CN104046377A - 提升管反应器的进料混合段 - Google Patents
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Abstract
本发明属于炼油中催化裂化装置技术领域，公开了一种提升管反应器的进料混合段，进料混合段为腔体结构，腔体结构的外层为金属材料，内层为衬里材料，腔体结构的中间为柱形空腔，柱形空腔由内层的衬里材料向圆柱形空腔内形成的若干条凸条形成，柱形空腔分别缩径后形下圆台和上圆台与预提升段和最终反应段的通道同轴连通，在预提升段与进料混合段的连接位置设有若干个进料喷嘴，在进料喷嘴的出口端上方的柱形空腔内壁上设置蒸汽盘管，蒸汽盘管的盘面垂直于进料混合段的轴线，蒸汽盘管的开孔上下设置。本发明明显改善了颗粒相的径向浓度分布，进料混合段的结构消除了传统提升管原料油喷射面形成的未覆盖区。
Description
技术领域
本发明属于炼油中催化裂化装置技术领域，特别是一种提升管反应器的进料混合段。
背景技术
提升管反应器是催化裂化装置的核心设备，它至下而上分为预提升段、进料混合段、最终反应段以及出口快分系统。而进料混合段的催化剂与油雾之间的接触与混合直接影响反应结果，可见进料混合段是核心设备的重要组成部分。而有关进料混合段新型结构的报导文献并不多。
参见附图1，传统提升管反应器进料混合段1的结构使进料端存在原料油经进料喷嘴10喷射后，存在一个喷射的不覆盖区100，导致催化剂从该区通过，降低与原料油混合效果。
中国专利“一种用于催化裂化提升管反应器的油剂混合室”（ 申请号： CN01118430.2）所公开的油剂混合室结构，虽能改善油雾与催化剂的流动状态，提升管的反应性能得到一定的提高。但混合段内的油雾与催化剂未能实现均匀而充分的混合，结构复杂，操作变量也多。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种提升管反应器的进料混合段，通过改变混合段的内部结构，使油雾与催化剂充分混合。
本发明采取的技术方案是：
一种提升管反应器的进料混合段，用于连接下端的预提升段和上端的最终反应段，其特征是，所述进料混合段为腔体结构，所述腔体结构的外层为金属材料，内层为衬里材料，所述腔体结构的中间为柱形空腔，所述柱形空腔由所述内层的衬里材料向圆柱形空腔内形成的若干条凸条形成，所述柱形空腔分别缩径后形成下圆台和上圆台与所述预提升段和所述最终反应段的通道同轴连通，在所述预提升段与所述进料混合段的连接位置设有若干个进料喷嘴，所述进料喷嘴的出口端位于所述柱形空腔与所述预提升段的通道连接处相邻两个凸条之间，在所述进料喷嘴的出口端上方的所述柱形空腔内壁上设置蒸汽盘管，所述蒸汽盘管的盘面垂直于所述进料混合段的轴线，所述蒸汽盘管的开孔上下设置。
进一步，所述下圆台上底边直径与所述柱形空腔的直径相等，所述下圆台下底边直径与预提升段的直径相等，所述下圆台上底边直径是下底边直径的1.2至1.5倍。
进一步，所述上圆台下底边直径与所述柱形空腔的直径相等，所述下圆台上底边直径与最终反应段的直径相等。
进一步，所述凸条延升至所述上圆台的上底边和下圆台的下底边。
进一步，所述凸条均布在柱形空腔的内壁上，数量为2至8条。
进一步，所述进料喷嘴的数量与所述凸条的数量相等。
进一步，所述若干个进料喷嘴的喷嘴角度相等，所述若干个进料喷嘴的喷射线聚集在一个对喷焦点上，所述蒸汽盘管位于所述对喷焦点的上方0.5至2m，所述蒸汽盘管的上下开孔孔径为2至5mm。
进一步，所述对喷焦点位于所述下圆台上底边上方300至700mm。
进一步，所述凸条的外侧边与扩散油雾投影交点的距离为5至20mm为宜，所述凸条的两端部距相邻进料喷头的喷嘴部中心线的距离为50-150mm。
进一步，所述上下圆台内的凸条的高度与上下圆台的上底边和下底边的半径差相等。
本发明的有益效果是：
（1）明显改善了颗粒相的径向浓度分布 ，使环核之间的浓度梯度和浓环的范围均减小；
（2）原料油喷入密度较大的直径逐渐增大的下圆台内，明显改善了原料油喷入环境；
（3）进料混合段的结构消除了传统提升管原料油喷射面形成的未覆盖区，使油相与催化剂相混合的更均匀、更充分，近似于平推流向上运动；
（4）进料混合段的结构简单、操作方便。
附图说明
附图1是传统提升管反应器中原料油喷射覆盖示意图；
附图2是本发明的进料混合段结构示意图；
附图3是附图2中的A-A剖视图；
附图4是附图3中的B-B剖视图。
附图中的标号分别为：
1．进料混合段； 2．预提升段；
3．最终反应段； 4．外层；
5．内层； 6．腔体结构；
7．下圆台； 8．上圆台；
9．凸条； 10．进料喷嘴；
11．对喷焦点； 12．蒸汽盘管；
100．不覆盖区。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提升管反应器的进料混合段的具体实施方式作详细说明。
为了让本发明易于理解，本说明书中使用了一些方向性用语。需要说明的是，本说明书中所提到的方向性用语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等，是参考附图的方向，使用的方向性用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明的保护范围。
参见附图2、3，提升管反应器的进料混合段1的下端连接预提升段2，上端连接最终反应段，进料混合段1中间的腔体结构6的直径大于预提升段2和最终反应段3的通道直径。进料混合段1的腔体结构的外层4为金属材料，内层5为衬里材料，腔体结构6为柱形空腔，柱形空腔的两端分别缩径后形成下圆台7和上圆台8，下圆台7用于连接进料混合段1的柱形空腔和预提升段2的通道，上圆台8用于连接进料混合段1的柱形空腔和最终反应段3的通道。进料混合段1的柱形空腔与预提升段2和最终反应段3的通道同轴连通。下圆台7上底边直径与柱形空腔的直径相等，下圆台7下底边直径与预提升段2的直径相等，下圆台7上底边直径是下底边直径的1.2至1.5倍。上圆台8下底边直径与柱形空腔的直径相等，下圆台7上底边直径与最终反应段3的直径相等。
进料混合段的内层向圆柱形空腔内形成的若干条凸条9，使柱形空腔为非圆形空腔，凸条9的数量为2至8个，优选偶数2、4、6、8个，凸条9均布在柱形空腔的内壁上。凸条9可延升至上圆台8的上底边和下圆台7的下底边。
在预提升段2与进料混合段1的连接位置设有若干个进料喷嘴10，进料喷嘴10的数量与凸条9的数量相等。进料喷嘴10的出口端位于柱形空腔与预提升段2的通道连接处相邻两个凸条9之间，若干个进料喷嘴10的喷嘴角度相等，若干个进料喷嘴10的喷射线聚集在一个对喷焦点11上，对喷焦点11位于下圆台7上底边上方300至700mm处。在对喷焦点11上方0.5至2米处的柱形空腔内壁上设置蒸汽盘管12，蒸汽盘管12的盘面垂直于进料混合段1的轴线，蒸汽盘管12的开孔上下设置，开孔孔径为2至5mm。蒸汽盘管进一步降低进料喷嘴10上方边壁区域催化剂向下过多的返混，另外，蒸汽盘管喷出的蒸汽起到屏蔽喷嘴喷出油雾与进料混合段内壁接触的作用，可防止内壁结焦。
凸条的宽度以与外侧边与扩散油雾投影交点的距离为5-20mm为宜，扩散油雾投影交点是指两相邻喷嘴喷射油雾投影边沿的交点。凸条的两端部距两端相邻进料喷头的喷嘴部中心线的距离为50-150mm。
参见附图3、4，上下圆台内的凸条9的高度与上下圆台的上底边和下底边的半径差基本相等。
进料混合段1内的凸条9、上下圆台7结构均可采用与进料混合段1一体成型制造完成，凸条9的材料与内层衬里材料相同。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种提升管反应器的进料混合段，用于连接下端的预提升段和上端的最终反应段，其特征在于：所述进料混合段为腔体结构，所述腔体结构的外层为金属材料，内层为衬里材料，所述腔体结构的中间为柱形空腔，所述柱形空腔由所述内层的衬里材料向圆柱形空腔内形成的若干条凸条形成，所述柱形空腔分别缩径后形成下圆台和上圆台与所述预提升段和所述最终反应段的通道同轴连通，在所述预提升段与所述进料混合段的连接位置设有若干个进料喷嘴，所述进料喷嘴的出口端位于所述柱形空腔与所述预提升段的通道连接处相邻两个凸条之间，在所述进料喷嘴的出口端上方的所述柱形空腔内壁上设置蒸汽盘管，所述蒸汽盘管的盘面垂直于所述进料混合段的轴线，所述蒸汽盘管的开孔上下设置。
2.根据权利要求1所述的提升管反应器的进料混合段，其特征在于：所述下圆台上底边直径与所述柱形空腔的直径相等，所述下圆台下底边直径与预提升段的直径相等，所述下圆台上底边直径是下底边直径的1.2至1.5倍。
3.根据权利要求1所述的提升管反应器的进料混合段，其特征在于：所述上圆台下底边直径与所述柱形空腔的直径相等，所述下圆台上底边直径与最终反应段的直径相等。
4.根据权利要求1所述的提升管反应器的进料混合段，其特征在于：所述凸条延升至所述上圆台的上底边和下圆台的下底边。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的提升管反应器的进料混合段，其特征在于：所述凸条均布在柱形空腔的内壁上，数量为2至8条。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的提升管反应器的进料混合段，其特征在于：所述进料喷嘴的数量与所述凸条的数量相等。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的提升管反应器的进料混合段，其特征在于：所述若干个进料喷嘴的喷嘴角度相等，所述若干个进料喷嘴的喷射线聚集在一个对喷焦点上，所述蒸汽盘管位于所述对喷焦点的上方0.5至2m，所述蒸汽盘管的上下开孔孔径为2至5mm。
8.根据权利要求7所述的提升管反应器的进料混合段，其特征在于：所述对喷焦点位于所述下圆台上底边上方300至700mm。
9.根据权利要求7所述的提升管反应器的进料混合段，其特征在于：所述凸条的外侧边与扩散油雾投影交点的距离为5至20mm为宜，所述凸条的两端部距相邻进料喷头的喷嘴部中心线的距离为50-150mm。
10.根据权利要求7所述的提升管反应器的进料混合段，其特征在于：所述上下圆台内的凸条的高度与上下圆台的上底边和下底边的半径差相等。
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