[实用新型]稀释蒸汽混合器

说明书

本实用新型涉及一种稀释蒸汽混合器，包括内筒和外筒；所述内筒沿轴线方向形成一体结构的直筒段和扩筒段，所述直筒段自由端向外延伸至外筒外并形成原料入口；所述内筒与外筒之间通过直筒段固定相连；所述扩筒段自由端横截面半径逐步扩大，并使自由端末端端口与外筒内壁之间形成细小间隙；所述扩筒段的圆周壁上设有上下两组角度相互错开的蒸汽通孔；所述内筒扩筒段对应的外筒筒壁上设有蒸汽入口。本实用新型结构简单，操作方便，可有效控制蒸汽稀释比，并可在有限的时间及空间内使稀释蒸汽与气相裂解原料充分混合均匀。

技术领域

本实用新型属于混合器设备技术领域，具体涉及用于烃类裂解制取裂解气过程中稀释蒸汽与气相裂解原料相混合的混合器。

背景技术

乙烯裂解炉，即将烃类裂解制取裂解气的过程。在化学平衡上，烃类裂解的一次反应是体积增加的反应，降低反应压力有利于烃类向生成乙烯等低级烯烃的方向进行，提高目的产品收率；二次反应是气体体积减小的反应，降低压力可以抑制二次反应的进行，减少结焦。在动力学上，尽管压力不能改变反应速度常数，但它可通过反应物浓度变化来影响反应速度，由于一次反应的反应级数比二次反应的小，降低压力可增大一次反应对于二次反应的相对速度。

由上述两个方面可见，无论从热力学还是动力学上，降低压力对一次反应都是有利的，并可抑制二次反应的进行。

由于烃类裂解反应是在高温下进行的，通过采用直接减压的方法，一是安全性存在问题，高温下裂解炉不易密封，一旦空气漏入高温炉管内，会发生爆炸；二是对后续的裂解气压缩不利，会使能量负荷加大，能耗增加，因此工业上采用间接减压的办法，即采用加入稀释剂的办法降低炉管内的烃分压，工业上通常采用水蒸气作为稀释剂。

蒸汽稀释比就是稀释蒸汽与裂解原料质量流量之比值。稀释比增大，可以使烃分压减小，并提高炉管物流速度，减少膜温降，也相对缩短了停留时间。但是，稀释比过大，也会带来某些不利影响，如降低设备的生产能力，增加蒸汽和燃料消耗，所以必须控制适当的稀释比。稀释比随裂解原料的不同而不同，其原则是在能防止结焦的条件下，尽量少用稀释蒸汽，只有当原料容易结焦时，才适当加大稀释比。

水蒸气作为稀释剂的优点，主要体现在以下几个方面：

① 稳定裂解温度。水蒸气热容量较大，当操作供热不平稳时，它可以起到稳定温度的作用，还可以保护炉管防止过热。

② 保护炉管。当有水蒸气存在时，由于高温蒸汽有氧化性，可以抑制裂解原料中所含的硫对炉管的腐蚀，所以，即使含硫量高达 2%（质量分数），也不足以构成对炉管的腐蚀威胁。

③ 脱除结炭。炉管的铁和镍能催化烃类气体的生炭反应，水蒸气对铁和镍有氧化作用，可抑制它们对生炭反应的催化作用，而且水蒸气对已生成的炭有一定的脱除作用。

所以，在有限的裂解炉空间中，如何加入稀释蒸汽位一个重要的研究课题和方向。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种稀释蒸汽混合器，其结构简单，操作方便，并可在有限的时间及空间内使稀释蒸汽与气相裂解原料充分混合均匀。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种稀释蒸汽混合器，包括内筒和外筒；所述内筒沿轴线方向形成一体结构的直筒段和扩筒段，所述直筒段自由端向外延伸至外筒外并形成原料入口；所述内筒与外筒之间通过直筒段固定相连；

所述扩筒段自由端横截面半径逐步扩大，并使自由端末端端口与外筒内壁之间形成细小间隙；所述扩筒段的圆周壁上设有上下两组角度相互错开的蒸汽通孔；

所述内筒扩筒段对应的外筒筒壁上设有蒸汽入口。