具有内部液体颗粒分散环的催化裂化喷雾喷嘴制造技术

一种气体辅助的喷雾喷嘴组件，其具有为中空管状构件形式的喷嘴主体，诸如单件圆柱形的管段，它限定了混合区和下游的筒体延伸区。液体入口和撞击销由所述管状构件在混合区以彼此相对的方式支撑，并且加压气体入口设置在管状构件的上游端部处。环形分散环于所述撞击销下游被固定地支撑在管状构件内，所述环形分散环限定环形凸缘以将加压气流和雾化液体的外围部分径向向内引导，以在所述加压气流和雾化液体通过所述筒体延伸区以从喷嘴端头排放时，促进液体和加压气流的持续相互混合。

Catalytic cracking spray nozzle with internal liquid particle dispersion ring

A gas assisted spray nozzle assembly having a nozzle body in the form of a hollow tubular member, such as a single sheet cylindrical tube section, defining a mixing region and a downstream cylinder extending region. The liquid inlet and impact pins are supported by the tubular member in a mixing region in opposite directions, and the pressurized gas inlet is disposed at the upstream end of the tubular member. In the downstream of the annular dispersion ring impact pin is fixedly supported within the tubular member, a radially outer portion of the annular ring defines an annular flange to disperse the pressurized air and atomization of the liquid inside guide with pressurized air and atomization of liquid in the cylinder through the extension region from the nozzle end to discharge. Continue to promote mixed liquid and pressurized air.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本专利申请要求于2013年11月12日提交的申请号为61/902,848的美国临时专利申请的权益，现通过引用将该美国临时专利申请并入本文。
本专利技术一般涉及喷雾喷嘴，且更具体地涉及特别适于将液体进料雾化和喷射到流体化的催化裂化立管反应器的喷雾喷嘴组件。
技术介绍
在专利号为5,921,472的美国专利中示出并描述了上述类型的喷雾喷嘴组件，现通过引用将该美国专利的公开内容并入本文。这种喷雾喷嘴组件通常包括限定混合腔室的喷嘴主体，液态烃和压缩气体（诸如蒸汽）被引入到混合腔室内，并且液态烃在混合腔室内被雾化。为了增强在混合腔室内的液体雾化，撞击销延伸到腔室内，并且在混合腔室的中心线上限定与液体入口径向相对的液体撞击表面，加压液体流撞击到该液体撞击表面上并横向分散，以及来自气体入口的加压蒸汽流横跨液体撞击表面被引导以便进一步与液体相互作用以及将液体剪切成细小的液滴。混合腔室内的雾化液体在加压蒸汽的力的作用下被引导通过细长的管状筒体，该管状筒体通常设置在催化反应器立管的壁内，以便从其在立管内的下游端部处的喷嘴端头排放。这种喷嘴主体限定混合腔室并接收撞击销、液态烃入口和加压蒸汽入口，是喷雾喷嘴组件中相对昂贵的部件。喷嘴主体通常由实心金属原料进行加工。由于喷嘴主体的复杂性，该加工是费力和耗时的，并显著地增加了喷嘴组件的成本。为了有效地操作，进一步要求雾化的液态烃和蒸汽在行进通过喷嘴组件的细长筒体的过程中继续混合而不产生不希望的分层（stratification）。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种液态烃进料喷雾喷嘴组件，其在结构上相对简单，使其可被更显著的经济地制造。另一个目的是提供具有如上所述特征的喷雾喷嘴组件，其中嘴组件的喷嘴主体具有更简单和更容易组装的设计，并且在通过喷嘴组件的细长筒体行进期间有效地提高了雾化液体烃和蒸汽的持续相互混合。附图说明在阅读了以下的详细描述并参照附图之后，本专利技术的其它目的和优点将变得显而易见，其中：图1是根据本专利技术安装在催化裂化反应器的立管壁内的喷雾喷嘴组件的示意图；图2是图1所示的喷雾喷嘴组件的放大纵向截面视图。虽然本专利技术可具有各种变型和替代性的结构，但在附图中示出了并在下文中详细描述了其特定的示例性实施例。然而，应当理解的是，在这里并不旨在将本专利技术限制到所公开的具体形式。相反，在这里旨在涵盖落入本专利技术的精神和范围之内的所有变型、替代构造和等同物。在这一点上，虽然所示的喷雾喷嘴组件特别适于在催化裂化系统中雾化和喷射液态烃，但是应当理解的是，喷嘴组件的实用性并不局限于该用途。此外，虽然所示的喷嘴组件被描述为与蒸汽形式的加压气体结合使用，但是也可以使用其它加压空气或气态流体。具体实施方式现在更具体的参照附图，示出根据本专利技术的示例性喷雾喷嘴组件10，其以传统的方式安装在流体化催化反应器的立管的绝缘壁11（以虚线示出）内。喷雾喷嘴组件10被支撑在管状套筒12内，以与垂直方向成一锐角的方式被固定在壁11内，从而将雾化液态烃向上排放到立管内。管状套筒12具有向外延伸的凸缘14，固定到喷雾喷嘴组件10的支撑凸缘15可固定到凸缘14。如在图2中最好的显示那样，喷雾喷嘴组件10基本上包括：混合区20、与混合区20连通的细长筒体延伸区24和具有一个或多个排放孔口26的喷嘴端头25。混合区20具有液态烃入口21和设置在立管壁11外侧上的加压气体入口（在本实施例中，加压气体入口是蒸汽或气体入口22）。细长筒体延伸区24设置在喷嘴支撑套筒12和立管壁11内且延伸通过喷嘴支撑套筒12和立管壁11。喷嘴端头25设置在立管内以用于排放和引导雾化液体喷雾。根据本专利技术，喷雾喷嘴组件具有相对简单的结构，使其可被经济地制造，同时可操作成对催化裂化系统中的液态烃进料进行高效的雾化和引导。为此，在所示的实施例中，混合区20和筒体区24由共用喷嘴主体限定，该喷嘴主体为不间断的细长管状构件30的形式，细长管状构件30大体延伸喷雾喷嘴组件的长度。管状构件30可以是单件的单一长度管件，诸如Schedule 80钢管，其具有约2英寸至8英寸的内径。在这种情况下，管状构件30具有邻近于上游端部的径向相对的开口31，32，以用于分别接收液体入口21和相对的撞击销34。所示的液体入口21包括入口装配件38，其具有适配在开口31内的直径减小的埋头孔部段39，在这种情况下其形成有向内渐缩的圆锥形侧壁，以便于由适当的环形焊接件将装配件38固定到管状构件30。液体入口装配件38具有用于将装配件38固定到供给管线41的上游安装凸缘40，供给管线41进而耦联到适当的液态烃供给。液体入口装配件38接收内部安装的孔口构件42，孔口构件42限定具有预定直径的液体入口流动通道44，进料液体通过其被引导到混合区20内。所示的孔口构件42和装配件38具有相应的锥形入口部段44，45，以用于引导进料液体进入孔口构件42并通过孔口构件42。在这种情况下，撞击销34为安装在内螺纹衬套或螺纹支管台（threadolet）50内的螺纹螺栓的形式，其具有邻近于开口32的向内倒角侧的向内倒角的端部51，以用于促进衬套50围绕开口32焊接。在这种情况下，撞击销34具有用于与衬套50可调节地螺纹接合的外螺纹外侧部段54，设置于管状构件30内的向内延伸的圆柱形柱部段55，以及具有向外延伸的凸缘56的头部，该凸缘56用于将柱部段55以与液体入口21相对的方式固定在混合区20内的预定位置。气体入口22（类似于液体入口21）包括装配件60，其具有安装凸缘61和下游圆柱形部段。安装凸缘61用于固定到耦联到蒸汽供给的供给管线62，而下游圆柱形部段则用于固定到管状构件30的上游轴向端部。蒸汽入口装配件60和管状构件30的端部同样被倒角以便由焊接件64固定。蒸汽入口装配件60包括孔口构件66，其用于限定适于加压蒸汽的具有预定直径的蒸汽入口通道68。蒸汽入口通道68具有上游锥形部段69，其用于将蒸汽引导进入并通过入口通道68。在本实施例中，撞击销34被设计成通过加压的蒸汽横流来提高液体的破碎和雾化，使得撞击销较不容易受到磨损和冲蚀。为此，销34的撞击表面具有外侧撞击表面70，该外侧撞击表面70以与混合区20的中心轴线径向偏移的方式设置在与液体入口21相对的中心线的一侧上，并具有向内凹入的配置以用于将撞击到撞击表面70上的液体重新引导回到混合区的中心，以加强与从气体入口22的加压蒸汽横流的相互作用。在这种情况下，凹入的撞击表面70具有向内弯曲的球形配置。备选地，撞击表面的向内凹入的凹部可具有圆柱形配置，其中圆柱形表面的轴线优选地横向于管状构件30的中心轴线72设置。在优选的实施例中，撞击表面70从混合区的中心轴线调回距离“d”，该距离“d”在混合腔室半径的1/8和1/3之间（并且最优选为混合区的半径的约1/4）。因此，在喷雾喷嘴组件10的操作过程中，被引导到混合区20内的液态烃将通过从气体入口22被引导到喷雾喷嘴组件的中心的加压蒸汽横流并接触撞击销34的凹入撞击表面70，其粉碎液体、将液体横向分散、并将液体重新引导回到混合区20的中心，以便进一步提高液体颗粒的粉碎，并在蒸汽的力的作用下被引导进入并通过筒体延伸区24。由于凹入的撞击表面70在径向上移离混合区20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气辅助的喷雾喷嘴组件，其包括：喷嘴主体，所述喷嘴主体为中空管状构件的形式，其限定圆柱形混合区和位于所述混合区下游的、轴向长度比所述混合区更长的圆柱形筒体延伸区；液体入口，所述液体入口由所述管状构件支撑，加压液体流通过所述液体入口被引导到所述混合区；撞击销，所述撞击销由所述管状构件支撑并延伸到所述混合区内，所述撞击销具有与所述液体入口大体对准的撞击表面，从所述液体入口被引导到所述混合区内的液体流撞击到所述撞击表面并被横向引导；气体入口，所述气体入口安装在所述管状构件的上游端部，加压气流通过所述气体入口沿着所述混合区的中心轴线被引导到混合腔室内以便雾化撞击到所述撞击表面上的液体，并引导雾化液体通过所述筒体延伸区；安装在所述管状构件的下游端部处的喷嘴端头，所述喷嘴端头具有排放孔口，雾化液体以预定的喷雾模式通过所述排放孔口排放；以及环形分散环，所述环形分散环于所述撞击销下游被固定地支撑在管状构件内，所述环形分散环限定环形凸缘以将加压气流和雾化液体的外围部分径向向内引导，以在所述加压气流和雾化液体通过所述筒体延伸区以从喷嘴端头排放时，促进液体和加压气流的持续相互混合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.12 US 61/9028481.一种空气辅助的喷雾喷嘴组件，其包括：喷嘴主体，所述喷嘴主体为中空管状构件的形式，其限定圆柱形混合区和位于所述混合区下游的、轴向长度比所述混合区更长的圆柱形筒体延伸区；液体入口，所述液体入口由所述管状构件支撑，加压液体流通过所述液体入口被引导到所述混合区；撞击销，所述撞击销由所述管状构件支撑并延伸到所述混合区内，所述撞击销具有与所述液体入口大体对准的撞击表面，从所述液体入口被引导到所述混合区内的液体流撞击到所述撞击表面并被横向引导；气体入口，所述气体入口安装在所述管状构件的上游端部，加压气流通过所述气体入口沿着所述混合区的中心轴线被引导到混合腔室内以便雾化撞击到所述撞击表面上的液体，并引导雾化液体通过所述筒体延伸区；安装在所述管状构件的下游端部处的喷嘴端头，所述喷嘴端头具有排放孔口，雾化液体以预定的喷雾模式通过所述排放孔口排放；以及环形分散环，所述环形分散环于所述撞击销下游被固定地支撑在管状构件内，所述环形分散环限定环形凸缘以将加压气流和雾化液体的外围部分径向向内引导，以在所述加压气流和雾化液体通过所述筒体延伸区以从喷嘴端头排放时，促进液体和加压气流的持续相互混合。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：M拉克罗伊克，EA格博佐依，CR桑特纳，
申请(专利权)人：喷雾系统公司，德希尼布工艺技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US