[发明专利]一种催化裂化装置提升管用喷嘴及其应用

说明书

本发明公开了一种催化裂化装置提升管用喷嘴及其应用，该喷嘴包括：一喷嘴主体，该喷嘴主体为两层套管，该两层套管的两端分别为第一端和第二端，内管的第一端设有原料油入口，外管的第一端设有分散介质入口，该外管的第二端较该内管的第二端凸出一距离；一第一喷嘴头，该第一喷嘴头与该内管的第二端连接，该第一喷嘴头的横截面积朝远离该内管的方向逐渐缩小；一第二喷嘴头，该第二喷嘴头与该外管的第二端连接，该第二喷嘴头的横截面积朝远离该外管的方向逐渐缩小；其中，该外管的内壁上设有凸起。本发明的装置更有利于剪切油气分子，从而大幅度提高喷出原料油的雾化速率，减少了低附加值的产品生成。

技术领域

本发明涉及一种催化裂化装置提升管用喷嘴及其应用。

背景技术

进料雾化喷嘴的任务是将催化裂化装置的原料油(重油或渣油或其混合物)及回炼油雾化成细小的液滴喷入提升管，在提升管内的温度下，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、剂的分离进入下一道工序。

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，互相剪切撕裂，形成互相掺混的两相流，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(液)两相速度差，来达到撕裂和破碎液体的目的，但其效果却往往不是很理想，原因在于基于这种原理的喷嘴，不能合理地利用雾化蒸汽的能量。

国内外早期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，同时不能产生催化裂化工艺所需的扁平扇形的喷雾射流，雾化平均粒径多在80-100μm，成为第一代进料喷嘴。

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，以及其他的一些喷嘴，这些喷嘴的雾化平均粒径多在60-80μm，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。如若达不到这种程度，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。这些喷嘴也难以产生催化裂化工艺所需的扁平扇形的喷雾射流。

进入九十年代，国外的石油公司加大了对进料喷嘴的研究力度，Mobil和Kellog公司于1990年开始合作进行新型雾化喷嘴的开发研究工作，于1994年开发一种新型进料喷嘴Atomax；UOP公司于1995年开发出一种新型雾化喷嘴Optimix；这些喷嘴在其混合腔采用了各自不同的蒸汽分布结构和不同的喷口形式，其雾化平均粒径在60μm左右；Shell公司于1998年开发出一种新型进料喷嘴，并在中国申请了发明专利CN98192423.3，这种喷嘴是一种外混式的进料喷嘴，这种喷嘴内蒸汽与原料油在喷口处混合，利用蒸汽的高速带动原料油从喷口喷出；上述的喷嘴可以产生催化裂化工艺所需的扁平扇形的喷雾射流，成为第三代新型雾化进料喷嘴。

许多石油精制厂和化工厂设备利用喷嘴把液态的和/或气态原料分配给设备。在一些设备中，把原料分配给设备的喷嘴的性能对设备的生产能力来说极为重要。为了获得反应器的最佳性能，喷嘴必须以细微喷雾的形式分配原料，细微的喷雾具有均匀的覆盖和很小的液滴。这种喷雾增加了原料液滴的面积，有利于原料液滴和催化剂微粒的接触，然而，现有的喷嘴难以获得理想的性能。一些喷嘴利用非常小的开口或复杂的头部设计，从而很容易被原料中的各种杂质堵塞，在修理这种堵塞的过程中停机和更换花费都是非常不利的，现有的喷嘴不能产生细小的液滴和/或理想的喷散型式。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种催化裂化装置提升管用喷嘴及其应用，以克服现有技术中喷嘴喷出的液滴形态不理想，以及喷射过程中容易出现阻塞等缺陷。

为了达到上述目的，本发明提供了一种催化裂化装置提升管用喷嘴，该喷嘴包括：