專利名稱：攜帶噴嘴及含有攜帶噴嘴的沸騰床反應器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種噴嘴，特別是適用于三相沸騰床加氫反應器的攜帶噴嘴。
背景技術：
在三相沸騰床加氫過程中，為了利于反應，使床層溫度均勻，形成良好的氣液分布及使催化劑正常流化等原因，加氫過程需有大量循環(huán)油(循環(huán)量一般為新鮮原料油體積十倍以上)。催化劑呈沸騰狀態(tài)存在的三相沸騰床加氫過程其阻力降是較小的。據(jù)美國400米3/天氫_油法工業(yè)裝置報導其總阻力降(包括靜壓、催化劑床層阻力及孔阻力降等)約為0. 56 0. 7絕對壓力。如把油靜壓消去則阻力降只有約0. 07 0. 14絕對壓力。
輸送三相沸騰床加氫用循環(huán)油所需克服的阻力降雖不大，但如在外部用機械泵壓送則泵仍需用高溫高壓材料制造，所以國外工業(yè)裝置傾向于把循環(huán)泵放在反應器內(nèi)或采用不需機械泵的循環(huán)方法。內(nèi)循環(huán)是通過反應器內(nèi)添加內(nèi)套筒或把循環(huán)泵放在反應器內(nèi)來實現(xiàn)。無論是內(nèi)循環(huán)還是外循環(huán)，其不足之處在于結構和設備復雜，過程繁瑣，通常需要高溫高壓材料制造的機械循環(huán)泵。適于三相沸騰床加氫的不需用機械泵的循環(huán)方法可利用密度差內(nèi)循環(huán)及采用攜帶噴嘴。 中國專利CN00122072. 1介紹了一種石油加工進料霧化噴嘴，由于同時設有霧化介質(zhì)入口管和蒸汽入口，使得本發(fā)明的噴嘴可以根據(jù)不同的工況靈活調(diào)節(jié)霧化介質(zhì)達到滿意的霧化效果。 CN200410010045. 3提出的重油催化裂化高效霧化進料噴嘴，由于噴嘴的二次蒸汽霧化噴孔設置在內(nèi)管腔體擴散段出口端與原料油出口之間，可以對經(jīng)過一次霧化的原料油進一步霧化，同時蒸汽在進入提升管反應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器管壁上結焦。以上噴嘴大都是針對催化裂化工藝中反應器底部的噴嘴結構，結構復雜煩瑣，操作困難，加工成本高，且不具備攜帶能力。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種攜帶噴嘴及包含該攜帶噴嘴的沸騰床加氫反應器。本發(fā)明的攜帶噴嘴能夠提供較高的液相循環(huán)比，滿足沸騰床加氫工藝中良好的氣液分布及正常的固相流化所需的大量循環(huán)液相。 為此，本發(fā)明提供的技術方案是一種攜帶噴嘴，嘴體為管狀圓柱體，其一端設有混合物流出口，另一端為進料端；該攜帶噴嘴的體內(nèi)空腔自進料端至混合物流出口依次劃分為循環(huán)油上升段、收縮段、喉管、擴散段和氣體上升段；在攜帶噴嘴的進料端設有原料油進料管，靠近進料端設有循環(huán)油入口 ，在氣體上升段設有氣體入口 ，原料油進料管與嘴體同軸且一直延伸到收縮段內(nèi)。 本發(fā)明要解決的另一個技術問題是提供一種含有上述攜帶噴嘴的三相沸騰床反應器。技術方案為一種三相沸騰床反應器，其采用了上述結構的攜帶噴嘴。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所具有的特點表現(xiàn)在[OOW] 1、本發(fā)明攜帶噴嘴以部分壓力較高于反應壓力的油為動力，經(jīng)過一噴嘴流經(jīng)文丘
里管便造成一抽力攜帶熱油造成循環(huán)。除了滿足正常的進料要求，提供較好的氣液混合效果外，本發(fā)明攜帶噴嘴還能夠提供一定的液體循環(huán)量。對于要求液體循環(huán)量的三相沸騰床加氫過程，完全可以滿足加氫過程的需要，而無需額外采用機械泵或其它的循環(huán)方法，因而可以節(jié)省投資。 2、采用本發(fā)明攜帶噴嘴的三相沸騰床反應器，配合使用粒徑較小(0. 08 0. 3mm)的沸騰床加氫催化劑以及特殊設計的三相分離器，可以完全拋掉外循環(huán)或內(nèi)循環(huán)之類的機械泵循環(huán)方法，并且更有利于反應過程，使床層溫度均勻，達到更好的催化劑流化效果和氣液分布效果。


圖1為本發(fā)明攜帶噴嘴的結構示意圖。
本發(fā)明進料噴嘴由以下幾個單元所組成 1-原料油進料管2-循環(huán)油上升段3-收縮段4-喉管5-擴散段6-氣體上升段7-混合物流出口 8-循環(huán)油入口 9-氣體入口 10-嘴體ll-噴口
具體實施例方式
下面結合附圖詳細說明本發(fā)明攜帶噴嘴的結構。 如圖1所示，本發(fā)明攜帶噴嘴的嘴體10為管狀圓柱體，其一端設有混合物流出口7，另一端為進料端；噴嘴的體內(nèi)空腔自進料端至混合物流出口 7依次劃分為循環(huán)油上升段2、收縮段3、喉管4、擴散段5和氣體上升段6 ;噴嘴進料端設有原料油進料管1和循環(huán)油入口 8，在氣體上升段設有氣體入口 9 ;原料油進料管1與嘴體10同軸，噴口 11 一直延伸到收縮段3內(nèi)。 為了得到較高的原料油線速度，噴口 ll設置成收縮狀，噴口的收縮角(以a表示) 一般選擇5 30度，優(yōu)選10 15度；噴口截面與噴口和收縮段形成的環(huán)形截面之比值(二者在同一平面上)為80-350，以100 150為宜；收縮段3形成的收縮角(以P表示) 一般為5 25度，優(yōu)選10 15度；擴散段5形成的擴散角(以Y表示) 一般為10 50度，優(yōu)選20 30度；擴大段出口與喉管的面積比一般為45 130，以60 100較佳；循環(huán)油入口與噴口 11的面積之比為150 280，優(yōu)選220 250;混合物流出口 7與噴口 11的面積比至少應大于喉管4與噴口 ll的截面比。喉管的長徑比一般為2 9，優(yōu)選2 4。所述收縮段的開口直徑小于該處嘴體的直徑，嘴體10與收縮段開口的面積比為4 100，以20 80為宜。 以重油沸騰床加氫工藝所用噴嘴為例，本發(fā)明進料噴嘴的工作過程為
原料油(或者混有少量氫氣的原料油)自原料油進料管1進入收縮段3，由于噴口 ll是呈收縮狀的，因此原料油流經(jīng)噴口 11的線速度很大，將在收縮段3及循環(huán)油上升段2處產(chǎn)生較高的負壓區(qū)，從而產(chǎn)生一強大吸力，攜帶循環(huán)油自循環(huán)油入口 8進入循環(huán)油上升段l，并與原料油初步混合；液液混合物流通過收縮段一定角度的錐面加速向上，其軸向線速度進一步提高；通過喉管4的穩(wěn)定過程，原料油與循環(huán)油進一步混合；通過擴散段5并與來自氣體入口 9的氫氣混合后，形成均勻的氣液混合物流，并由混合物流出口 7噴射進入沸騰床反應器。
權利要求
一種攜帶噴嘴，嘴體為管狀圓柱體，其一端設有混合物流出口，另一端為進料端；該攜帶噴嘴的體內(nèi)空腔自進料端至混合物流出口依次劃分為液體上升段、收縮段、喉管、擴散段和氣體上升段；在攜帶噴嘴的進料端設有原料油進料管和循環(huán)油入口，在氣液混合段設有氣體入口，原料油進料管與嘴體同軸且一直延伸到收縮段內(nèi)。
2. 按照權利要求1所述的攜帶噴嘴，其特征在于所述原料油進料管的噴口設置成收縮 狀，噴口收縮角為5 30度。
3. 按照權利要求2所述的攜帶噴嘴，其特征在于所述的噴口收縮角為10 15度。
4. 按照權利要求1所述的攜帶噴嘴，其特征在于所述收縮段形成的收縮角為5 25度。
5. 按照權利要求1所述的攜帶噴嘴，其特征在于所述收縮段形成的收縮角為10 15度。
6. 按照權利要求1所述的攜帶噴嘴，其特征在于所述擴散段形成的擴散角為10 50度。
7. 按照權利要求1所述的攜帶噴嘴，其特征在于所述擴散段形成的擴散角為20 30度。
8. 按照權利要求1所述的攜帶噴嘴，其特征在于所述原料油進料管的噴口截面與噴口 和收縮段環(huán)形截面之比值為80-350。
9. 按照權利要求1所述的攜帶噴嘴，其特征在于所述原料進料管的噴口截面與噴嘴和 收縮口環(huán)形截面之比值為100-150。
10. 按照權利要求l所述的攜帶噴嘴，其特征在于所述的擴大段出口與喉管的截面比 為45 130。
11. 按照權利要求1所述的攜帶噴嘴，其特征在于所述的擴大段出口與喉管的截面比 為60 100。
12. 按照權利要求1所述的攜帶噴嘴，其特征在于所述喉管的長徑比為2 9。
13. 按照權利要求1所述的攜帶噴嘴，其特征在于所述的循環(huán)油入口與原料油進料管 噴口的截面之比為150 280。
14. 按照權利要求1所述的攜帶噴嘴，其特征在于所述的循環(huán)油入口與原料油進料管 噴口的截面之比為220 250。
15. 按照權利要求1所述的攜帶噴嘴，其特征在于所述的嘴體與收縮段開口的面積比 為4 100。
16. 按照權利要求1所述的攜帶噴嘴，其特征在于所述的嘴體與收縮段開口的面積比 為20 80。
17. —種三相沸騰床反應器，其特征在于，該三相沸騰床反應器采用了權利要求1 16 中任一權利要求所述的攜帶噴嘴。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種攜帶噴嘴以及包括該攜帶噴嘴的三相沸騰床反應器，屬于石油化工機械領域。攜帶噴嘴以部分壓力較高于反應壓力的油為動力，經(jīng)過一噴嘴流經(jīng)文丘里管便造成一抽力攜帶熱油造成循環(huán)。本發(fā)明的攜帶噴嘴用于沸騰床反應器上，配合使用粒徑較小的沸騰床催化劑以及特殊設計的三相分離器，完全能夠滿足沸騰床加氫工藝中良好的氣液分布及正常的固相流化所需的大量循環(huán)液相，并且更有利于反應過程，使床層溫度均勻，達到更好的催化劑流化效果和氣液分布效果。
文檔編號B01J19/26GK101721959SQ200810228388
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月28日 優(yōu)先權日2008年10月28日
發(fā)明者劉建錕, 楊濤, 胡長祿, 蔣立敬, 賈麗, 賈永忠 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院