專利名稱：催化裂化裝置原料油噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于煉油設(shè)備中將原料油霧化的噴嘴。
背景技術(shù)：
在煉油設(shè)備中，進原料油的噴嘴是催化裂化裝置中一個尺寸較小，價格也不是很貴，但卻是很關(guān)鍵的一個部件，因為它的霧化性能對設(shè)備最終的產(chǎn)品的收率影響很大，所以引起多方重視。目前國內(nèi)外均有多種產(chǎn)品，經(jīng)分析研究，通過噴嘴直接進入混合腔的原料油微油油滴不均勻，被破碎成霧狀的微細顆粒覆蓋面小，因而與催化劑的混合接觸機會小，破碎不均勻；噴嘴的出口面磨損大，使用壽命低；蒸汽用量大，催化劑損耗也大，因而成本高。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種霧化粒度均勻、擴散角度大、使用壽命長的高性能催化裂化裝置原料油噴嘴。
本實用新型催化裂化裝置原料油噴嘴，包括蒸汽噴嘴和與其收縮段連通的蒸汽管、裝有旋轉(zhuǎn)體的混合腔管、噴頭以及原料油進管；其中蒸汽噴嘴擴散段端口與混合腔管上開有圓形或長圓形通孔的一端固定連接，在通孔上方的管壁外側(cè)固定連接上堵圈；在蒸汽噴嘴外邊同軸套裝集合管，集合管的兩端分別與上堵圈和堵圈固定連接，堵圈與蒸汽管連接封閉；在靠近堵圈一端的集合管管壁上焊接原料油進管，且原料油進管軸線與蒸汽管軸線在同一平面內(nèi)的夾角α為45°～65°；混合腔管的另一端內(nèi)安裝固定旋轉(zhuǎn)體，該端并與噴頭配裝后固定連接；在噴頭的出口端面的直徑方向上對稱地開有夾角β為25°～40°的兩個噴口。
本實用新型催化裂化裝置原料油噴嘴，其中通孔為2排，且每排均勻分布3～4個，相鄰兩排通孔相互對稱錯位。
本實用新型催化裂化裝置原料油噴嘴，其中噴口內(nèi)表面的涂層材料為硼化鉻。
本實用新型催化裂化裝置原料油噴嘴，其中在混合腔管中設(shè)有固定減振板。
本實用新型催化裂化裝置原料油噴嘴，本實用新型催化裂化裝置原料油噴嘴的設(shè)計基于盡可能大的氣液速度差原理，使原料油在氣動力的作用下，霧化效果好，汽油、柴油、液化氣的總收率增加0.3～0.5％，達到80～83％；而蒸汽量降低1％，所需要的汽(水蒸汽)液(原料油)比對于蠟油≤3％，對于重油≤5～8％；即降低了成本，提高煉油產(chǎn)量，同時又增加摻渣率，具有明顯的經(jīng)濟效益。


圖1為本實用新型催化裂化裝置原料油噴嘴結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實施方式
煉油中，原油通過催化裂化裝置上的噴嘴的整個運行過程是復雜的流體力學中的氣(水蒸汽)液(原料油)兩相流動過程。原油又是粘性流體，它還屬于粘性流范疇。因此本實用新型是根據(jù)用戶的具體技術(shù)指標和霧化粒度的要求，從噴嘴流動的數(shù)學模型(公式)出發(fā)，計算出噴嘴各組成部分的幾何尺寸，并通過實驗驗證和熱態(tài)修正，最終確定各部分的直徑、長度和相關(guān)尺寸。
由圖1可見，本實用新型催化裂化裝置原料油噴嘴由蒸汽管1、蒸汽噴嘴4、混合腔管8和噴頭10等相互連接而成；在混合腔管8的一端開有2排長圓形通孔6，而另一端裝有旋轉(zhuǎn)體9。在蒸汽噴嘴4的外邊同軸套裝集合管3，集合管3的兩端分別與上堵圈7和堵圈2固定連接，并分別與混合腔管8和蒸汽管1連接固定；在靠近堵圈2一端的集合管3管壁上焊接原料油進管5；在噴頭10上設(shè)有兩個噴口11。實際上蒸汽噴嘴4是一個完整的拉瓦爾噴嘴，而噴口11是兩個沒有擴散段的拉瓦爾噴嘴。
本實用新型的工作原理為原料油以較低的速度進入集合管3腔后，經(jīng)過緩沖混合從蒸汽噴嘴4上的通孔6均勻地進入混合腔中；具有一定壓力的蒸汽流通過蒸汽噴嘴4加速到超音速后噴入混合腔中沖擊原料油形成的油膜，由于蒸汽的速度大大超過液體油的速度，在蒸汽噴嘴4噴射出的超音速的蒸汽流沖擊下，原料油第一次進行破碎霧化。在混合腔內(nèi)汽液兩相進行高速碰撞，形成很強的湍流，通過具有一定導向角度的旋轉(zhuǎn)體9，從噴頭10上的兩個噴口11噴出。
本實用新型中原料油由進油管5經(jīng)集合管腔從混合腔四周的2排通孔均勻進入混合腔形成油膜，使超音速蒸汽流沖擊油膜，將油膜拉成油絲，最后破碎成油滴粒度為60～65μm的油霧與催化劑碰撞起反應。同時在混合腔和雙孔噴頭之間安裝旋轉(zhuǎn)器，使噴頭噴出的霧化油滴的分布面積擴大成扇形，加大了噴嘴出口噴霧的擴散角，即與催化劑的接觸面積更大更充分，同時也增加了內(nèi)部碰撞霧化。為延長噴嘴的使用壽命，去掉噴頭出口的擴散段，選用硼化鉻(BCr)為噴頭內(nèi)表面的涂層材料，其硬度比原來用鈷鉻鎢合金增加1～2倍，使整個噴嘴壽命延長1～2年。在使用中，噴嘴裝在煉油裝置的反應器上，當裝置運行時，噴嘴與反應器都存在自身固有的頻率。當兩者的頻率接近或成整數(shù)倍時，就會共振，即引起整個裝置振動，影響霧化效果，從而影響整個裝置的生產(chǎn)。而裝置的頻率是固定的，不能變的。只能改變噴嘴的固有頻率，所以采取在混合腔管中焊接安裝固定減振板的方法，等于在混合腔中間加裝隔板，將混合腔分成二個腔；這樣可以使噴嘴的固有頻率向高頻方向移動，遠離裝置的固有頻率。頻率相差越大，引起振動的能量越小。由于這些結(jié)構(gòu)的設(shè)計，確保噴嘴霧化的最終油滴粒度，而且降低蒸汽使用量，又減少催化劑的損耗，從而降低了成本。
權(quán)利要求1.一種催化裂化裝置原料油噴嘴，包括蒸汽噴嘴(4)和與其收縮段連通的蒸汽管(1)、裝有旋轉(zhuǎn)體(9)的混合腔管(8)、噴頭(10)以及原料油進管(5)；其特征是所述蒸汽噴嘴(4)擴散段端口與所述混合腔管(8)上開有圓形或長圓形通孔(6)的一端固定連接，在所述通孔(6)上方的管壁外側(cè)固定連接上堵圈(7)；在所述蒸汽噴嘴(4)外邊同軸套裝集合管(3)，所述集合管(3)的兩端分別與所述上堵圈(7)和堵圈(2)固定連接，所述堵圈(2)與所述蒸汽管(1)連接封閉；在靠近所述堵圈(2)一端的所述集合管(3)管壁上焊接所述原料油進管(5)，且所述原料油進管(5)軸線與所述蒸汽管(1)軸線在同一平面內(nèi)的夾角α為45°～65°；所述混合腔管(8)的另一端內(nèi)安裝固定所述旋轉(zhuǎn)體(9)，該端并與所述噴頭(10)配裝后固定連接；在所述噴頭(10)的出口端面的直徑方向上對稱地開有夾角β為25°～40°的兩個噴口(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化裂化裝置原料油噴嘴，其特征是所述通孔(6)為2排，且每排均勻分布3～4個，相鄰兩排通孔(6)相互對稱錯位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的催化裂化裝置原料油噴嘴，其特征是所述噴口(11)內(nèi)表面的涂層材料為硼化鉻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的催化裂化裝置原料油噴嘴，其特征是在所述混合腔管(8)中設(shè)有安裝固定減振板。
專利摘要催化裂化裝置原料油噴嘴包括蒸汽管、蒸汽噴嘴、混合腔管、噴頭；在混合腔管的一端開有2排長圓形通孔，而另一端裝有旋轉(zhuǎn)體。在蒸汽噴嘴的外邊同軸套裝集合管，集合管的兩端分別經(jīng)上堵圈和堵圈與混合腔管和蒸汽管連接固定，集合管上焊接原料油進管，噴頭上設(shè)有兩個噴口。實際上蒸汽噴嘴是一個完整的拉瓦爾噴嘴，而噴口是兩個沒有擴散段的拉瓦爾噴嘴。將原料油破碎成油滴粒度為60～65μm油霧，汽油、柴油、液化氣的總收率增加0.3～0.5％，達到80～83％；而蒸汽量降低1％，所需要的汽(水蒸汽)液(原料油)比對于蠟油≤3％，對于重油≤5～8％；即降低了成本，提高煉油產(chǎn)量，同時又增加摻渣率，具有明顯的經(jīng)濟效益。
文檔編號C10G11/00GK2711168SQ200420066089
公開日2005年7月20日 申請日期2004年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月17日
發(fā)明者陳志堅, 馬是駿 申請人:陳志堅, 馬是駿