[实用新型]重油进料雾化喷嘴

说明书

技术领域

本实用新型属于烃油催化裂化领域，涉及石油加工催化裂化装置所用的一种重油进料雾化喷嘴。

背景技术

在催化裂化(FCC)加工过程中，进料喷嘴性能的优劣对裂化反应、产品分布起着重要作用；特别是在以重油为原料时，这种影响尤为突出。雾化良好的进料和高温再生催化剂短时间接触，进行剧烈的催化裂化反应，能提高轻质油收率、降低焦炭产率、改善产品分布、防止过度裂化，消除提升管反应器内的结焦现象，带来可观的经济效益。因此，国内外相关企业一直在不断开发和推出新型高效的重油进料雾化喷嘴，以适应重油深度加工技术发展的需要并获取更大的经济效益。

目前国内外使用的重油进料雾化喷嘴大体分为以下几类：第一类是在喉管式喷嘴基础上改进而成的，其特点是利用收敛—扩张形喉道尽量提高气体流速和气液两相速度差以增加雾化强度(参见CN2069757U)；第二类是靶式喷嘴(参见US4434049)，其原理是进料油在高压差作用下形成高速射流撞击金属靶，再与横向气流作用进行第一次雾化，形成气雾两相流，最后在喷头喷口处加速，实现二次雾化。该喷嘴雾化强度高，但需要很高的进油压力和较多的雾化介质(雾化介质为水蒸汽)，因而能耗较高，增加了生产成本和设备改造的投资；第三类是双喉道内混合式进料喷嘴(参见CN2054461U)；第四类是双流体离心式喷嘴(参见CN2356752Y)，其中采用了两相旋流器。

以上各类喷嘴存在的缺点是：雾化粒径较大，索太尔直径(冷试)大多在60微米以上；有的喷出速度过大(导致流动不稳定而出现机械振动)，有的雾化不均匀；还有的喷嘴所需的进油压力较高、雾化介质较多，导致能耗较高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种重油进料雾化喷嘴，以解决现有的重油进料雾化喷嘴所存在的雾化粒径较大、喷出速度过大、雾化不均匀、所需的进油压力较高和雾化介质较多导致能耗较高等问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种重油进料雾化喷嘴，设有嘴体，嘴体有一个嘴体内腔，嘴体的进料段设有蒸汽入口、原料油入口，嘴体的出口段设有喷头，喷头上设有喷口，其特征在于：嘴体内腔为圆柱形，嘴体内腔内与其同轴设有一个蒸汽分流管，蒸汽分流管的一端为蒸汽入口端，固定于连接板上，与蒸汽入口相连通，蒸汽分流管的另一端为封头，连接板与嘴体相连，在蒸汽分流管上沿轴向至少设置3排蒸汽分布管，每排至少设置3个蒸汽分布管，蒸汽分布管与蒸汽分流管相垂直，在每个蒸汽分布管面向嘴体出口段的管壁上以及在蒸汽分流管的封头上开设有蒸汽喷孔，在连接板上开设有进汽孔，原料油入口与嘴体相垂直，原料油入口与嘴体之间绕嘴体的外壁设有原料油室，原料油室通过开设于嘴体上的进油孔与嘴体内腔相连通。

采用本实用新型，具有如下的有益效果：在操作过程中，重油进料由原料油入口进入原料油室，再经进油孔进入嘴体内腔。水蒸汽由蒸汽入口进入；其中的一部分水蒸汽进入蒸汽分流管和与之相连的多排多个蒸汽分布管，再由蒸汽分布管以及蒸汽分流管封头上的蒸汽喷孔喷入嘴体内腔；另一部分水蒸汽经连接板上的进汽孔进入嘴体内腔。操作过程中，嘴体内腔作为混合雾化室；重油进料与水蒸汽在其中充分混合，形成含有很多水蒸汽泡(由油料包覆)的油汽两相流，最后由喷头上的喷口喷出。油汽两相流由喷口喷出时压力下降，使水蒸汽泡爆炸，从而将水蒸汽泡周围的油料爆炸雾化。由于本实用新型可使水蒸汽沿嘴体内腔的轴向从不同层面、不同径向位置、不同圆周方向注入嘴体内腔并均匀分布，使重油进料和水蒸汽沿轴向进行多次充分混合雾化，充分提高了传质效率和水蒸汽的利用率，减少了雾化介质(水蒸汽)的消耗量。本实用新型可使高黏度重油进料和水蒸汽在嘴体内腔形成均匀的泡状流，再经喷口喷出，就可形成非常细小的液滴(索太尔直径一般在60微米左右)，并在喷口喷出空间均匀地分布，统计分布特性良好，并且喷射速度较低(喷口处喷射速度小于80米/秒)；这样就使重油进料能与催化剂充分接触，从而改善催化裂化装置的反应状况，提高装置的轻质油产率并降低生焦量。由于重油进料和水蒸汽在嘴体内腔混合雾化充分，所以只需使用较低的油压(一般为0.3～0.6MPa)和较少的水蒸汽(水蒸汽用量一般为重油进料量的3～6重量％)，即可得到很好的雾化效果，这样就降低了喷嘴的能耗。此外，由于如上所述水蒸汽与重油进料在嘴体内腔的混合雾化方式，当重油进料量有所增减变化时，油汽两相流的体积流量变化相对较小，不会明显影响雾化质量，因而使本实用新型的操作弹性好、可靠性高。本实用新型还具有结构简单、使用方便的优点。