用于雾化原料的FCC原料注射制造技术

本发明专利技术涉及用于注射石油原料的装置和方法。更具体地，用喷嘴组件装置将液态石油原料雾化，其中该装置具有产生精细分散的原料喷雾图案的喷射喷嘴。该注射喷嘴每个都设计成使得各个喷嘴产生的不同喷雾图案整体提供对催化剂流的更均匀原料覆盖，前提是至少一个喷雾图案不是基本平的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于将石油原料注入流化催化剂流中的装置和方法。更具体地，用喷嘴组件装置将液态石油原料雾化，其中该装置具有至少两个不同的注射喷嘴，其产生精细分散的烃液滴喷雾图案与裂化催化剂颗粒接触。该注射喷嘴设计成使得各个喷嘴产生的不同喷雾图案整体提供对流化催化剂流的更均匀烃原料覆盖。专利技术背景石油原料的雾化对例如流化催化裂化(FCC)和焦炭化的石油工艺来说重要。在FCC工艺中，一般地高分子量原料与流化催化剂颗粒在FCC单元的提升管反应器部分中接触。控制原料与催化剂间的接触，以促进有效的传热和传质，从而增强原料转化为目标类型产物。在原料的催化裂化中，控制反应器条件，例如催化剂与油的比例、温度和接触时间，以使目标产物达到最大，并且不期望产物，例如轻质气体和焦炭的形成达到最少。由于催化剂与原料在FCC反应器中的接触通常为几秒，所以决定该裂化工艺效率的重要因素是催化剂。用于FCC工艺的催化剂是公知的，可以是无定形的或晶态的。通常利用水蒸气、燃料气体或裂化工艺过程中生成的轻质烃气体或它们的某些组合将进入FCC反应器的催化剂流化。催化剂与原料的反应产生大量的气态烃和包含焦炭沉积物的用过催化剂。将该气/固混合物输送到分离器，通常是旋风分离器，在此用过的催化剂与气态产物分离。接着处理该气体，以回收目标烃，并将用过的催化剂送去再生。由于原料与催化剂间的接触时间短，所以原料的状态也重要。原料的注入类型可以影响FCC反应器生成的产物块(slate)。原料裂化成气态烃-->有两种途径，即催化裂化和热裂化。FCC单元中的热裂化一般是不期望的，因为这种类型的裂化可以导致生成焦炭以外，还生成轻质气体，例如甲烷。为了提高催化裂化工艺的效率，期望的是原料分子以尽可能的最大程度并在最短可能的时间内到达活性催化剂颗粒。由于上行催化剂作为基本占据提升管横截面的流化固体流存在，所以最佳情况是原料瞬间分散通过催化剂流。但是，这种原料瞬间分数过催化剂流是不可能的。精细分散的原料液滴也令人期望，从而提高原料液滴与热催化剂颗粒接触时的汽化速率。一种获得原料液滴的方法包括使用水蒸气来形成液滴分散体。所得的分散体是水蒸气与烃的两相体系，其通过喷嘴喷雾进入FCC提升管反应器，在此接触流化的热催化剂。在压力下驱动流体通过喷嘴的孔以形成流体液滴精细分散体的工艺称为雾化。雾化程度是喷嘴设计，例如孔尺寸和排放几何形状，流体性质，例如密度、粘度、表面张力和通过孔的压降的函数。提高构成FCC工艺的至少部分原料的重(粘)石油馏分的雾化程度特别具有挑战性。FCC反应器中雾化原料的喷嘴有许多设计。某些建议的喷嘴设计采用旋流叶轮，它或者是喷嘴本身，或者是导向喷嘴的管路。另一建议的设计在进料给喷嘴的管路中使用文丘里管。其它建议的设计包括将烃和例如水蒸气的分散气体在最邻近孔处混合同心地通过喷嘴，烃原料分布器利用位于FCC反应器中心的同心喷嘴，将原料注射通过喷嘴内多个孔，并在喷嘴周围使用罩，控制水蒸气与烃彼此接触的角度。还有建议形成原料与水蒸气的两相流体混合物，将该流体分成两股独立的料流，这两股料流通过冲击混合区、剪切混合区以再合并，并通过低压雾化区。另一建议的设计是其中可以将全部的液流，在加入或没有加入料流下通过偏转叶轮，以在单个满流的离心或螺旋加速室(末端是尖锐或方形边缘的孔)中形成自由旋涡而完成单股原料流喷雾的喷嘴。这种孔的直径基本小于用于将液烃直接送入提升管反应器中催化剂流的流体供应管线。最后，建议将一般呈扇形的原料注射器用来产生雾化原料的基本平的喷雾图案。-->已知使用径向引导的原料注射喷嘴来将原料注入催化剂流中。这种喷嘴通常布置在流动催化剂流周围的圆周带。该喷嘴可以垂直于提升管表面，或者可以与其成一定角度。注射喷嘴还可以集成有注射区机械设计特征，例如提升管几何构型，从而提高其效果。在持续改进原料注射器喷嘴设计的同时，依然需要整个原料注射系统能更好地工作，从而方便雾化原料与催化剂在FCC工艺中的接触。
技术实现思路
本专利技术涉及用于将雾化原料与流化流动的催化剂颗粒流接触的装置和方法。一种实施方案涉及用于将烃原料注入流化流动的催化剂颗粒流中的装置，包括：管路段，所述管路段包含流化流动的催化剂颗粒流；所述管路段内的至少一个喷嘴组件，该喷嘴组件在所述流化流动的催化剂颗粒流的边界周围，并且包括至少两个注射喷嘴，每个喷嘴都产生喷雾图案，以使整个原料基本均匀地分散通过流过管路段的催化剂颗粒横截面，前提是从至少一个喷嘴出来的喷雾图案不是基本平的。另一实施方案包括用于在FCC单元的提升管反应器中将烃原料注入流化流动的催化剂颗粒流中的装置，包括：所述提升管反应器中的管路段，所述管路段包含流化流动的催化剂颗粒流；所述管路段内的至少一个喷嘴组件，所述喷嘴组件在所述流化流动的催化剂颗粒流的边界周围，并且包括至少两个注射喷嘴，每个喷嘴都产生喷雾图案，以使整个原料基本均匀分散地通过流过提升管管路段的催化剂颗粒横截面，前提是从至少一个喷嘴出来的喷雾图案不是基本平的。另一实施方案包括用于将烃原料注入在FCC单元的提升管反应器中流化流动的催化剂颗粒流中的装置，包括：所述提升管反应器中的管路段，所述管路段包含流化流动的催化剂颗粒流；所述管路段内的至少一个喷嘴组件，所述喷嘴组件在所述流化流动的催化剂颗粒流的边界周围，并且包括至少两个注射喷嘴，每个喷嘴都产生喷雾图案，以使整个原料基本均匀地分散通过流过提升管管路段的催化剂颗粒横截面，前提是从至少一个喷-->嘴出来的喷雾图案不是基本平的，并且还有一前提是至少一个喷嘴伸进流化流动的催化剂颗粒流内。另一实施方案涉及用于将原料注入流化流动的催化剂颗粒流中的方法，包括：将原料导入在所述流化流动的催化剂颗粒流边界周围的至少一个喷嘴组件内，将原料通过位于所述喷嘴组件上的至少两个注射喷嘴注入流化流动的催化剂颗粒流内，每个喷嘴都产生喷雾图案，以使整个原料基本均匀地分散通过流过喷嘴组件的催化剂颗粒横截面，前提是从至少一个喷嘴出来的喷雾图案不是基本平的。另一实施方案涉及用于将原料注入在流化催化裂化器的催化裂化区中流化流动的催化剂颗粒流中的方法，包括：将原料导入在流化催化裂化器的裂化区中所述流化流动的催化剂颗粒流边界周围的至少一个喷嘴组件内，将原料通过位于所述喷嘴组件上的至少两个注射喷嘴注入流化流动的催化剂颗粒流内，每个喷嘴都产生喷雾图案，以使整个原料基本均匀地分散通过流过喷嘴组件的催化剂颗粒横截面，前提是从至少一个喷嘴出来的喷雾图案不是基本平的。另一实施方案涉及用于将原料注入在流化催化裂化器的催化裂化区中流化流动的催化剂颗粒流中的方法，包括：将原料导入在流化催化裂化器的裂化区中所述流化流动的催化剂颗粒流边界周围的至少一个喷嘴组件内，将原料通过位于所述喷嘴组件上的至少两个注射喷嘴注入流化流动的催化剂颗粒流内，每个喷嘴都产生喷雾图案，以使整个原料基本均匀地分散通过流过喷嘴组件的催化剂颗粒横截面，前提是从至少一个喷嘴出来的喷雾图案不是基本平的，并且还有一前提是至少一个喷嘴伸进流化流动的催化剂颗粒流内。附图简介图1是表示两种不同喷雾图案及其渗入催化剂流内的示意图。图2是表示在催化剂流中不同渗透深度处的两组喷嘴的示意图。图3是表示原料的喷射速度对原料喷射渗入催化剂流中的影响的图。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将烃原料注入流化流动的催化剂颗粒流中的装置，包括：管路段，所述管路段包含流化流动的催化剂颗粒流；所述管路段内的至少一个喷嘴组件，该喷嘴组件在所述流化流动的催化剂颗粒流的边界周围，并且包括至少两个注射喷嘴，每个喷嘴都产生喷雾图案，以使整个原料基本均匀地分散通过流过该管路段的催化剂颗粒横截面，前提是从至少一个喷嘴出来的喷雾图案不是基本平的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-12-30 60/640,9021、一种用于将烃原料注入流化流动的催化剂颗粒流中的装置，包括：管路段，所述管路段包含流化流动的催化剂颗粒流；所述管路段内的至少一个喷嘴组件，该喷嘴组件在所述流化流动的催化剂颗粒流的边界周围，并且包括至少两个注射喷嘴，每个喷嘴都产生喷雾图案，以使整个原料基本均匀地分散通过流过该管路段的催化剂颗粒横截面，前提是从至少一个喷嘴出来的喷雾图案不是基本平的。2、一种用于将原料注入流化流动的催化剂颗粒流中的方法，包括：将原料导入在所述流化流动的催化剂颗粒流边界周围的至少一个喷嘴组件内，将原料通过位于所述喷嘴组件上的至少两个注射喷嘴注入流化流动的催化剂颗粒流内，每个喷嘴都产生喷雾图案，以使整个原料基本均匀地分散通过流过所述喷嘴组件的催化剂颗粒横截面，前提是从至少一个喷嘴出来的喷雾图案不是基本平的。3、根据权利要求1所述的装置，其中所述装置是原料注射器组件，流化流动的催化剂颗粒在流体催化裂化单元的提升管反应器中，并且管路段在所述提升管反应器中。4、根据权利要求2所述的方法，其中流化流动的催化剂颗粒在流体催化裂化单元的提升管反应器中。5、根据任一前述权利要求所述的装置或方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：TR斯特芬斯，RP达沃卢里，TE赫维特，CG斯莫利，RA乔森，PK尼库姆，RB米勒，EA格博德佐，YL杨，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]