專利名稱：重油催化裂化進(jìn)料霧化噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油煉 制技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種重油催化裂化進(jìn)料霧化噴嘴。
背景技術(shù)：
原料油進(jìn)料霧化噴嘴是石油煉制領(lǐng)域催化裂化裝置的一個(gè)重要設(shè)備，其作用是首先將原料油破碎、霧化為大量的細(xì)小液滴，再將原料油滴噴入到催化裂化提升管反應(yīng)器中，與提升管反應(yīng)器內(nèi)的催化劑混合、反應(yīng)。近些年來(lái)，用于催化裂化裝置的原料油進(jìn)料霧化噴嘴，國(guó)內(nèi)主要有喉管式的LPC型(90209410. 6)、采用超音速霧化蒸汽雙喉管式的KH型(89207961. 9,200420066089. 3)、具有旋流結(jié)構(gòu)的BWJ型(98233035. 9、)、具有多孔蒸汽分布器的UPC-α型(00109776. 8)以及具有二次霧化結(jié)構(gòu)的CCK型(99219391. 5)等多種類(lèi)型；國(guó)外同類(lèi)技術(shù)則主要有S&W公司的靶式噴嘴、UOP公司開(kāi)發(fā)的內(nèi)設(shè)多孔蒸汽分布器的多噴孔式Optimix噴嘴、Mobile公司和Kellogg公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的內(nèi)設(shè)多孔蒸汽分布器和擋板的ATOMAX噴嘴、ABB Lummus公司開(kāi)發(fā)的能夠形成扁平射流的帶有噴嘴蓋的進(jìn)料噴嘴以及Exxon公司開(kāi)發(fā)的設(shè)有二次霧化蒸汽的噴嘴。然而，在實(shí)際使用過(guò)程中，上述噴嘴或多或少存在著以下問(wèn)題一是原料油的霧化效果有待進(jìn)一步提高；二是由噴嘴噴入到提升管反應(yīng)器內(nèi)的原料油在提升管內(nèi)壁出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象；三是由噴嘴噴出的、霧化了的原料油滴噴射速度過(guò)高，使催化劑破碎嚴(yán)重；四是霧化蒸汽和原料油在引入噴嘴的入口區(qū)域相互影響，甚至出現(xiàn)當(dāng)霧化蒸汽(或原料油)壓力波動(dòng)時(shí)，原料油(或霧化蒸汽)無(wú)法引入噴嘴的情況。本實(shí)用新型人通過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)了提升管反應(yīng)器內(nèi)壁結(jié)焦的機(jī)理。其原因是霧化了的原料油噴入到提升管之后，在催化劑、預(yù)提升汽的共同作用下，將在提升管內(nèi)壁與原料油射流之間形成一個(gè)負(fù)壓區(qū)，負(fù)壓對(duì)原料油本身和催化劑產(chǎn)生引射回流作用，使二者停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，因而在提升管內(nèi)壁形成結(jié)焦，且提升管內(nèi)壁上的焦塊一旦形成，將越積越大，進(jìn)而阻塞提升管流道，甚至需要停產(chǎn)進(jìn)行清焦。本實(shí)用新型人作為實(shí)用新型人之一提出的200410010045. 3專利申請(qǐng)，提出設(shè)置三種不同類(lèi)型的二次蒸汽噴孔以強(qiáng)化對(duì)原料油的霧化效果；并在噴頭上設(shè)置蒸汽噴孔，從而在提升管反應(yīng)器內(nèi)壁和原料油射流之間形成蒸汽幕屏，以抑制原料油噴入到提升管中之后對(duì)自身的引射回流作用，降低提升管內(nèi)壁的結(jié)焦，并促進(jìn)催化劑和原料油的混合。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，200410010045. 3的不足之處主要在兩個(gè)方面一是噴嘴內(nèi)部局部區(qū)域的內(nèi)壁處仍存在油膜的聚集，即200410010045. 3的霧化效果仍能夠進(jìn)一步提高。另外則是200410010045. 3噴頭位置蒸汽噴孔的設(shè)置，使其對(duì)操作參數(shù)的變化較為“敏感”，因?yàn)?00410010045. 3蒸汽噴孔與二次蒸汽室連通，當(dāng)蒸汽壓力、流量出現(xiàn)波動(dòng)，甚至原料油流量出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，都可能導(dǎo)致催化劑倒吸，甚至引起蒸汽噴孔的磨損。另外，200410010045. 3噴頭處設(shè)置蒸汽噴孔的目的在于抑制原料油噴入到提升管中之后對(duì)自身的引射回流作用，通常其蒸汽噴孔位于原料油出口上方5 30mm處。而研究表明，產(chǎn)生該引射回流的初始區(qū)域位于原料油出口射流本身的“上半部分”的邊緣，即噴嘴中心線及其延長(zhǎng)線與提升管內(nèi)壁之間的部分。因此將蒸汽噴孔設(shè)于原料油出口上方并沒(méi)有“根治”該引射回流，而應(yīng)將蒸汽噴孔盡可能地靠近原料油出口的“上半部分”才可能實(shí)現(xiàn)最大限度地抑制該股引射回流。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種重油催化裂化進(jìn)料霧化噴嘴，使其能克服噴嘴內(nèi)部局部位置的內(nèi)壁處存在的油膜的聚集現(xiàn)象，進(jìn)而消除大直徑液滴，得到催化裂化工藝所要求的霧化粒徑，并能克服原料油在噴嘴上方提升管反應(yīng)器內(nèi)壁的結(jié)焦現(xiàn)象。本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其實(shí)用新型任務(wù)一種重油催化裂化進(jìn)料霧化噴嘴，所述的噴嘴包括有內(nèi)管、外管、噴頭、原料油入口和一次蒸汽入口 ；內(nèi)管與外管之間的環(huán)形空腔構(gòu)成環(huán)形二次蒸汽室并設(shè)置二次蒸汽入口 ；所述的內(nèi)管具有收縮段、喉口段和擴(kuò)散段，噴頭的前端具有噴嘴出口 ；所述的原料油入·口連通在集合管室上，并通過(guò)原料油噴口與圓臺(tái)形的混合室連通；與所述的一次蒸汽入口連通有一次蒸汽噴口，所述的一次蒸汽噴口為環(huán)圍原料油噴口設(shè)置的多個(gè)，構(gòu)成在混合室內(nèi)一部分原料油被高速的一次蒸汽進(jìn)行第一次沖擊、破碎為油霧，形成原料油第一級(jí)霧化的結(jié)構(gòu)；另一部分原料油被蒸汽“包圍著”，形成外部為蒸汽，中心為蒸汽和油霧混合物的流型進(jìn)入內(nèi)管中；在內(nèi)管中，形成由一次蒸汽對(duì)原料油進(jìn)行進(jìn)一步的沖擊、破碎，使原料油得到第二級(jí)霧化的結(jié)構(gòu)；二次蒸汽噴孔I對(duì)應(yīng)內(nèi)管擴(kuò)散段出口端與噴嘴出口之間的腔體設(shè)置，構(gòu)成一部分二次蒸汽與上述經(jīng)由內(nèi)管流動(dòng)至內(nèi)管擴(kuò)散段出口端與噴嘴出口之間腔體中的原料油混合，對(duì)其進(jìn)一步霧化，即第三級(jí)霧化的結(jié)構(gòu)；二次蒸汽噴孔II對(duì)應(yīng)噴嘴出口內(nèi)壁上端部位設(shè)置。所述的二次蒸汽噴孔I為沿圓周分布的多個(gè)；所述的二次蒸汽噴孔II為分布在上半圓周的多個(gè)，且二次蒸汽噴孔II與二次蒸汽噴孔I交錯(cuò)分布。所述一次蒸汽噴口的軸線與內(nèi)管軸線的夾角β為O。 30。，使一次蒸汽對(duì)原料油形成引射作用，將原料油“順利地”夾帶至內(nèi)管中。設(shè)置在內(nèi)管擴(kuò)散段出口端與噴嘴出口之間的二次蒸汽噴孔I共有三類(lèi)，三類(lèi)所述二次蒸汽噴孔I的軸線與內(nèi)管軸線之間的夾角分別為6。 15 Μ5。 40 °，45
80 °。所述二次蒸汽噴孔II的軸線與內(nèi)管軸線之間的夾角為10。 55 °。所述原料油噴口的形狀為是圓形或矩形。設(shè)置在混合室進(jìn)口端的一次蒸汽噴口及原料油噴口可采用接管形式或直接鉆孔的形式。與內(nèi)管軸線夾角Φ2為6。 15。的二次蒸汽噴孔I，作用是使二次蒸汽噴射在原料油出口中心線兩端，以破壞原料油在該位置形成的油膜。與內(nèi)管軸線夾角Φ1為15。 40。的二次蒸汽噴孔I，作用是使二次蒸汽噴射在噴頭內(nèi)壁上，以破壞原料油在該位置形成的油膜。與內(nèi)管軸線夾角Φ3為45。 80。的二次蒸汽噴孔I，作用是使二次蒸汽噴射在內(nèi)管擴(kuò)散段出口端與噴嘴出口之間，對(duì)經(jīng)過(guò)混合室霧化和內(nèi)管霧化的原料油再次沖擊霧化。[0020]為了防止噴出后的原料油在噴口位置堆積，所述噴嘴出口的外側(cè)具有弧形的銳角刀口。為了使從噴嘴出口噴出的原料油保持最佳速度，防止噴入提升管的原料油因速度過(guò)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。。為了減弱提升管反應(yīng)器內(nèi)催化劑顆粒對(duì)噴嘴噴頭下部的沖擊，所述噴頭的下部為一個(gè)斜面，該斜面與內(nèi)管軸線之間的夾角σ為20。 40 °。本實(shí)用新型提出一種重油催化裂化進(jìn)料霧化噴嘴，采用以上技術(shù)方案，產(chǎn)生以下有益效果為I、強(qiáng)化了霧化效果采用了 “汽包油”形式的混合室，一方面可將原料油“順利地”夾帶至內(nèi)管中，同時(shí)在混合室內(nèi)對(duì)原料油進(jìn)行第一次沖擊、破碎，形成第一級(jí)霧化?！捌?油”形式的混合室也強(qiáng)化了內(nèi)管中蒸汽對(duì)原料油的破碎作用，形成了第二級(jí)霧化，優(yōu)化了二次蒸汽孔的角度，有效破壞了噴頭內(nèi)壁的油膜堆積，消除大直徑液滴，從而達(dá)到催化裂化工藝所要求的霧化粒徑。2、設(shè)置多個(gè)分布上半圓周上的二次蒸汽噴孔II，用以使二次蒸汽噴射在至噴嘴出口內(nèi)壁上端的弧線處，進(jìn)而在原料油上部與原料油一同噴入至提升管反應(yīng)器內(nèi)，從而更有效地形成蒸汽幕屏，抑制原料油引射回流，防止原料油在提升管反應(yīng)器壁上的結(jié)焦。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖2是圖I的A-A剖視圖。圖3是圖I的C-C剖視圖圖4是圖3的左視圖。圖5是二次蒸汽噴孔I的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是二次蒸汽噴孔I的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是二次蒸汽噴孔I的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是二次蒸汽噴孔II的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是圖5的俯視圖。圖中I、噴頭，2-2、二次蒸汽噴孔I，2_1、二次蒸汽噴孔11，3、外管，4、環(huán)形二次蒸汽室，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、混合室，11、一次蒸汽噴口，12、原料油噴口，13、集合管室，14、原料油入口，15、一次蒸汽入口，17、斜面，18、銳角刀口，19、噴嘴出口。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型加以說(shuō)明；如圖I所示，并參照?qǐng)D2、圖3、圖4，一種重油催化裂化進(jìn)料霧化噴嘴，所述的噴嘴包括有內(nèi)管5、外管3、噴頭I、原料油入口 14和一次蒸汽入口 15 ;內(nèi)管5與外管3之間的環(huán)形空腔構(gòu)成環(huán)形二次蒸汽室4并設(shè)置二次蒸汽入口 9 ;所述的內(nèi)管5具有收縮段6、喉口段7和擴(kuò)散段8，噴頭I的前端具有噴嘴出口 19 ;所述的原料油入口 14連通在集合管室13上，并通過(guò)原料油噴口 12與圓臺(tái)形的混合室10連通；與所述的一次蒸汽入口 15連通有一次蒸汽噴口 11，所述的一次蒸汽噴口 11為環(huán)圍原料油噴口 12設(shè)置的多個(gè)，即蒸汽噴口“包圍”原料油噴口，形成本實(shí)用新型的一個(gè)“汽包油”形式；之所以采用“汽包油”形式是根據(jù)汽、液兩相流動(dòng)的特點(diǎn)確定的——液體在高速蒸汽攜帶下流動(dòng)，若液體流量恒定，逐漸增加蒸汽速度，將依次產(chǎn)生 泡狀流、塞狀流、層狀流、波狀流、彈狀流、環(huán)狀流和霧狀流七種流動(dòng)型態(tài)；顯然，達(dá)到霧狀流是催化裂化進(jìn)料霧化噴嘴的最基本目標(biāo)；然而根據(jù)兩相流體力學(xué)基本理論——在流通截面上，蒸汽和油的濃度、速度的分布是不均勻的，根據(jù)能量平衡，相對(duì)密度較低的蒸汽趨于匯集于中心高速區(qū)域，而相對(duì)密度較高的油滴則主要出現(xiàn)在邊壁低速區(qū)域；且即使蒸汽速度再高，在壁面附近也不可避免地存在速度較低的邊界層；則密度相對(duì)較大的液體將沿管壁形成堆積，呈環(huán)狀流的流型；即此時(shí)噴嘴內(nèi)部流道中汽、液兩相流體雖然總體上呈霧狀流流型，但在邊壁局部區(qū)域仍是呈或厚或薄的環(huán)狀流流型，其內(nèi)大液滴的存在不可避免；本實(shí)用新型采用“汽包油”形式，使得原料油和霧化蒸汽在初始接觸時(shí)，蒸汽“占據(jù)”邊界區(qū)域，減少大液滴在邊壁區(qū)域的聚集，強(qiáng)化霧化效果；在混合室10內(nèi)一部分原料油被高速的一次蒸汽進(jìn)行第一次沖擊、破碎為油霧，形成第一級(jí)霧化，另一部分原料油被蒸汽“包圍著”，形成外部為蒸汽，中心為蒸汽和油霧混合物的流型進(jìn)入內(nèi)管5中；在內(nèi)管5中，由一次蒸汽對(duì)原料油進(jìn)行進(jìn)一步的沖擊、破碎，使原料油得到第二級(jí)霧化；二次蒸汽噴孔I 2-2對(duì)應(yīng)內(nèi)管擴(kuò)散段出口端與噴嘴出口 19之間的腔體設(shè)置，使一部分二次蒸汽與上述經(jīng)由內(nèi)管5流動(dòng)至內(nèi)管擴(kuò)散段出口端與噴嘴出口之間腔體中的原料油混合，對(duì)其進(jìn)一步霧化，即第三級(jí)霧化；二次蒸汽噴孔II 2-1對(duì)應(yīng)噴嘴出口 19內(nèi)壁上端部位設(shè)置，使一部分二次蒸汽通過(guò)二次蒸汽噴孔II 2-1噴射至出口內(nèi)壁上端位置，與其余部分的二次蒸汽、一次蒸汽和原料油一同由噴嘴出口 19進(jìn)入到提升管反應(yīng)器中，通過(guò)二次蒸汽噴孔II 2-1的蒸汽在提升管反應(yīng)器內(nèi)壁和原料油射流之間形成蒸汽幕屏，防止原料油在提升管反應(yīng)器壁上結(jié)焦。結(jié)合圖5、圖6、圖7、圖8、圖9，所述的二次蒸汽噴孔I 2_2為沿圓周分布的多個(gè)；所述的二次蒸汽噴孔II 2-1為分布在上半圓周的多個(gè)，且二次蒸汽噴孔II 2-1與二次蒸汽噴孔I 2-2交錯(cuò)分布；所述的多個(gè)二次蒸汽噴孔I 2-2為三類(lèi)，如圖5所示，二次蒸汽噴孔I 2-2與內(nèi)管軸線之間的夾角Φ2為6。 15。，如圖6所示，二次蒸汽噴孔I 2_2與內(nèi)管軸線之間的夾角Φ1為15。 40。，如圖7所示，二次蒸汽噴孔I 2-2與內(nèi)管軸線之間的夾角Φ3為45。 80。，如圖8所示，二次蒸汽噴孔II 2-1與內(nèi)管軸線之間的夾角Φ4為10。 55。結(jié)合圖I，設(shè)置在混合室進(jìn)口端的一次蒸汽噴口 11與內(nèi)管5軸線的夾角β為O。 30。，使一次蒸汽對(duì)原料油形成引射作用，將原料油“順利地”夾帶至內(nèi)管中；當(dāng)壓力
出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，若否夾角β大于30。，原料油或一次蒸汽可能無(wú)法引入噴嘴。結(jié)合圖1，為了防止噴出后的原料油在噴口位置堆積，所述噴嘴出口的外側(cè)具有弧形的銳角刀口 18。為了減弱提升管反應(yīng)器內(nèi)催化劑顆粒對(duì)噴嘴噴頭下部的沖擊，所述噴頭的下部為一個(gè)斜面17，該斜面17與內(nèi)管軸線之間的夾角σ為20。 40 °。本實(shí)用新型的工作過(guò)程為經(jīng)加熱的原料油由原料油入口 14進(jìn)入噴嘴后，經(jīng)由原料油噴口 12進(jìn)入到圓臺(tái)形的混合室10，原料油噴口 12與噴嘴軸線平行；與此同時(shí)，一次蒸汽則由一次蒸汽入口 15引入，并經(jīng)由設(shè)置在原料油噴口周?chē)?、與內(nèi)管軸線呈一定角度β的一次蒸汽噴口 11噴入混合室10，β角為O。 30。，該實(shí)施例為20。;結(jié)合圖2所示，設(shè)置在混合室進(jìn)口端的一次蒸汽噴口 11為多個(gè)且沿圓周均布，該實(shí)施例為8個(gè)；混合室進(jìn)口端的原料油噴口的形狀為是圓形或矩形，該實(shí)施例為圓形；設(shè)置在混合室進(jìn)口端的一次蒸汽噴口 11及原料油噴口 12可采用接管形式或直接鉆孔的形式，該實(shí)施例均采用接管形式；在混合室10，一次蒸汽對(duì)原料油形成引射作用，將原料油“順利地”夾帶至內(nèi)管5中；同時(shí)，高速的一次蒸汽在混合室10內(nèi)對(duì)原料油進(jìn)行第一次沖擊、破碎,形成第一級(jí)霧化；混合室10進(jìn)口端的一次蒸汽噴口 11設(shè)置在原料油噴口 12的周?chē)凑羝麌娍?11 “包圍”原料油噴口 12，形成“汽包油”形式；在內(nèi)管5中，一次蒸汽對(duì)原料油進(jìn)行進(jìn)一步破碎、霧化，形成第二級(jí)霧化；內(nèi)管5 由收縮段8、喉口段7和擴(kuò)散段6三部分組成；在收縮段8，蒸汽速度增加，原料油被繼續(xù)破碎；經(jīng)過(guò)喉口段7的過(guò)渡之后，在擴(kuò)散段8，中心區(qū)域原料油與蒸汽的流動(dòng)趨于穩(wěn)定，而邊壁處的油膜被延展得更??；油滴和一次蒸汽一同進(jìn)入到內(nèi)管擴(kuò)散段出口端與噴嘴出口之間的腔體中；需要指出的是，在內(nèi)管中，原料油歷經(jīng)兩次霧化過(guò)程，一是收縮段——喉口段——擴(kuò)散段的加速、延展霧化；第二則是內(nèi)層的原料油被外層蒸汽的剪切、破碎；如上所述，根據(jù)兩相流體力學(xué)能量平衡，相對(duì)密度較低的蒸汽趨于匯集于中心高速區(qū)域，相對(duì)密度較高的油滴則應(yīng)向邊壁低速區(qū)域匯集；而在本實(shí)用新型中，內(nèi)管的入口端為“汽包油”的形式，因此，原料油和一次蒸汽在內(nèi)管中流動(dòng)時(shí)，為了達(dá)到平衡狀態(tài)，內(nèi)層的原料油必定與外層的蒸汽“交換位置”，在此過(guò)程中，蒸汽對(duì)原料油將產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切破碎作用，進(jìn)一步強(qiáng)化了霧化效果；為了使從噴嘴出口噴出的原料油保持最佳速度，防止噴入提升管的原料油因速度過(guò)高而產(chǎn)生回流，內(nèi)管腔體5的擴(kuò)散段6的擴(kuò)散角為2。 3。，收縮段8的收縮角為2。
3。，該實(shí)施例均為3 ° ；如圖I、圖3，并結(jié)合圖5、圖6、圖7、圖8、圖9，二次蒸汽由二次蒸汽入口 9引入，經(jīng)由內(nèi)管5和外管3之間的環(huán)形蒸汽室4，再通過(guò)二次蒸汽噴孔噴入到內(nèi)管擴(kuò)散段6出口端與噴嘴出口 19之間的腔體中；從功能上來(lái)講，二次蒸汽分為兩部分，一部分二次蒸汽與上述經(jīng)由內(nèi)管5流動(dòng)至內(nèi)管擴(kuò)散段6出口端與噴嘴出口 19之間腔體中的原料油混合，對(duì)其進(jìn)一步霧化；另一方面，一部分二次蒸汽噴射至噴嘴出口內(nèi)壁上端的弧線處(圖3的D處)，這部分蒸汽由僅設(shè)置在上半圓周的多個(gè)二次蒸汽噴孔II 2-1噴出，與其余部分的二次蒸汽、一次蒸汽和原料油一同由噴嘴出口 19進(jìn)入到提升管反應(yīng)器中，通過(guò)二次蒸汽噴孔II 2-1的蒸汽在提升管反應(yīng)器內(nèi)壁和原料油射流之間形成蒸汽幕屏，防止原料油在提升管反應(yīng)器壁上結(jié)焦；具體說(shuō)來(lái)，二次蒸汽噴孔I 2-2為多個(gè)且沿圓周分布，二次蒸汽噴孔I 2-2共有3類(lèi)；如圖6所示，與內(nèi)管軸線夾角Φ2為6。 15。的多個(gè)二次蒸汽噴孔I 2_2，該實(shí)施例為6。，作用是使二次蒸汽噴射在噴嘴出口 19中心線兩端，以破壞原料油在該位置形成的油膜。如圖5所示，與內(nèi)管軸線夾角Φ1為15。 40。的多個(gè)二次蒸汽噴孔I 2_2，該實(shí)施例為25。，作用是使二次蒸汽噴射在噴頭內(nèi)壁上，以破壞原料油在該位置形成的油膜。如圖7所示，與內(nèi)管軸線夾角Φ3為45。 80。的多個(gè)二次蒸汽噴孔I 2_2，該實(shí)施例為45。，作用是使二次蒸汽噴射在內(nèi)管擴(kuò)散段出口端與噴嘴出口之間，對(duì)經(jīng)過(guò)混合室霧化和內(nèi)管霧化的原料油再次沖擊霧化。如圖8所示，并結(jié)合圖9，與內(nèi)管軸線夾角Φ4為10。 55。的多個(gè)二次蒸汽噴孔II 2-1僅設(shè)置在上半圓周。該實(shí)施例中，此類(lèi)二次蒸汽噴孔II 2-1的個(gè)數(shù)為五個(gè)，其中夾角Φ4為15。的二次蒸汽噴孔II 2-1兩個(gè)、夾角Φ4為25。的二次蒸汽噴孔II 2_1兩個(gè)、夾角Φ4的40。的二次蒸汽噴孔II 2-1 一個(gè)；二次蒸汽噴孔II 2-1的作用是使二次蒸汽噴射在至噴嘴出口內(nèi)壁上端的弧線處(圖3的D處)，進(jìn)而在原料油上部與原料油一同噴入至提升管反應(yīng)器內(nèi)，從而形 成更有效地抑制引射回流，防止原料油在提升管反應(yīng)器壁上的結(jié)焦。如圖I、圖3，并結(jié)合圖4，噴頭I為球形形狀，其設(shè)置在外管前端并與其連接為一體，噴頭前部具有噴嘴出口 19及銳角刀口 18，噴嘴出口的四個(gè)邊采用圓形夾角，原噴嘴出口的擴(kuò)散角α〈60。，該實(shí)施例為20。。為了防止噴出后的原料油在噴口位置堆積，銳角刀口 18與噴嘴軸線的夾角〈90。，該實(shí)施例為40 °。在噴頭I的下部設(shè)置一個(gè)斜面17，該斜面17與內(nèi)管軸線之間的夾角σ為20。 40。，該實(shí)施例為30。。這樣可使噴頭下部的斜面與提升管反應(yīng)器內(nèi)壁平齊，從而減弱提升管反應(yīng)器內(nèi)催化劑顆粒對(duì)噴頭下部的沖擊。
權(quán)利要求1.一種重油催化裂化進(jìn)料霧化噴嘴，所述的噴嘴包括有內(nèi)管(5)、外管(3)、噴頭(I)、原料油入口( 14)和一次蒸汽入口( 15);內(nèi)管(5)與外管(3)之間的環(huán)形空腔構(gòu)成環(huán)形二次蒸汽室(4)并設(shè)置二次蒸汽入口(9);所述的內(nèi)管(5)具有收縮段(6)、喉口段(7)和擴(kuò)散段(8)，噴頭(I)的前端具有噴嘴出口(19);其特征在于所述的原料油入口(14)連通在集合管室(13 )上，并通過(guò)原料油噴口( 12 )與圓臺(tái)形的混合室(10 )連通；與所述的一次蒸汽入口(15)連通有一次蒸汽噴口( 11 )，所述的一次蒸汽噴口( 11)為環(huán)圍原料油噴口( 12)設(shè)置的多個(gè)，構(gòu)成在混合室(10)內(nèi)一部分原料油被高速的一次蒸汽進(jìn)行第一次沖擊、破碎為油霧，形成原料油第一級(jí)霧化的結(jié)構(gòu)；另一部分原料油被蒸汽“包圍著”，形成外部為蒸汽，中心為蒸汽和油霧混合物的流型進(jìn)入內(nèi)管(5)中；在內(nèi)管(5)中，形成由一次蒸汽對(duì)原料油進(jìn)行進(jìn)一步的沖擊、破碎，使原料油得到第二級(jí)霧化的結(jié)構(gòu)；二次蒸汽噴孔I (2-2)對(duì)應(yīng)內(nèi)管擴(kuò)散段出口端與噴嘴出口(19)之間的腔體設(shè)置，構(gòu)成一部分二次蒸汽與上述經(jīng)由內(nèi)管(5)流動(dòng)至內(nèi)管擴(kuò)散段出口端與噴嘴出口之間腔體中的原料油混合，對(duì)其進(jìn)一步霧化，即第三級(jí)霧化的結(jié)構(gòu)；二次蒸汽噴孔II (2-1)對(duì)應(yīng)噴嘴出口(19)內(nèi)壁上端部位設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的重油催化裂化進(jìn)料霧化噴嘴，其特征在于所述的二次蒸汽噴孔I (2-2)為沿圓周分布的多個(gè)；所述的二次蒸汽噴孔II (2-1)為分布在上半圓周的多個(gè)，且二次蒸汽噴孔II (2-1)與二次蒸汽噴孔I (2-2)交錯(cuò)分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的重油催化裂化進(jìn)料霧化噴嘴，其特征在于所述一次蒸汽噴口(11)的軸線與內(nèi)管(5)軸線的夾角β為O。 30 °。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的重油催化裂化進(jìn)料霧化噴嘴，其特征在于所述二次蒸汽噴孔I (2-2)設(shè)置在內(nèi)管擴(kuò)散段出口端與噴嘴出口之間，所述二次蒸汽噴孔I (2-2)共有三類(lèi)，三類(lèi)所述的二次蒸汽噴孔I (2-2)的軸線與內(nèi)管(5)軸線之間的夾角分別為6。 15°，15。 40 °，45。 80 °。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的重油催化裂化進(jìn)料霧化噴嘴，其特征在于所述二次蒸汽噴孔II (2-1)設(shè)置在內(nèi)管擴(kuò)散段出口端與噴嘴出口之間，所述二次蒸汽噴孔II (2-1)的軸線與內(nèi)管軸線之間的夾角為10。 55 °。
專利摘要本實(shí)用新型屬于石油煉制技術(shù)領(lǐng)域，提出一種重油催化裂化進(jìn)料霧化噴嘴。提出的重油催化裂化進(jìn)料霧化噴嘴包括有內(nèi)管(5)、外管(3)、噴頭(1)、原料油入口(14)和一次蒸汽入口(15)；與一次蒸汽入口(15)連通有多個(gè)環(huán)圍原料油噴口(12)設(shè)置的一次蒸汽噴口(11)；在混合室(10)內(nèi)一部分原料油進(jìn)行第一級(jí)霧化，另一部分進(jìn)入內(nèi)管(5)中進(jìn)行第二級(jí)霧化；二次蒸汽噴孔Ⅰ(2-2)對(duì)原料油進(jìn)行第三級(jí)霧化。本實(shí)用新型克服了噴嘴內(nèi)部局部位置的內(nèi)壁處存在的油膜聚集現(xiàn)象，消除了大直徑液滴，得到了催化裂化工藝所要求的霧化粒徑，并克服了原料油在噴嘴上方提升管反應(yīng)器內(nèi)壁的結(jié)焦現(xiàn)象。
文檔編號(hào)B05B7/06GK202786133SQ20122046438
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者范怡平, 吳朝能, 陳維, 許煜, 許棟五 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)森德石化工程有限公司