本实用新型专利技术公开了一种催化裂化装置进料喷嘴，所述喷嘴包括外管(5)，所述外管上有蒸汽或原料油入口(2)，外管的两端分别有原料油或蒸汽入口(1)和前端装有喷头群组(16)的喷头基体(15)，外管内有内管蒸汽分布器(3)，外管与内管蒸汽分布器之间有环形混合腔(6)，内管蒸汽分布器上有周向蒸汽分布孔(4)和顶端的分配器(7)，分配器与喷头基体间有四个混合腔和两块强化混合挡板。本实用新型专利技术可以形成由多股微射流构成的扁平扇形喷雾，对提升管截面有良好覆盖；催化剂可以在各微射流之间通过，增大了油剂接触面积，强化油剂接触，且在扇形射流的背流面不会形成涡旋，消除抽气回卷触碰提升管壁面形成结焦的隐患。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种催化裂化装置进料喷嘴，所述喷嘴包括外管(5)，所述外管上有蒸汽或原料油入口(2)，外管的两端分别有原料油或蒸汽入口(1)和前端装有喷头群组(16)的喷头基体(15)，外管内有内管蒸汽分布器(3)，外管与内管蒸汽分布器之间有环形混合腔(6)，内管蒸汽分布器上有周向蒸汽分布孔(4)和顶端的分配器(7)，分配器与喷头基体间有四个混合腔和两块强化混合挡板。本技术可以形成由多股微射流构成的扁平扇形喷雾，对提升管截面有良好覆盖；催化剂可以在各微射流之间通过，增大了油剂接触面积，强化油剂接触，且在扇形射流的背流面不会形成涡旋，消除抽气回卷触碰提升管壁面形成结焦的隐患。【专利说明】催化裂化装置进料喷嘴
本专利技术涉及一种用于炼油厂催化裂化装置进料喷嘴，属于催化裂化设备领域。
技术介绍
提升管反应器是催化裂化加工过程的核心部件。在提升管反应器的反应过程中，原料油经过雾化进入反应器，与催化剂接触、受热汽化并且在催化剂作用下反应。进料后油气在反应器中一般停留2-3秒，完成反应之后进入油剂分离系统，停止反应。这种工艺过程要求原料油经雾化进入反应器后，应当与催化剂进行快速而均匀的接触，充分接触所需的时间越短越好，以利于反应过程的进行。此外在进料和油剂接触快速实现之后，应当在提升管中形成均匀的平推流流动，以形成均匀的反应停留时间，这样易于实现对反应的控制，并保证目的产品的最大产率。催化裂化装置的进料雾化喷嘴的任务是将原料油(重油或渣油或其混合物)雾化成细小的液滴喷入提升管，在提升管内的反应温度下，原料油气化并且在催化剂作用下发生裂化反应，然后经过分离装置，进行油气、催化剂的分离进入下道工序。一般的进料雾化喷嘴，都由混合腔及喷出段构成。在混合腔中，被雾化的液体与辅助雾化的蒸汽相遇，相互剪切撕裂，形成相互掺混的两相流，然后这种两相流通过喷出段的喷口喷出。这些喷嘴基本都是利用流体动力学的流动稳定性理论，在混合腔中产生尽可能大的汽(气)液两相速度差，来达到撕裂和破碎液体的目的。国内外早期使用的雾化喷嘴为喉管式喷嘴，蒸汽通过一根管子直接喷入喷嘴混合腔的液体中，通过蒸汽和液体之间的剪切来撕裂液体，喷口为一般的圆形射流喷口，雾化效果较差。雾化平均粒径多在80-100 μ m，称为第一代进料喷嘴。经过改进之后产生了第二代进料喷嘴，如国外的靶式喷嘴和国内的预膜式喷嘴，以及其它的一些喷嘴，这些喷嘴的雾化平均粒径多在60-80 μ m由于需要极大的汽(气)液两相速度差，来达到撕裂和破碎液体的目的，所以须采用极大的进汽(气)速度，有的甚至达到或超过了音速，能耗较大，并且会产生脉动。如若达不到这种速度，喷嘴就难以正常工作，雾化效果急剧恶化，并且操作弹性也受到影响。近期的一些喷嘴可以产生扁平喷雾射流或者扁平扇形的喷雾射流，对提升管截面有较好的覆盖，但是这种单一射流，会阻断提升管与提升段的流化催化剂来流，在迎流面，催化剂与进料有较好的接触，但是在背流面的进料接触不到催化剂，并且在背流面的下游会产生较大的漩涡，使得油气回卷，触碰提升管壁面，造成在提升管壁面的结焦隐患。此外单一射流的喷嘴，进料与催化剂在迎流面接触较好但是在背流面接触不到催化剂，使得在反应器中实际实现的剂油比低于名义剂油比，或者进料与催化剂的微观接触并不是在最佳状态。
技术实现思路
本专利技术涉及的催化裂化装置的进料雾化喷嘴，有混合腔和喷出段构成。在混合段原料油与雾化蒸汽有良好的接触混合，喷出段由特殊设计的喷口群构成，可以形成有多股微射流构成的扁平扇形喷雾，对提升管截面有良好覆盖；同时催化剂可以在各微射流之间通过，使得多股微射流的油雾射流与催化剂有较大接触面积，油剂接触较好，由于上游的催化剂和油气可以通过微射流之间的空隙透过扇形喷雾射流，催化剂不仅与油气交叉接触，而且在扇形射流的背流面不会形成涡旋，消除油气回卷触碰提升管壁面形成结焦的隐患。通过特殊设计的喷嘴群，可以形成非常均匀细小的液滴，从而与催化剂充分接触，在提升管内的温度下，原料油迅速气化，使裂化反应在气态进行，可以提高轻质油(汽油、柴油)的产率，降低生焦。本专利技术的结构包括:1.原料油(蒸汽)入口，2.蒸汽(原料油)入口，3.内管蒸汽分布器，4.分布孔，5.外管，6.环形混合腔，7.分配器，8.第一混合腔，9.第一强化混合挡板，10.第二混合腔，11.再分配器，12.第三混合腔，13.第二强化混合挡板，14.第四混合腔，15.喷头基体，16.喷头群组，外管5的一端有原料油(蒸汽)入口 1，外管5上有蒸汽(原料油)入口 2，外管5的另一端有喷头基体15，喷头基体15的前端装有喷头群组16，外管5内有内管蒸汽分布器3,外管5与内管蒸汽分布器3之间有环形混合腔6,内管蒸汽分布器3上有周向蒸汽分布孔4和顶端的分配器7，分配器7与喷头基体之间有第一混合腔8、第二混合腔10、第三混合腔12和第四混合腔14，第一混合腔8与第二混合腔10之间有第一强化混合挡板9，第二混合腔10与第三混合腔12之间有再分配器11，第三混合腔12与第四混合腔14之间有第二强化混合挡板13。本专利技术还采用如下实施方案:内管蒸汽分布器3周向分别开有I?30圈(排)蒸汽分布孔4内管蒸汽分布器3的前端分配器7可以是平板形，也可以是准球形的，其上开有均布的内外两圈孔。分配器7外圈孔构成了环形混合腔6与第一混合腔8的通道，孔数可以是4?12个，可以是圆形或矩形，孔总面积为环形混合腔6横截面积的0.1?0.5之间。分配器7内圈孔构成了内管蒸汽分布器3与第一混合腔8的通道，孔数可以是1-8个，可以是圆形和正方形，孔总面积为内管蒸汽分布器3横截面积的0.25-0.75之间。内管蒸汽分布器3的整个圆管段上，开有I?30排沿圆周均匀分布的周向蒸汽分布孔4。蒸汽分布孔4沿内管蒸汽分布器3的长度方向上可以是均布的，也可以是散布的。蒸汽分布孔4的直径在I?60mm。蒸汽分布孔4的面积之和与内管3横截面积之比在0.1?5之间。内管蒸汽分布器3的直径与外管5直径之比在0.2?0.95之间。内管蒸汽分布器3上前端第一排蒸汽分布孔4与分配器7之间的距离在外管5直径的0.1?20之间。分配器7与第一强化混合挡板9之间的距离在外管5直径的0.1?20之间。第一强化混合挡板9与再分配器11之间的距离在外管5直径的0.1?10之间，直径与外管直径之比在0.4?0.85之间。再分配器11与第二强化混合挡板13之间的距离在外管5直径的0.1?5之间。第二强化混合挡板13与喷头基体15之间的距离在外管5直径的0.1~5之间，直径与外管直径之比在0.4~0.85之间。再分配器上11上的孔可以是I~5圈，孔直径在4~60_之间。喷头基体15上喷头群组16有8~30个独立喷头，直径在4~20mm之间。喷头群组16可以呈单圈均布，也可以是I~4排交错排布。喷头群组16的喷头在水平方向呈扩散方式布置，最内侧喷头中心线与外管5轴线在水平方向的投影夹角为β?，扩散角β?的范围在0°~30°之间，最外侧喷头中心线与外管5轴线在水平方向的投影夹角为β2，扩散角β2的范围在0°~60°之间。喷头群组16的喷头在竖直方向呈收缩方式布置，内侧喷头中心线与外管5轴线在竖直方向投影夹角为α?，收缩角01在0本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种催化裂化装置进料喷嘴，其特征在于所述喷嘴包括外管(5)，所述外管(5)上有蒸汽或原料油入口(2)，外管(5)的一端有原料油或蒸汽入口(1)，外管(5)的另一端有喷头基体(15)，喷头基体(15)的前端装有喷头群组(16)，外管(5)内有内管蒸汽分布器(3)，外管(5)与内管蒸汽分布器(3)之间有环形混合腔(6)，内管蒸汽分布器(3)上有周向蒸汽分布孔(4)和顶端的分配器(7)，分配器(7)与喷头基体(15)之间有第一混合腔(8)、第二混合腔(10)、第三混合腔(12)和第四混合腔(14)，第一混合腔(8)与第二混合腔(10)之间有第一强化混合挡板(9)，第二混合腔(10)与第三混合腔(12)之间有再分配器(11)，第三混合腔(12)与第四混合腔(14)之间有第二强化混合挡板(13)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王江云，毛羽，王娟，毛林，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11
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