié)焦現(xiàn)象會(huì)越來越嚴(yán)重，由此在提升管內(nèi)形成阻力且阻力也隨之越來越大，影響提升管反應(yīng)器的工作，嚴(yán)重時(shí)甚至要停產(chǎn)進(jìn)行清焦處理。另外，經(jīng)霧化的原料油在噴頭的原料油出口兩端，噴頭的內(nèi)壁面上產(chǎn)生油膜而存在大直徑液滴，從而影響霧化效果。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提出一種重油催化裂化原料油進(jìn)料霧化噴嘴，其主要目的是努力克服原料油在提升管反應(yīng)器的結(jié)焦現(xiàn)象。
本實(shí)用新型的另一目的是努力克服噴嘴的噴頭內(nèi)壁上由于產(chǎn)生油膜而存在的大直徑液滴，得到工藝要求的霧化粒徑。
本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其發(fā)明任務(wù)噴嘴主要包括有內(nèi)管、外管、噴頭和原料油入口、一次蒸汽入口；內(nèi)管與外管之間的環(huán)形腔構(gòu)成二次蒸汽汽室并設(shè)置有二次蒸汽入口；噴頭前部具有原料油出口；原料油與一次蒸汽在內(nèi)管腔體內(nèi)混合，通過收縮段、喉口段、擴(kuò)散段，從原料油出口噴出，二次蒸汽霧化噴孔設(shè)置在內(nèi)管腔體擴(kuò)散段出口端與原料油出口之間，對(duì)經(jīng)過一次霧化的原料油進(jìn)一步霧化；在噴嘴的噴頭上設(shè)置有蒸汽噴孔，蒸汽噴孔與二次蒸汽汽室連通，噴頭的蒸汽噴孔位于原料油出口的上部，多個(gè)蒸汽噴孔在噴頭的外圓周上成直線排列。由此使二次蒸汽中的其中一路從噴頭部位噴出，與從原料油出口噴出的原料油同時(shí)噴出進(jìn)入提升管反應(yīng)器內(nèi)，在進(jìn)入提升管反應(yīng)器的原料油與提升管內(nèi)壁之間形成蒸汽幕屏，防止原料油在提升管反應(yīng)器管壁上結(jié)焦。
噴頭上的蒸汽噴孔與內(nèi)管軸線之間的夾角為α1為8°～18°。
噴頭上的蒸汽噴孔與提升管反應(yīng)器母線之間的夾角α2小于原料油出口與提升管反應(yīng)器母線之間的夾角α3。
噴頭上的蒸汽噴孔與提升管反應(yīng)器母線之間的夾角α2為10°～30°。
設(shè)置在內(nèi)管腔體內(nèi)擴(kuò)散段出口端與原料油出口之間的二次蒸汽霧化噴孔為多個(gè)且沿圓周分布，多個(gè)噴孔與內(nèi)管軸線之間的夾角分別為7°～10°，15°～25°，45°～65°。
與內(nèi)管軸線之間夾角為7°～10°的噴孔，作用是使蒸汽噴射在原料油出口的中心線兩端，以破壞原料油在該位置形成的油膜。
與內(nèi)管軸線之間夾角為15°～25°的噴孔，作用是使蒸汽噴射在噴頭的內(nèi)壁上，以破壞原料油在噴頭內(nèi)壁面上形成的油膜。
與內(nèi)管軸線之間夾角為45°～65°的噴孔，作用是使蒸汽噴射在內(nèi)管擴(kuò)散段出口端與原料油出口之間，對(duì)經(jīng)一次霧化的原料油進(jìn)行再次沖擊霧化。
為使從原料油出口噴出的原料油保持最佳速度，以防止噴入提升管的原料油因速度過高而產(chǎn)生回流，內(nèi)管腔體的擴(kuò)散段其擴(kuò)散角為2°～3°。內(nèi)管腔體的收縮段其收縮角為2°～3°。
本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案，較之現(xiàn)有噴嘴結(jié)構(gòu)，所具有的有益效果為1、在原料油噴霧流股與提升管管壁之間形成蒸汽幕屏，減輕原料油霧化噴射流對(duì)自身后部的引射回流作用，從而減輕甚至避免提升管反應(yīng)器內(nèi)壁結(jié)焦。
2、增加了多級(jí)蒸汽流股沖擊，有效破壞了噴頭內(nèi)壁上的油膜，消除了形成大直徑液滴，從而得到工藝要求的霧化粒徑。


附圖1為本實(shí)用新型噴嘴的整體結(jié)構(gòu)剖視圖。
附圖2為圖1A-A剖面圖。
附圖3為圖2的左視圖。
附圖4為圖1B-B剖面圖。
附圖5為二次蒸汽霧化噴孔的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖6為二次蒸汽霧化噴孔的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖7為二次蒸汽霧化噴孔的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖8為本實(shí)用新型安裝示意圖。
圖中，1、噴頭，2、二次蒸汽霧化噴孔，3、外管，4、二次蒸汽汽室，5、內(nèi)管，6、擴(kuò)散段，7、喉口段，8、收縮段，9、二次蒸汽入口，10、混合段，11、一次蒸汽入口，12、原料油入口，14、蒸汽噴孔，15、原料油出口，16、刀口。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖，給出本實(shí)用新型的實(shí)施例如下如圖1、2所示并結(jié)合圖3，本實(shí)用新型噴嘴主要包括內(nèi)管5、外管3、噴頭1和原料油入口12、一次蒸汽入口11；內(nèi)管5與外管3同心設(shè)置，內(nèi)管5與外管3之間的環(huán)形腔構(gòu)成二次蒸汽汽室4并設(shè)置二次蒸汽入口9。經(jīng)加熱并具有一定壓力的原料油由軸向噴射到立管壁上，使油的大分子受到碰撞破壞，原料油再分兩股進(jìn)入內(nèi)管腔體的混合段10(內(nèi)管腔體沿原料油流動(dòng)方向可分為混合段10、收縮段8和喉口段7、擴(kuò)散段6；原料油入口為后，原料油出口為前)，噴射到圓錐形混合段腔體內(nèi)壁上，對(duì)原料油的大分子進(jìn)行二次破壞，混合段10為由后至前漸縮徑的圓錐形腔體，原料油在圓錐形腔體內(nèi)與一次蒸汽充分混合后急劇收縮(一次蒸汽由徑向進(jìn)氣管進(jìn)入，由設(shè)置在混合段腔體內(nèi)的一次蒸汽噴頭噴出，對(duì)原料油沖擊、混合)，經(jīng)收縮段8、喉口段7和擴(kuò)散段6進(jìn)行混合霧化后，從噴頭1的原料油出口15噴出，到提升管反應(yīng)器內(nèi)。在噴嘴的噴頭1上設(shè)置蒸汽噴孔14，即在噴頭的原料油出口上部30-60mm處設(shè)置蒸汽噴孔14，蒸汽噴孔為多個(gè)且成直線排列，蒸汽噴孔14與內(nèi)管軸線之間的夾角α1為8°～18°，該實(shí)施例選擇為12°；蒸汽噴孔14與二次蒸汽汽室4連通，蒸汽噴孔14與提升管反應(yīng)器母線之間的夾角α2小于原料油出口與提升管反應(yīng)器母線之間的夾角α3。當(dāng)原料油出口與提升管反應(yīng)器母線之間的夾角α3為20°～40°時(shí)；噴頭上蒸汽噴孔14與提升管反應(yīng)器母線之間的夾角α2為10°～30°，該實(shí)施例選擇為18°。如圖8所示，由蒸汽噴孔噴出的蒸汽與從原料油出口噴出的原料油同時(shí)進(jìn)入提升管反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)入提升管的原料油與提升管母線之間的夾角α3為35°，噴入的蒸汽與提升管母線之間的夾角α2為18°，小于α3；在原料油與提升管反應(yīng)器內(nèi)壁之間形成蒸汽幕屏。
如圖1所示，結(jié)合圖4、圖5、圖6、圖7，二次蒸汽霧化噴孔2設(shè)置在內(nèi)管腔體擴(kuò)散段的出口端與噴頭的原料油出口之間，二次蒸汽霧化噴孔2為多個(gè)且沿圓周分布，多個(gè)噴孔中如圖5所示，有對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)噴孔其與內(nèi)管軸線之間的夾角α4為7°～10°，該實(shí)施例為8°，使蒸汽由該孔噴射到原料油出口中心線的兩端，破壞該位置形成的油膜，防止產(chǎn)生大直徑液滴。如圖6所示，有多個(gè)噴孔與內(nèi)管軸線之間的夾角α5為15°～25°，該實(shí)施例為15°；使蒸汽噴射在噴頭的內(nèi)壁上，以破壞原料油在噴頭內(nèi)壁面上形成的油膜，防止產(chǎn)生大直徑液滴。如圖7所示，有多個(gè)噴孔與內(nèi)管軸線之間的夾角α6為45°～65°，該實(shí)施例為55°；使蒸汽由該孔噴射到內(nèi)管擴(kuò)散段出口端與原料油出口之間，對(duì)經(jīng)一次蒸汽霧化的原料油進(jìn)行沖擊，再次霧化。多個(gè)15°孔與55°孔沿圓周交叉分布。
如圖1、2所示，并結(jié)合圖3，噴頭為球面形狀，其設(shè)置在外管的前端并與其聯(lián)接為一體，噴頭前部具有原料油出口15及刀口16，原料油出口的四個(gè)邊采用圓形夾角，原料油出口的擴(kuò)散角α7＜45°，該實(shí)施例為15°，刀口16與原料油出口長邊的夾角＜90°。噴頭1的下部為一斜面，斜面與內(nèi)管軸線之間的夾角為20°～40°，該實(shí)施例為35°。如圖8所示，噴頭在安裝時(shí)，噴頭下部的斜面與提升管反應(yīng)器壁平行貼齊，可使噴嘴不再伸入提升管反應(yīng)器內(nèi)，減小對(duì)催化劑的阻力。斜面與內(nèi)管軸線之間的夾角為20°～40°，是保證噴入的原料油與提升管反應(yīng)器母線的夾角α3為20°～40°內(nèi)管腔體擴(kuò)散段6其擴(kuò)散角為2°～3°。內(nèi)管腔體收縮段8的收縮角為2°～3°，這樣設(shè)計(jì)是保證原料油噴射的速度，因?yàn)樗俣忍?，存在回流現(xiàn)象。
權(quán)利要求1.一種重油催化裂化原料油進(jìn)料霧化噴嘴，噴嘴主要包括有內(nèi)管(5)、外管(3)、噴頭(1)和原料油入口(12)、一次蒸汽入口(11)；內(nèi)管(5)與外管(3)之間的環(huán)形腔構(gòu)成二次蒸汽汽室(4)并設(shè)置有二次蒸汽入口(9)；噴頭前部具有原料油出口(15)；二次蒸汽霧化噴孔(2)設(shè)置在內(nèi)管腔體擴(kuò)散段出口端與原料油出口之間；其特征是在噴嘴的噴頭(1)上設(shè)置有蒸汽噴孔(14)，蒸汽噴孔(14)與二次蒸汽汽室(4)連通；噴頭上的蒸汽噴孔(14)位于原料油出口(15)的上部，多個(gè)蒸汽噴孔(14)在噴頭的外圓周上成直線排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油催化裂化原料油進(jìn)料霧化噴嘴，其特征是噴頭上的蒸汽噴孔(14)與內(nèi)管軸線之間的夾角α1為8°～18°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油催化裂化原料油進(jìn)料霧化噴嘴，其特征是噴頭上的蒸汽噴孔(14)與提升管反應(yīng)器母線之間的夾角α2小于原料油出口與提升管反應(yīng)器母線之間的夾角α3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油催化裂化原料油進(jìn)料霧化噴嘴，其特征是噴頭上的蒸汽噴孔(14)與提升管反應(yīng)器母線之間的夾角α2為10°～30°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油催化裂化原料油進(jìn)料霧化噴嘴，其特征是設(shè)置在內(nèi)管腔體內(nèi)擴(kuò)散段出口端與原料油出口(15)之間的二次蒸汽霧化噴孔(2)為多個(gè)且沿圓周分布，多個(gè)噴孔(2)與內(nèi)管軸線之間的夾角分別為7°～10°，15°～25°，45°～65°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油催化裂化原料油進(jìn)料霧化噴嘴，其特征是內(nèi)管腔體的擴(kuò)散段(6)其擴(kuò)散角為2°～3°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油催化裂化原料油進(jìn)料霧化噴嘴，其特征是內(nèi)管腔體的收縮段(8)其收縮角為2°～3°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油催化裂化原料油進(jìn)料霧化噴嘴，其特征是噴頭(1)的下部為一斜面，斜面與內(nèi)管軸線之間的夾角為20°～40°。
專利摘要本實(shí)用新型提出的重油催化裂化原料油進(jìn)料霧化噴嘴，噴嘴主要包括有內(nèi)管(5)、外管(3)、噴頭(1)和原料油入口(12)、一次蒸汽入口(11)；內(nèi)管與外管之間的環(huán)形腔構(gòu)成二次蒸汽汽室(4)并設(shè)置有二次蒸汽入口(9)；噴頭前部具有原料油出口(15)；二次蒸汽霧化噴孔(2)設(shè)置在內(nèi)管腔體擴(kuò)散段出口端與原料油出口之間；在噴嘴的噴頭(1)上設(shè)置有蒸汽噴孔(14)，蒸汽噴孔與二次蒸汽汽室連通；噴頭上的蒸汽噴孔位于原料油出口的上部，多個(gè)蒸汽噴孔在噴頭的外圓周上成直線排列。本實(shí)用新型是在原料油噴霧流股與提升管管壁之間形成蒸汽幕屏，減輕原料油霧化噴射流對(duì)自身后部的引射回流作用，從而減輕甚至避免提升管反應(yīng)器內(nèi)壁結(jié)焦。
文檔編號(hào)B05B7/06GK2690055SQ20042001012
公開日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月31日
發(fā)明者陳遒北, 范怡平, 吳朝能, 陳維, 許棟東 申請(qǐng)人:洛陽森泰石化機(jī)械有限公司