CN105307768B - 气体分配器喷嘴 - Google Patents

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Abstract

提供了用于将气体注入颗粒流化床中的系统和方法。该系统可包括气体分配系统。该气体分配系统可包括具有流动通道的集气管以及联接至该集气管的喷嘴体。该喷嘴体可具有与该流动通道流体连通的入口端以及设置在该集气管外面的出口端。该喷嘴体可具有与气流流经该流动通道的方向基本上垂直的纵轴线。该喷嘴体可具有设置在该入口端和该出口端之间的孔口。

Description

气体分配器喷嘴
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年3月13日提交的、序列号为61/780,742的美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请引入本文作为参考。
背景
领域
所描述的实施方案总体涉及用于将流体注入固体颗粒流化床中的系统和方法。更具体地，这样的实施方案涉及用于将流体注入到固体颗粒流化床中的喷嘴。
相关技术的说明
固体颗粒流化床在许多精炼和化学方法中被用于将气体与固体颗粒均匀混合以支持化学反应或其它过程。包括但不限于板栅、管网和管环的众多气体分配系统可被用于将气体注入到装有固体颗粒的容器中以“流化”该床。
在许多气体分配系统中，板和/或管被用作在出口布置中分配加压气体的集气管。出口可装配有选定的喷嘴以在气体被注入该床内时提供压降。在整个喷嘴中的压降使集气管中的气体在所有这些喷嘴中均匀分配。
可在气体分配系统中使用的一种类型的喷嘴是“Borda”管式喷嘴。简单的Borda管式喷嘴包括具有最接近集气管外表面放置的同心出口的直管。该直管的设置在集气管内的相对端具有从集气管抽吸气体的同心入口。该入口可配装有孔，该孔的尺寸被设定以在整个喷嘴中产生期望的压降。
传统的Borda管式喷嘴的一个问题是由流化床中的固体颗粒导致的喷嘴出口的腐蚀。随着气体被注入流化床中，床内的流体压力因该床的湍流性质以及经过该床的气体的移动而发生波动。流体压力的这种波动能迫使固体移动到喷嘴出口中，这可能会导致喷嘴的腐蚀。喷嘴的腐蚀能影响到气体分配系统的性能，最终迫使系统维修或更换。
这种腐蚀尤其在喷嘴是基本上垂直于流过集气管的气流取向的情况下是个问题。当集气管中的气体横向流经喷嘴入口时，气体不得不改变方向以运动穿过该喷嘴。气体相对于喷嘴的这种“横向流动”会在喷嘴出口处形成不均匀的速度分布，这能使固体颗粒移入该喷嘴出口，导致腐蚀。
因此，需要用于将气体注入颗粒流化床中的改进的系统和方法。
附图的简要说明
图1描绘了根据所述的一种或多种实施方案的、具有中间孔口的示例性喷嘴的剖视图。
图2描绘了根据所述的一种或多种实施方案的、具有中间孔口和入口端孔口的示例性喷嘴的剖视图；
图3描绘了根据所述的一种或多种实施方案的、具有多个中间孔口和入口端孔口的示例性喷嘴的剖视图；
图4描绘了根据所述的一种或多种实施方案的、具有中间同心孔口的示例性喷嘴的剖视图；
图5描绘了根据所述的一种或多种实施方案的、具有中间同心孔口和入口孔口的示例性喷嘴的剖视图；
图6描绘了根据所述的一种或多种实施方案的、具有带锥形入口的中间同心孔口的示例性喷嘴的剖视图；
图7描绘了根据所述的一种或多种实施方案的示例性管环式气体分配系统的局部剖视平面图；
图8描绘了根据所述的一种或多种实施方案的示例性管网式气体分配系统的局部剖视平面图；
图9描绘了根据所述的一种或多种实施方案的催化剂再生器的示意图；
图10描绘了根据所述的一种或多种实施方案的示例性流化催化裂化系统；
图11A描绘了经过图1中所示喷嘴的模拟气流的横截面视图且图11B描绘了经过图1中所示喷嘴的模拟气流的出口端视图；
图12A描绘了经过图3中所示喷嘴的模拟气流的横截面视图且图12B描绘了经过图3中所示喷嘴的模拟气流的出口端视图；
图13A描绘了经过图4中所示喷嘴的模拟气流的横截面视图且图13B描绘了经过图4中所示喷嘴的模拟气流的出口端视图；
图14A描绘了经过图5中所示喷嘴的模拟气流的横截面视图且图14B描绘了经过图5中所示喷嘴的模拟气流的出口端视图；
图15A描绘了经过图6中所示喷嘴的模拟气流的横截面视图且图15B描绘了经过图6中所示喷嘴的模拟气流的出口端视图；
图16描绘了Borda管式喷嘴的剖视图；
图17A描绘了经过图16中所示喷嘴的模拟气流的横截面视图且图17B描绘了经过图16中所示喷嘴的模拟气流的出口端视图；
详述
提供了用于将气体注入颗粒或固体流化床中的系统和方法。该系统可包括气体分配系统。该气体分配系统可包括具有流动通道的集气管以及被联接至该集气管的喷嘴体。该喷嘴体可具有与流动通道流体连通的入口端以及设置在该集气管外面的出口端。该喷嘴体可具有纵轴线，该纵轴线与气流流经该流动通道的方向基本上垂直。该喷嘴体可具有设置在该入口端和该出口端之间的孔口。
本文中所讨论和描述的喷嘴被示出为具有喷嘴体以及具有圆形或基本上圆形横截面的孔口状流动通道。但应当理解，可使用具有其它横截面形状的流动通道，所述其它横截面形状包括但不限于椭圆形、卵形、三角形、矩形、六边形、八角形、其它多边形形状或它们的任意组合。本文中，在采用非圆形流动通道的那些实施方案中所提到的直径被理解为当量直径，例如平均横截面长度。
图1描绘了根据一种或多种实施方案的、具有孔口118的示例性注射喷嘴100。该注射喷嘴100可包括喷嘴体102，该喷嘴体102具有出口端104和入口端106。该喷嘴体102可延伸贯穿集气管110的壁部108并被联接至该壁部108，以使得该出口端104位于集气管110的外面。该喷嘴体102的入口端106可如此放置于集气管110的流动通道112内，以使得该喷嘴体102的纵轴线与气流114流过该流动通道112的方向基本上垂直。该出口端104可限定出排出孔口或排出口，流体或气体可经由该排出孔口或排出口流过。该入口端106可以是实心的(未示出)或者可以限定出流体或气体可从中经过的一个或多个入口孔口(未示出)。
该喷嘴体102的壁部120可在沿喷嘴体102的位于入口端106和出口端104之间的位置处限定出孔口118。如此，该孔口118也可被称为“中间”孔口。该孔口118可放置在该喷嘴体102的关于气流114的方向的下游一侧上，或者放置在该注射喷嘴100的下游侧122。尽管未示出，该孔口118也可放置在该喷嘴体102的关于气流114的方向的上游一侧上或者该喷嘴体102的任意其它一侧上，例如喷嘴体102的垂直于气流114的方向的一侧上。可设定孔口118的尺寸和位置，以在整个出口端104提供基本均匀的速度分布，并在整个喷嘴100中提供期望的压降。例如，通过将该孔118设置在喷嘴体102的下游侧122上，流动经过该孔口118能够起作用以将最大速度从喷嘴体102的内表面120转移走并在整个喷嘴体102和整个出口端104中提供更均匀的速度分布。
该喷嘴体102可以是管状体，该管状体的长度(L)与内径(D)之比为从约2、约4或约6的下限到约10、约15或约20的上限。例如，该喷嘴体102可以是长度(L)与内径(D)之比从约4到约6、从约5到约7、从约6到约8、从约7到约9或从约8到约10的管状体。该孔118的中心可位于距入口端106距离(L。)处。该距离(L。)的长度可以等于孔口118的直径的长度(“孔口直径”或“D。”)乘以从约0.5、约1、约2或约4的下限到约5、约10、约15或约20的上限的某一数值。例如，孔口118的中心可位于距入口端106距离(L。)处，该距离(L。)可以是侧孔口直径(D。)的从约0.5到约2、从约1到约2.5、从约2到约4、从约3到约5、从约4到约6、从约2.5到约4.5或从约3.5到约5.5倍。
该流动通道112可容纳具有从约0.1m/s、约1m/s、约5m/s、约10m/s或约20m/s的下限到约40m/s、约60m/s、约80m/s、约90m/s或约100m/s的上限的速度的流体或气体。流动通道112中的流体或气体可处于从约7KPa、约50KPa、约100KPa、约200KPa或约300KPa的下限到约500KPa、约700KPa、约800KPa、约900KPa或约1000KPa的上限的压力下。可为该注射喷嘴100设定尺寸和构型，以产生从约0.1KPa、约1KPa、约5KPa、约10KPa或约20KPa的下限到约30KPa、约40KPa、约50KPa、约60KPa或约70KPa的上限的压降。该注射喷嘴也可导致从约1m/s、约4m/s、约8m/s、约15m/s或约25m/s的下限到约50m/s、约70m/s、约90m/s、约95m/s或约100m/s的上限的出口速度分布。
图2描绘了根据一种或多种实施方案的、具有孔口218和入口端孔口216的示例性注射喷嘴200。该注射喷嘴200可包括具有出口端204和入口端206的喷嘴体202。该喷嘴体202可延伸贯穿集气管210的壁部208并被联接至该壁部208，以使得该出口端204位于集气管210的外面。该喷嘴体202的入口端206可如此设置于集气管210的流动通道212内，以使得该喷嘴体202的纵轴线基本上垂直于气流214流过该流动通道212的方向。
该喷嘴体202的壁部220可在沿喷嘴体202的位于入口端206和出口端204之间的位置处限定出孔口218。如此，该孔口218也可被称为“中间”孔口。该孔口218可设置于该喷嘴体202的下游侧222上。尽管未示出，该孔口218也可设置在该喷嘴体202的上游侧上或者该喷嘴体202的任意其它一侧上，例如喷嘴的垂直于气流214的方向的一侧上。可设定孔口218的尺寸和位置，以在整个出口端204提供基本均匀的速度分布，并在整个喷嘴200中提供期望的压降。
通过将该孔口218设置在喷嘴体202的下游侧222上，流动经过孔218能够起作用以将最大速度从喷嘴体202的内表面220转移走并在整个喷嘴体202和整个出口端204中提供更均匀的速度分布。该注射喷嘴200也可包括由入口端206限定出的入口孔口216，从而可经孔口218和入口孔口216两者流入该喷嘴200内。例如，流入该喷嘴体202内的气流的第一部分可流经该入口孔口216且流入该喷嘴体202的气流的第二部分可流经该孔口218。
该喷嘴体202可以是管状体，该管状体的长度(L)与内径(D)之比为从约2、约4或约6的下限到约10、约15或约20的上限。例如，该喷嘴体202可以是长度(L)与内径(D)之比从约4到约6、从约5到约7、从约6到约8、从约7到约9或从约8到约10的管状体。该孔口218的中心可位于距入口端206距离(L。)处。该距离(L。)的长度可以等于孔口218的直径的长度(“孔径”或“D。”)乘以从约0.5、约2、约4或约6的下限到约8、约10、约15或约20的上限的某一数值。例如，孔口218的中心可位于距入口端206距离(L。)处，该距离(L。)可以是孔218的直径或D。的从约0.5到约2、从约1到约2.5、从约2到约3、从约2到约4、从约2.5到约3.5、从约4到约6或从约4.5到约5.5倍。
如果孔218和入口孔口216两者均存在，则内径(D)与入口孔口216的入口直径(Di)之比可以是从约1、约5、约10或约25的下限到约50、约75、约90或约100的上限。例如，该内径(D)与入口孔口216的入口直径(Di)之比可以是从约2到约15、或从约15到约35或者从约35到约50。
该流动通道212可容纳具有从约0.1m/s、约1m/s、约5m/s、约10m/s或约20m/s的下限到约40m/s、约60m/s、约80m/s、约90m/s或约100m/s的上限的速度的流体或气体。流动通道212中的流体或气体可处于从约7KPa、约50KPa、约100KPa、约200KPa或约300KPa的下限到约500KPa、约700KPa、约800KPa、约900KPa或约1000KPa的上限的压力下。可为该注射喷嘴200设定尺寸和构型，以产生从约0.1KPa、约1KPa、约5KPa、约10KPa或约20KPa的下限到约30KPa、约40KPa、约50KPa、约60KPa或约70KPa的上限的压降。该注射喷嘴也可导致从约1m/s、约4m/s、约8m/s、约15m/s或约25m/s的下限到约50m/s、约70m/s、约90m/s、约95m/s或约100m/s的上限的出口速度分布。
图3描绘了根据一种或多种实施方案的、具有多个孔口318和入口端孔口316的示例性注射喷嘴300。该注射喷嘴300可包括具有出口端304和入口端306的喷嘴体302。该喷嘴体302可延伸贯穿集气管310的壁部308并被联接至该壁部308，以使得该出口端304可位于集气管310的外面。该喷嘴体302的入口端306可如此设置于集气管310的流动通道312内，以使得该喷嘴体302的纵轴线可基本上垂直于气流314流经该流动通道312的方向。
该喷嘴体302的入口端306可限定出入口端孔口316。该喷嘴体302还可包括由该喷嘴体302的壁部320限定出的多个孔口318(示出为两个)。孔口318可设置于沿喷嘴体302的位于入口端306和出口端304之间的位置处。如此，这些孔口318也可被称为“中间”孔口。孔口318可以绕喷嘴体302的周向均匀地或非均匀地分布。这些孔口318可以沿该喷嘴体302的长度均匀地或非均匀地分布在该入口端306和该出口端304之间。可设定孔口318的尺寸和位置，以在整个出口端304提供基本均匀的速度分布，并在整个喷嘴300中提供期望的压降。
气体流经入口孔口316的气流可在该喷嘴体302的下游侧322产生更高的速度。通过使这些孔口318绕喷嘴体302的周向设置，经过这些孔口318的气流能够起作用以使得流经喷嘴体302的气流朝向该喷嘴体302的中心线转移并且可以在整个喷嘴体302中和在整个出口端304处提供更加居中的速度分布。
该喷嘴体302可以是管状体，该管状体的长度(L)与内径(D)之比为从约2、约4或约6的下限到约10、约15或约20的上限。例如，该喷嘴体302可以是的长度(L)与内径(D)之比从约4到约6、从约5到约7、从约6到约8、从约7到约9或从约8到约10的管状体。内径(D)与入口孔口316的入口直径(Di)之比可以是从约1、约5、约10或约25的下限到约50、约75、约90或约100的上限。例如，该内径(D)与入口孔口316的入口直径(Di)之比可以是从约2到约15、或从约15到约35或者从约35到约50。
可存在有绕该喷嘴体302的周向分布的从2、4或6至10、15或20或更多个孔口318。内径(D)与入口孔口318的入口直径(Di)之比可以是从约1、约5、约10或约25的下限到约50、约75、约90或约100的上限的范围。例如，该内径(D)与入口直径(Di)之比可以是从约2到约15、或从约15到约35或者从约35到约50。孔口318的中心可位于距入口端306距离(L。)处。该距离(L。)的长度可以等于孔口318的直径的长度(“孔径”或“D。”)乘以从约0.5、约2、约4或约6的下限到约8、约10、约15或约20的上限的某一数值。例如，孔口318的中心可位于距入口端306距离(L。)处，该距离(L。)可以是孔径(D。)的从约0.5到约2、从约1到约3、从约1.5到约3.5、从约2到约4、从约3到约5、从约4到约6或从约4.5到约5.5倍。
该流动通道312可容纳具有从约0.1m/s、约1m/s、约5m/s、约10m/s或约20m/s的下限到约40m/s、约60m/s、约80m/s、约90m/s或约100m/s的上限的速度的流体或气体。流动通道312中的流体或气体可处于从约7KPa、约50KPa、约100KPa、约200KPa或约300KPa的下限到约500KPa、约700KPa、约800KPa、约900KPa或约1000KPa的上限的压力下。可为该注射喷嘴300设定尺寸和构型，以产生从约0.1KPa、约1KPa、约5KPa、约10KPa或约20KPa的下限到约30KPa、约40KPa、约50KPa、约60KPa或约70KPa的上限的压降。该注射喷嘴也可导致从约1m/s、约4m/s、约8m/s、约15m/s或约25m/s的下限到约50m/s、约70m/s、约90m/s、约95m/s或约100m/s的上限的出口速度分布。
图4描绘了根据一种或多种实施方案的、具有同心孔口418的示例性注射喷嘴400。该注射喷嘴400可包括具有出口端404和入口端406的喷嘴体402。该喷嘴体402可延伸贯穿集气管410的壁部408并被联接至该壁部408，以使得该出口端404可位于集气管410的外面。该喷嘴体402的入口端406可设置于集气管410的流动通道412内，使得该喷嘴体402的纵轴线可基本上垂直于气流414流经该流动通道412的方向。
该喷嘴体402可包括在沿该喷嘴体402的、位于入口端406与出口端404之间的一位置处而设置在该喷嘴体402中的孔口418。如此，该孔口418也可被称为“中间”孔口。例如，该孔口418可与该喷嘴体402的中心线对准并且在纵向上偏离该入口端406。在另一实例中，该孔口418可以在不与该喷嘴体402的中心线对准的位置处位于该喷嘴体402内(未示出)。该喷嘴体402还可包括位于其内的多个孔口418(未示出)。可设定孔口418的尺寸和位置，以在整个出口端404提供基本均匀的速度分布，并在整个喷嘴400中提供期望的压降。
将该孔口418设置在相对于该入口端406的纵向偏移位置处可形成能够降低基本垂直于流过该流动通道412的气流414的喷嘴400的影响的屏板。通过使孔口418不与流动通道412中的气流414直接相互作用，经过孔口418的气流可基本上沿喷嘴体402的中心线放置且可在整个喷嘴体402中和在出口端404处提供更居中的速度分布。
该喷嘴体402可以是管状体，该管状体的长度(L)与内径(D)之比为从约2、约4或约6的下限到约10、约15或约20的上限。例如，该喷嘴体402可以是长度(L)与内径(D)之比从约4到约6、从约6到约8、从约8到约10的管状体。该孔口418可就位于距入口端406距离(L。)处。该距离(L。)的长度可以等于孔口418的直径的长度(“孔径”或“D。”)乘以从约2、约10、约25或约30的下限到约60、约80、约90或约100的上限的某一数值。例如，孔口418可位于距入口端406距离(L。)处，该距离(L。)可以是孔径(D。)的从约4到约10、或从约10到约20或从约20到约40倍。
该流动通道412可容纳具有从约0.1m/s、约1m/s、约5m/s、约10m/s或约20m/s的下限到约40m/s、约60m/s、约80m/s、约90m/s或约100m/s的上限的速度的流体或气体。流动通道412中的流体或气体可处于从约7KPa、约50KPa、约100KPa、约200KPa或约300KPa的下限到约500KPa、约700KPa、约800KPa、约900KPa或约1000KPa的上限的压力下。可为该注射喷嘴400设定尺寸和构型，以产生从约0.1KPa、约1KPa、约5KPa、约10KPa或约20KPa的下限到约30KPa、约40KPa、约50KPa、约60KPa或约70KPa的上限的压降。该注射喷嘴也可导致从约1m/s、约4m/s、约8m/s、约15m/s或约25m/s的下限到约50m/s、约70m/s、约90m/s、约95m/s或约100m/s的上限的出口速度分布。
图5描绘了根据一种或多种实施方案的、具有同心孔口518和入口孔口516的示例性注射喷嘴500。该注射喷嘴500可包括具有出口端504和入口端506的喷嘴体502。该喷嘴体502可延伸贯穿集气管510的壁部508并被联接至该壁部508，以使得该出口端504可位于集气管510的外面。该喷嘴体502的入口端506可如此设置于集气管510的流动通道512内，以使得该喷嘴体502的纵轴线可基本上垂直于气流514流经该流动通道512的方向。
该入口孔口516可由该喷嘴体502的入口端506限定出。该喷嘴体502还可包括在沿该喷嘴体502的位于入口端506与出口端504之间的某一位置处设置在该喷嘴体502中的孔口518。如此，该孔口518也可被称为“中间”孔口。例如，该孔口518可与该喷嘴体502的中心线对准并且在纵向上偏离该入口端506。在另一个实例中，该孔口518可以在不与该喷嘴体502的中心线对准的位置处位于该喷嘴体502内(未示出)。该喷嘴体502还可包括位于其内的多个孔口518(未示出)。可设定孔口518的尺寸和位置，以在整个出口端504提供基本均匀的速度分布，并在整个喷嘴500中提供期望的压降。
使孔口518与入口孔口516串联设置能够降低基本垂直于经过流动通道512的气流514的喷嘴500的影响。通过使孔口518与入口孔口516串联设置，经过孔口518的气流可基本上沿喷嘴体502的中心线放置且可在整个喷嘴体502中和在整个出口端504处提供更居中的速度分布。
该喷嘴体502可以是管状体，该管状体的长度(L)与内径(D)之比为从约2、约4或约6的下限到约10、约15或约20的上限。例如，该喷嘴体502可以是长度(L)与内径(D)之比从约4到约6、从约6到约8、从约8到约10的管状体。该内径(D)与该入口孔口516的入口直径(Di)之比可以在从约2、约15、约25或约40的下限至约65、约85、约95或约100的上限。例如，该内径(D)与该入口孔口516的入口直径(Di)之比可以是从约2到约15、或从约15到约35或者从约35到约50。
内径(D)与孔口518的直径(“孔径”或“Do”)之比可以是从约1、约5、约10或约25的下限到约50、约75、约90或约100的上限。例如，该孔径(Do)与内径(D)之比可以是从约2到约15、或从约15到约35或者从约35到约50。该孔口518可位于距入口端506距离(L。)处。该距离(L。)的长度可以等于孔径(Do)的长度乘以从约2、约15、约25或约40的下限到约65、约85、约95或约100的上限的某一数值。例如，孔口518可位于距入口端506距离(L。)处，该距离(L。)可以是孔径(Do)的从约4到约10、或从约10到约20、或从约20到约40倍。
该流动通道512可容纳具有从约0.1m/s、约1m/s、约5m/s、约10m/s或约20m/s的下限到约40m/s、约60m/s、约80m/s、约90m/s或约100m/s的上限的速度的流体或气体。流动通道512中的流体或气体可处于从约7KPa、约50KPa、约100KPa、约200KPa或约300KPa的下限到约500KPa、约700KPa、约800KPa、约900KPa或约1000KPa的上限的压力下。可为该注射喷嘴500设定尺寸和构型，以产生从约0.1KPa、约1KPa、约5KPa、约10KPa或约20KPa的下限到约30KPa、约40KPa、约50KPa、约60KPa或约70KPa的上限的压降。该注射喷嘴也可导致从约1m/s、约4m/s、约8m/s、约15m/s或约25m/s的下限到约50m/s、约70m/s、约90m/s、约95m/s或约100m/s的上限的出口速度分布。
图6描绘了根据一种或多种实施方案的、具有带锥形入口616的同心孔口618的示例性注射喷嘴600。该注射喷嘴600可包括具有出口端604和入口端606的喷嘴体602。该喷嘴体602可延伸贯穿集气管610的壁部608并被联接至该壁部608，以使得该出口端604可位于集气管610的外面。该喷嘴体602的入口端606可如此设置在集气管610的流动通道612内，以使得该喷嘴体602的纵轴线可基本上垂直于气流614流过该流动通道612的方向。
该喷嘴体602可包括在沿该喷嘴体602的位于入口端606与出口端604之间的某一位置处设置在该喷嘴体602中的孔口618。如此，该孔口618也可被称为“中间”孔口。例如，该孔口618可与该喷嘴体602的中心线对准并且在纵向上偏离该入口端606。在另一个实例中，该孔口618可以在不与该喷嘴体602的中心线对准的位置处放置于该喷嘴体602内(未示出)。该喷嘴体602的壁部606可以是从入口端606到该孔口618朝内渐缩的。可设定孔口618的尺寸和位置，以在整个出口端604提供基本均匀的速度分布，并在整个喷嘴600中提供期望的压降。尽管未示出，该喷嘴体602可包括在其内部限定出的多个孔口618。
将孔口618布置在相对于该入口端606纵向偏移的位置处能够降低基本垂直于经过流动通道612的气流614的喷嘴600的影响。在该喷嘴体602上的锥形部分可引导气流朝向孔口618，从而流经孔口618的气流可以基本上与喷嘴体602的中心线对准并且可以在整个喷嘴体602中和在出口端604处提供更居中的速度分布。
该喷嘴体602可以是管状体，该管状体的长度(L)与内径(D)之比为从约2、约4或约6的下限到约10、约15或约20的上限。例如，该喷嘴体602可以是长度(L)与内径(D)之比从约4到约6、从约6到约8、从约8到约10的管状体。该中间孔口618可位于距入口端606距离(L。)处。该距离(L。)的长度可以等于中间孔口直径(Do)的长度乘以从约2、约15、约25或约40的下限到约65、约85、约95或约100的上限的某一数值。例如，中间孔口618可位于距入口端606距离(L。)处，该距离(L。)可以是中间孔口直径(Do)的从约4到约10、或从约10到约20、或从约20到约40倍。该喷嘴体602的壁部616可以以2°至45°、5°至35°或者10°至25°的角度α渐缩。
该流动通道612可容纳具有从约0.1m/s、约1m/s、约5m/s、约10m/s或约20m/s的下限到约40m/s、约60m/s、约80m/s、约90m/s或约100m/s的上限的速度的流体或气体。流动通道612中的流体或气体可处于从约7KPa、约50KPa、约100KPa、约200KPa或约300KPa的下限到约500KPa、约700KPa、约800KPa、约900KPa或约1000KPa的上限的压力下。可为该注射喷嘴600设定尺寸和构型，以产生从约0.1KPa、约1KPa、约5KPa、约10KPa或约20KPa的下限到约30KPa、约40KPa、约50KPa、约60KPa或约70KPa的上限的压降。该注射喷嘴也可导致从约1m/s、约4m/s、约8m/s、约15m/s或约25m/s的下限到约50m/s、约70m/s、约90m/s、约95m/s或约100m/s的上限的出口速度分布。
尽管喷嘴体102、202、302、402、502和/或602的纵轴线与它们各自气流114、214、314、414、515和614的方向之间的夹角已经被讨论且被描述为与它们各自气流114、214、314、414、514和614的方向基本上垂直，例如±5°，但应当理解，该角度可在很宽范围内变化。例如，该喷嘴体102、202、302、402、502和/或602的纵轴线与各自气流114、214、314、414、515和614之间的夹角可以是从约50°、约60°、70°、约75°、约80°或约85°的下限到约95°、约100°、约105°、约110°、约115°、约125°或约135°的上限。在另一实例中，喷嘴体102、202、302、402、502和/或602的纵轴线间的夹角可以是从约84°到约96°、约88°到约92°、约89°到约91°、约77°到约87°、约93°到约103°或者约85°到约95°。在另一实例中，喷嘴体102、202、302、402、502和/或602的纵轴线间的夹角可以是约85°、约86°、约87°、约88°、约89°、约90°、约91°、约92°、约93°、约94°或约95°。
图7描绘了根据一种或多种实施方案的示意性管环式气体分配系统700。该气体分配系统700可包括一个或多个气体入口702、一个或多个曲线形集气管704、一个或多个互连辐条706以及一个或多个注射喷嘴708。注射喷嘴708可以是或者可以包括如上参考图1-6所讨论和描述的注射喷嘴100、200、300、400、500和/或600中的任意一种或多种。该互连辐条706可提供在气体入口702与曲线形集气管704之间的流体连通。所述注射喷嘴708可布置在该曲线形集气管704上以分配流体或气体。所述注射喷嘴708可以从该曲线形集气管704水平延伸出或者可以设置在水平面以上或以下的某一角度处，该角度的范围为从约0°到约90°、从约5°到约75°、从约10°到约50°或从约15°到约35°。该气体分配系统700也可用耐热衬里如耐火衬里覆盖，所述耐热衬里可在操作过程中保护该系统免受热侵袭、化学侵袭或腐蚀侵袭。
图8描绘了根据一种或多种实施方案的示例性管网式气体分配系统800的局部剖视平面图。气体分配系统800可包括一个或多个气体入口802、一个或多个中央歧管804、一个或多个喷嘴集气管806以及一个或多个注射喷嘴808。注射喷嘴808可以是或者可以包括如上参考图1-6所讨论和描述的注射喷嘴100、200、300、400、500和/或600中的任意一种或多种。该中央歧管804可提供在喷嘴集气管806与气体入口802之间的流体连通。所述注射喷嘴808可布置在该喷嘴集气管806上以均匀地分配气体。所述注射喷嘴808可以从该喷嘴集气管804水平延伸出或者可以设置在水平面以上或以下的某一角度处，该角度的范围为从约0°到约90°、从约5°到约75°、从约10°到约50°或从约15°到约35°。该气体分配系统800也可用耐热衬里如耐火衬里覆盖，所述耐热衬里可在操作过程中保护该系统免受热侵袭、化学侵袭或腐蚀侵袭。
本文所述的气体分配系统可以布置在包含固体颗粒床的容器内并用于在该容器内分配气体以流化该固体颗粒床。如本文所述的气体分配系统的示例性应用包括但不限于催化剂再生器、聚合反应器和煤气化系统。
本文所述的气体分配系统的一个示例性应用可以是在流化床催化裂化(FCC)工艺中使用的催化剂的再生。该FCC工艺采用固体催化剂促使重质烃流裂化以生产出轻质烃产品。作为裂化的副产物，碳质焦炭可沉积在催化剂上，这可导致催化剂的失活。焦炭可以通过称为催化剂再生的燃烧过程从催化剂上除去。
图9描绘了根据一种或多种实施方案的示例性催化剂再生器900。该再生器900可包括再生器容器902、一个或多个催化剂入口904、一个或多个催化剂出口906、一个或多个旋风分离器908、一个或多个废气出口910以及一个或多个气体分配系统912。来自FCC反应器(未示出)的被焦炭覆盖的催化剂可经催化剂入口904被供应至反应器容器902以形成催化剂床914。在一种或多种实施方案中，该再生器900可以被整合到该FCC反应器容器内。
一种或多种氧化剂可被供应至该气体分配系统912并经注射喷嘴916注入到催化剂床914中。所述注射喷嘴916可以是或者可以包括如上参考图1-6所讨论和描述的注射喷嘴100、200、300、400、500和/或600。如本文所用，“氧化剂”可以指适用于氧化在催化剂表面上的焦炭的任何化合物或元素。这样的氧化剂包括但不限于空气、富氧空气(具有大于21wt％的氧气浓度的空气)、氧气、富氮空气(具有小于79wt％的氮气浓度的空气)或者它们的任意组合物或混合物。
将氧化剂加入催化剂床914中可导致催化剂表面上的焦炭氧化和/或燃烧成一种或多种废气，所述废气包括但不限于一氧化碳、二氧化碳、氢气、水蒸气和/或它们的各种组合。在一种示例性实施方案中，再生器900中的燃烧温度可以是约575℃到约800℃、或者从约600℃到约760℃、或者从约690℃到约725℃。在一种或多种实施方案中，该再生器900还可包括辅助加热器和/或辅助的燃料供给源以维持期望的燃烧温度。并且，该再生器可包括一个或多个催化剂冷却器，用于除去在该燃烧过程中产生的多余热量。
从催化剂表面除去焦炭可使催化剂再活化和/或再生。再生的催化剂可经催化剂出口906从该再生器900中除去并被再循环到FCC反应器(未示出)中。在燃烧过程中产生的废气可通过该旋风分离器908，该旋风分离器能够除去悬浮在废气中的任何催化剂。该废气随后可经由废气出口910从该再生器900中除去以被回收、再利用、再循环、处理和/或丢弃。
图10描绘了根据一种或多种实施方案的、用于提高一种或多种烃的质量的示例性流化床催化裂化(FCC)系统1000。该FCC系统1000可包括一个或多个提升管反应器1002、一个或多个沉降器1004以及一个或多个再生器或再生器容器1006。该提升管反应器1002可包括适用于在一种或多种催化剂存在的情况下使一种或多种烃进料裂化的任何系统、装置或者系统和/或装置的组合。该提升管反应器1002可在从约400℃到约750℃、约425℃到约725℃、约440℃到约700℃、约450℃到约675℃、约480℃到约650℃或约510℃到约565℃的温度下操作。该提升管反应器1002可在从约101kPa到约1,100kPa、约150kPa到约900kPa或从约200kPa到约525kPa的压力下操作。
该烃进料(“第一烃进料”)可经由管线1008引入到该提升管反应器1002内。该第一烃进料可与经由管线1010供应的一种或多种催化剂混合或以其它方式组合在一起以产生混合物或(“第一混合物”)。可选地，通过管线1012的蒸汽可引入该提升管反应器1002中。在管线1008中的第一烃进料可以是或包括一种或多种链烷烃、一种或多种环烷烃、一种或多种芳香烃或它们的任意混合物。在管线1008中的第一烃进料可包括但不限于石油馏出物、残余油料、轻循环油、重循环油等。在管线1008中的示例性第一烃进料可包括但不限于瓦斯油、真空瓦斯油、常压渣油、真空渣油或它们的任意混合物。该第一烃进料可具有在常压下的约300℃或更高的、约340℃或更高的、约380℃或更高的、约400℃或更高的、约425℃或更高的、约450℃或更高的或约500℃或更高的初馏点。
在管线1008中的第一烃进料可以是液体或者可在被引入该提升管反应器1002之前被部分地或全部地汽化。例如，在管线1008中的第一烃进料可以在引入该提升管反应器1002之前有约0wt％或更多、约5wt％或更多、约10wt％或更多、约15wt％或更多、约25wt％或更多、约50wt％或更多、约75wt％或更多、约90wt％或更多、约95wt％或更多、约99wt％或更多或约99.9wt％或更多发生了汽化。在管线1008中的该第一烃进料可以在室温或高温下被引入到该提升管反应器1002中。例如，管线1008内的第一烃进料的温度可以是最低为约40℃、约100℃、约200℃、约400℃、约425℃或约500℃。
可选地可经由管线1012引入的蒸汽可以是饱和蒸汽或过热蒸汽。例如，该蒸汽管线1012可以是饱和蒸汽且具有约135kPa、约310kPa、约510kPa、约720kPa、约1,130kPa或约1,250kPa的最小供给压力。在另一个实例中，管线1012内的蒸汽可以是过热蒸汽且具有约15℃、约30℃、约45℃、约60℃或约90℃的最小过热。
经由管线1010供应的一种或多种催化剂可包括适用于催化裂化所述第一烃进料和/或其它尚未描述的烃进料以提供一种或多种烯烃的催化剂和/或适用于共混成一种或多种可代替产品的一种或多种混合烃。该可代替产品包括但不限于一种或多种烯烃、一种或多种链烷烃、一种或多种环烷烃、一种或多种芳烃、它们的任意组合或者它们的任意混合物。示例性的催化剂包括但不限于以下物质中的一种或多种：ZSM-11、ZSM-12、ZSM-23、ZSM-35、ZSM-38、金属浸渍催化剂、沸石、八面沸石、改性的八面沸石、Y型分子筛、超稳Y型分子筛(USY)、稀土交换的Y型分子筛(REY)、稀土交换的超稳Y型分子筛(REUSY)、稀土游离的Z-21、纽约美孚石油公司(Socony Mobil)5号分子筛(ZSM-5)、高活性沸石催化剂、它们的任意组合或它们的任意混合物。
可选地，另一种烃进料或(“第二烃进料”)可在任意点或位置或任意点或位置的组合处经管线1014引入该提升管反应器1002内。例如，在管线1014中的第二烃进料可以在与管线1008中的第一烃进料相同的点或位置处被引入。在另一个实例如所示出的示例性实施方案中，管线1014中的第二烃进料可以在管线1008中的第一烃进料下游的点或位置处被引入该提升管反应器1002中。在一种或多种实施方案中，管线1014中的所述第二烃进料可相对于管线1008内的第一烃进料被同时地、相继地、交替地或以任何其它方式或频率被引入。管线1014内的第二烃进料(如果存在)可以与第一烃进料相同或不同。
管线1014内的第二烃进料可以是液体或在被引入该提升管反应器1002之前被部分地或全部地汽化。例如，在管线1014内的第二烃进料可以在引入该提升管反应器1002之前有约0wt％或更多、约5wt％或更多、约10wt％或更多、约15wt％或更多、约25wt％或更多、约50wt％或更多、约75wt％或更多、约90wt％或更多或约99.9wt％或更多发生了汽化。在管线1014内的该第二烃进料可以在室温或高温下被引入到该提升管反应器1002内。例如，管线1014内的第二烃进料的温度可以是约40℃或更高、约100℃或更高、约200℃或更高，或者约370℃或更高。
经由管线1010供应的催化剂可以按与该第一烃进料、第二烃进料或该第一和第二烃进料的组合呈一定比例的速率被引入到该提升管反应器1002内。催化剂与烃进料的重量比可以是从约0.5:1的下限至约15:1、从约1:1的下限至约13:1、从约2:1的下限至约12:1、从约3:1的下限至约10:1或者从约3:1的下限至约8:1。在一种或多种实施方案中，催化剂可以以比第一混合物的温度高的温度被引入该提升管反应器1002内以提供使原料温度提升至最终的反应温度并维持吸热的裂化反应的热量。例如，催化剂的温度可以是从约500℃、约525℃或约550℃的下限至约575℃、约625℃或约650℃的上限之间。
该第一烃进料和如果存在的该第二烃进料可以在催化剂存在的情况下在提升管1002内裂化、反应、再组合和/或以其它方式转化以生成含有一种或多种裂化烃的混合物或流出液。在提升管反应器1002中存在的烃转化生成裂化产物时，所述第一和第二烃进料中的一部分可作为一层碳质焦炭沉积在催化剂上。焦炭在催化剂表面上的沉积使催化剂失活，形成了被焦炭覆盖的催化剂。被焦炭覆盖的催化剂可悬浮在经由管线1016回收的裂化混合物或流出液中排出该提升管反应器1002。
在至少一种实施方案中，管线1014内的第二烃进料的燃料值或焦炭生成值可足够在提升管反应器1002内维持期望的温度。在一种或多种实施方案中，被引入该提升管反应器1002内的催化剂的温度可通过改变焦炭在催化剂上的沉积来调节。沉积在催化剂上的焦炭的数量可例如通过改变反应器1002的第二烃进料来调节。基于焦结的催化剂的重量，沉积在催化剂上的焦炭的量可以是从约0.1wt％、约0.5wt％、约1wt％、约1.5wt％或约2wt％的下限至约3wt％、约4wt％、约7wt％、约10wt％、约12wt％或约15wt％的上限。
操作该提升管反应器1002可促使第一烃进料和如果存在的第二烃进料裂化和/或以其它方式转化成作为混合物或流出液经过管线1016的一种或多种裂化烃。管线1016中的该混合物或流出液可具有从约500重量百万分比(ppmw)至约98wt％、约2,500ppmw至约75wt％、约1wt％至约50wt％或从约5wt％至约50wt％的固体浓度。
在1016中的混合物或流出液可被引入到沉降器1004中。如在图10中所示，该沉降器1004可包括一个或多个初级或“第一”旋风分离器1018、一个或多个二级或“第二”旋风分离器1020、一个或多个集气室1022、一个或多个汽提塔或“催化汽提塔”1024以及一个或多个催化剂分配器1026。在该沉降器1004内，所述混合物或流出液可流入所述一个或多个第一旋风分离器1018内，在这里至少一部分被焦炭覆盖的催化剂可被选择性地从该混合物或流出液中分离出。裂化产物可经管线1028离开所述一个或多个第一旋风分离器1018并流入所述一个或多个第二旋风分离器1020内，在这里额外的被焦炭覆盖的催化剂可从中分离出。
流出液或裂化产物可从所述一个或多个集气室1022中回收，以用于回收并随后分馏和/或分离成一种或多种最终烃产品或用于其它用途。从该集气室1022中回收的裂化产物可包括但不限于乙烯、丙烯、丁烯、其它烯烃气体、苯、甲苯、二甲苯、汽油、轻质循环油、重质循环油、油浆或它们的任意混合物。在其它实施方案中，烟道气或裂化产物可在废热锅炉(未示出)中冷却以产生蒸汽，并被引入急冷塔(未示出)中，在该急冷塔内，携带的任意剩余催化剂中的至少一部分可通过与循环急冷油接触而从气体中冲走。在其它实施方案中，裂化产物可被用作再生器1004中的补充燃料源。裂化产物可具有从约5ppmw至约5wt％、约10ppmw至约4wt％、约25ppmw至约3.5wt％或从约50ppmw至约3wt％的固体浓度。
在所述一个或多个第一旋风分离器1018中和所述一个或多个第二旋风分离器1020中从所述第二裂化混合物中分离出的被焦炭覆盖的催化剂可被引入所述一个或多个汽提塔1024中。在该汽提塔1024中，一种或多种汽提流体可经一个或多个流体分配系统(图中示出为两个)1030被引入并与被焦炭覆盖的催化剂接触。如在本领域中已知的，贯通该汽提塔1024的汽提流体通道可有助于在再生催化剂前除去在被焦炭覆盖的催化剂中携带的或残留的任何残余烃。如此，汽提流体可适于从被焦炭覆盖的催化剂中汽提出一种或多种烃并携带这些烃进入该沉降器1004的一个或多个上部旋风分离器1020。适合的汽提流体可包括但不限于蒸汽、惰性气体如氮气和/或氩气、或它们的任意混合物。
如果所述汽提流体包括蒸汽，则通过所述一个或多个分配系统1030供应至该汽提塔1024中的蒸汽可以是饱和蒸汽或过热蒸汽。例如，经所述一个或多个分配系统1030引入的所述蒸汽可以是具有约135kPa、约310kPa、约510kPa或约720kPa的最小供给压力的饱和蒸汽。在另一实例中，经所述一个或多个分配系统1030引入的蒸汽可以是具有约15℃、约30℃、约45℃、约60℃或约90℃的最小过热的过热蒸汽。
在一种或多种实施方案中，所述一个或多个分配系统1030可以是或者可以包括以上分别参考图7和图8所讨论和描述的所述气体分配系统700和/或800。因此，该分配系统1030也可包括以上参考图1-6所讨论和描述的注射喷嘴100、200、300、400、500和/或600中的一个或多个。例如，该流体分配系统1030可包括具有流动通道的集气管以及联接至该集气管的喷嘴体。该喷嘴体可具有与该流动通道流体连通的入口端以及位于该集气管外面的出口端。该出口端可将蒸汽导入该催化剂汽提塔中，在该催化剂汽提塔中蒸汽可与焦结的催化剂接触。从该出口端使焦结的催化剂与蒸汽接触，可至少部分地除去包含在焦结的催化剂上或以其它方式与焦结的催化剂相掺杂的任意裂化烃。该流体分配系统1030例如喷嘴体还可包括和/或被至少部分地盖有耐热衬里，如耐火衬里，所述耐热衬里可在操作过程中保护该流体分配系统1030免受热侵袭、化学侵袭或腐蚀侵袭。
被焦炭覆盖的催化剂可从该汽提塔1024流入立管1032中，该立管具有位于催化剂中央井1036中的塞阀或滑阀1034。在一个示例性操作中，被焦炭覆盖的催化剂可沿该立管1032向下流动并经过催化剂塞阀1034，随后所述催化剂利用经管线1040被引入该催化剂中央井1036中的流化介质改变方向并向上流经催化剂中央井1036的环形套筒1038。在一种或多种实施方案中，所述流化介质或气体可以是例如蒸汽、惰性气体和/或燃料气。
被焦炭覆盖的催化剂可移动经过该环形套筒1038并可经所述一个或多个催化剂分配器1026被向外转移到该再生器容器1006的催化剂密相床1039中。在一种或多种实施方案中，立管1032中的约5wt％、约10wt％、约25wt％、约50wt％、约75wt％、约85wt％、约90wt％、约95wt％、或约99wt％的被焦炭覆盖的催化剂可经由所述一个或多个催化剂分配器1026被引入到所述一个或多个再生器容器1006中。
所述一个或多个再生器容器1006可包括一个或多个流体分配器或流体分配系统(示出为两个)1042、一个或多个再生器旋风分离器1044以及一个或多个再生器集气室1046。该流体分配器1042可被配置成引入能够氧化和/或充气再生器1006的催化剂密相床1039中的被焦炭覆盖的催化剂的流体。向从催化剂分配器1026中排出的被焦炭覆盖的催化剂中添加氧化剂可导致催化剂表面上的焦炭氧化和/或燃烧成一种或多种废气，所述废气包括但不限于一氧化碳、二氧化碳、氢气、水蒸气和/或它们的各种混合物。在一种示例性实施方案中，再生器1006中的燃烧温度可以是从约600℃至约1,000℃或约650℃至约800℃或者约675℃至约725℃。
该流体分配系统1042可以是或者包括以上参考图7所讨论和描述的气体分配系统700和/或800。该流体分配系统1042可包括一个或多个注射喷嘴，如以上参考图1-6所讨论和描述的注射喷嘴100、200、300、400、500和/或600。
从催化剂表面除去焦炭可重新暴露出催化剂表面，从而使催化剂再活化和/或再生。所有的或至少一部分的再活化后的和/或再生的催化剂可经设置在管线1010中的阀门1050从再生器1006中再循环到所述一个或多个提升管反应器1002中。此外，所有的或至少一部分的新鲜催化剂组成可通过加入到所述一个或多个提升管反应器1002和/或所述再生器1006被加入到FCC系统100中。
通过氧化和/或燃烧焦炭生成的所述一种或多种废气可流入所述一个或多个再生器旋风分离器1044中，在这里悬浮在废气中的至少一部分的催化剂可被除去并返回到再生器1006中。所述废气可经由一条或多条管道1052离开该再生器旋风分离器1044以便在该再生器集气室1046中被收集并随后被引导以用于后续的回收、再利用、再循环、处理和/或丢弃。
在使用可在催化剂上产生不足的焦炭生成且因此提供不足以支持反应器的热量需求的反应热量的轻质原料的应用中，本公开的一种或多种实施方案可补充一个或多个加热器(未示出)，所述一个或多个加热器被配置成补充由再生器1006中的焦炭燃烧所提供的热量。可在再生器1006中存在的示例性加热器可包括在美国专利号US8,383,052中所讨论和描述的加热器。同样未示出地，再生器1006还可包括一个或多个火炬喷嘴。
示例性的流化催化裂化工艺、原料、操作条件、产物及其其它方面可包括在以下文件中所讨论和描述的那些：美国专利号：5,531,884、5,598,219、5,972,208、6,503,460、7,128,827、7,144,498、7,381,320、7,491,315、7,611,622、7,820,033、7,820,034和8,251,227；美国专利申请号：2008/0035527、2008/0083653、2008/0230442、2009/029118、2009/0299119、2011/0251046、2011/0303582和2012/0165591；以及欧洲专利号：EP0775183。
预示性实施例：
本文所讨论和描述的多种实施方案可采用以下的多个预示性实施例来进一步描述。尽管这些模拟实施例针对的是具体的实施方案，但它们不应被视为在任何具体方面中的限制。
图11-15和17是来源于被广泛用于模拟气体流场和/或液体流场的计算流体动力学(“CFD”)模拟。为了产生图11-15中所描绘的结果，气体流动速率被设定在1.39ft3/秒，温度被设定在3760F，压力被设定在51.8psia、气体密度被设定在0.167lb/ft3，气体粘度被设定在0.0254CP、气体比热被设定在0.245Btu/lb-0R，且气体导热系数被设定在0.0213Btu/hr-ft-0R。
图11A和11B描绘了根据图1中所示实施方案构建的喷嘴的CFD结果。为了产生在图11A和11B中描绘的结果，喷嘴体长度(L)被设定为178mm，喷嘴体直径(D)被设定为30mm，中间孔口直径(D。)被设定为30mm，且中间孔口位置(L。)被设定为15mm。选定的气流速度大小(以英尺/秒计)在下表1中被示出。
图11A描绘了经过喷嘴102的模拟气流的横截面视图。在气流从孔口118进入的区域内看到了高度不均匀的速度。与图17A中的Borda管相比，在混合的气流运动经过喷嘴体102时，整个喷嘴体102中的气流速度是基本均匀的。图11B描绘了从出口端104流出的模拟气流的端视图并示出了，与图17B中的Borda管相比，该气流速度在整个出口端104中是基本均匀的。
图12A和12B描绘了根据图3中示出的实施方案构建的喷嘴的CFD结果。为了生成在图12A和12B中描绘的结果，该喷嘴体长度(L)被设定为178mm，喷嘴体直径(D)被设定为30mm，入口孔口直径(Di)被设定为21.5mm，中间孔口直径(D。)被设定为4mm且中间孔口位置(L。)被设定为57mm。存在有绕该喷嘴体的周向等距间隔布置的4个中间孔口。选定的气流速度大小(以英尺/秒计)在下表2中被示出。
图12A描绘了经过喷嘴300的模拟气流的横截面视图。当气流进入该入口孔口316时，高气流速度朝向喷嘴体302的一侧偏移。与图17A中的Borda管相比，在额外的气流经所述中间孔口318进入该喷嘴体302时，组合的气流在该喷嘴体302中变得更加居中和均匀。图12B描绘了从出口端304流出的模拟气流的端视图并示出了，与图17B中的Borda管相比，该气流速度在该出口的一侧更高但在整个出口端304处存在最小速度梯度。
图13A和13B描绘了根据图4中示出的实施方案构建的喷嘴的CFD结果。为了生成在图13A和13B中描绘的结果，该喷嘴体长度(L)被设定为328mm，喷嘴体直径(D)被设定为30mm，中间孔口直径(D。)被设定为23mm且中间孔口位置(L。)被设定为153mm并且该中间孔口基本上居中地设置在该喷嘴体中。选定的气流速度大小(以英尺/秒计)在下表3中被示出。
图13A描绘了经过喷嘴400的模拟气流的横截面视图。当气流进入该入口端406时，高气流速度朝向喷嘴体402的一侧偏移。与图17A中的Borda管相比，在气流经过所述中间孔口418时，高气流速度在该喷嘴体402中变得更加居中。图13B描绘了从出口端404流出的模拟气流的端视图并示出了，与图17B中的Borda管相比，该最大速度在出口端404内基本上居中，其中基本一致的速度梯度向外朝向该喷嘴体402的壁部运动。
图14A和14B描绘了根据图5中示出的实施方案构建的喷嘴的CFD结果。为了生成在图14A和14B中描绘的结果，该喷嘴体长度L被设定为298mm，喷嘴体直径(D)被设定为30mm，入口孔口直径(Di)被设定为16.3mm，中间孔口直径(D。)被设定为16.3mm且中间孔口位置(L。)被设定为120mm并且该中间孔口基本上居中地设置在该喷嘴体中。选定的气流速度大小(以英尺/秒计)在下表4中被示出。
图14A描绘了经过喷嘴500的模拟气流的横截面视图。当气流进入该入口孔口516时，最大气流速度朝向喷嘴体502的一侧偏移。与图17A中的Borda管相比，在气流经过所述中间孔口518时，气流在该喷嘴体502中变得更加居中和均匀。图14B描绘了从出口端504流出的模拟气流的端视图并示出了，与图17B中的Borda管相比，最大速度在该出口端504中基本居中，基本一致的速度梯度向外朝向该喷嘴体502的壁部运动。
图15A和15B描绘了根据图6中示出的实施方案构建的喷嘴的CFD结果。为了生成在图15A和15B中描绘的结果，该喷嘴体长度(L)被设定为208mm，喷嘴体直径(D)被设定为30mm，中间孔口直径(D。)被设定为20.2mm且中间孔口位置(L。)被设定为30mm并且该中间孔口基本上居中地设置在该喷嘴体中，且该喷嘴体是以9.3°的角度α渐缩的。选定的气流速度大小(以英尺/秒计)在下表5中被示出。
图15A描绘了经过喷嘴600的模拟气流的横截面视图。当气流运动经过该喷嘴体602的锥形部分时，喷嘴体602中的气流速度基本居中。与图17A中的Borda管相比，在气流经过中间孔口618时，气流在喷嘴体602的中心处的速度增加。图15B描绘了从出口端604流出的模拟气流的端视图并示出了，与图17B中的Borda管相比，最大速度在该出口端604内基本上居中，且基本一致的梯度向外朝向该喷嘴体602的壁部运动。
图16描绘了如在现有技术中已知的示例性Borda管式注射喷嘴1100。该注射喷嘴1100包括喷嘴体1102，该喷嘴体具有出口端1104和入口端1106。该喷嘴体1102延伸穿过集气管1110的壁部1108并被联接至该壁部1108以使该出口端1104位于该集气管1110的外面。该喷嘴体1102的入口端1106如此地设置于集气管1110的流动通道1112内，以使该喷嘴体1102的纵轴线基本上垂直于气流1114流过该流动通道1112的方向。
图17A和17B描绘了根据图16所示实施方案构建的现有技术的Borda管式喷嘴的CFD结果。为了生成在图17A和17B中描绘的结果，该喷嘴体长度(L)被设定为178mm，入口孔口直径(Di)被设定成23mm，且该喷嘴体直径(D)被设定为30mm。图17A描绘了经过喷嘴1100的模拟气流的横截面视图。当气流运动经过该喷嘴体1102时，气流通常朝向喷嘴体的下游侧偏移。图17B描绘了从出口端1104流出的模拟气流的端视图并示出了该最大速度基本上朝向该出口端1104的在整个出口端1104具有陡坡度的一侧偏移。选定的气流速度大小(以英尺/秒计)在下表6中被示出。
本文所讨论和描述的多种实施方案还涉及以下段落中的任一段或多段：
1.一种气体分配系统，包括：具有流动通道的集气管；以及被联接至该集气管的喷嘴体，其中，该喷嘴体具有与该流动通道流体连通的入口端和设置在该集气管外面的出口端，其中，该喷嘴体具有基本上垂直于气流流过该流动通道的方向的纵轴线；且其中该喷嘴体具有设置在该入口端和该出口端之间的孔口。
2.根据段落1所述的气体分配系统，其中，该入口端限定出入口孔口。
3.根据段落2所述的气体分配系统，其中，设置在该入口端和该出口端之间的所述孔口由喷嘴体的壁部限定出。
4.根据段落1-3中任一段所述的气体分配系统，其中，设置在该入口端和该出口端之间的所述孔口设置在该喷嘴体的下游侧上。
5.根据段落1-4中任一段所述的气体分配系统，其中，设置在该入口端和该出口端之间的所述孔口设置在该喷嘴体内。
6.根据段落5所述的气体分配系统，其中，该喷嘴体的壁部从该入口端到该中间孔口朝内渐缩。
7.根据段落5所述的气体分配系统，其中，该入口端限定出入口孔口。
8.一种用于分配气体的方法，包括：将气体引入具有流动通道的集气管内；使所述气体流动经过该流动通道并进入延伸贯穿该集气管的壁部并延伸进入该流动通道内的喷嘴体内，其中，所述喷嘴体具有与气流流过该流动通道的方向基本上垂直的纵轴线；以及使所述气体流动经过所述喷嘴体的设置在该集气管外面的出口端，其中，该喷嘴体具有设置在该入口端和该出口端之间的孔口。
9.根据段落8所述的方法，其中，所述气体的第一部分通过由该入口端限定出的入口孔口流入该喷嘴体内且所述气体的第二部分通过由设置在该入口端与该出口端之间的所述孔口流入该喷嘴体内。
10.根据段落8或9所述的方法，其中，设置在该入口端与出口端之间的所述孔口设置在该喷嘴体的下游侧。
11.根据段落8-10中任一段所述的方法，其中，该喷嘴体包括由所述喷嘴体的壁部限定出并设置在该入口端与该出口端之间的至少两个孔口。
12.根据段落8-11中任一段所述的方法，其中，设置在该入口端与该出口端之间的所述孔口设置在该喷嘴体内。
13.根据段落12所述的方法，其中，该喷嘴体具有从该入口端到设置在该入口端与该出口端之间的所述孔口朝内渐缩的内表面。
14.一种催化剂再生器，包括：再生器容器；联接至该再生器容器并与反应器流体连通的焦结的催化剂入口；联接至该再生器容器并与该反应器流体连通的再生催化剂出口；联接至该再生器容器的废气出口；以及联接至该再生器容器并与氧化剂供给源流体连通的气体分配系统，其中该气体分配系统包括：具有流动通道的集气管；联接至该集气管并具有与该流动通道流体连通的入口端和设置在该集气管外面的出口端的喷嘴体，其中所述喷嘴体具有与气流流经该流动通道的方向基本上垂直的纵轴线；以及设置在该入口端与该出口端之间的孔。
15.根据段落14所述的催化剂再生器，其中，该入口端限定出入口孔口。
16.根据段落14或15所述的催化剂再生器，其中，设置在该入口端与该出口端之间的所述孔口由所述喷嘴体的壁部限定出。
17.根据段落14-16中任一段所述的催化剂再生器，其中，设置在该入口端与该出口端之间的所述孔口设置在该喷嘴体的下游侧。
18.根据段落14-17中任一段所述的催化剂再生器，其中，设置在该入口端与该出端口之间的所述孔口设置在该喷嘴体内。
19.根据段落18所述的催化剂再生器，其中，所述喷嘴体的壁部从入口端至设置在该入口端与该出口端之间的所述孔口朝内渐缩。
20.根据段落18或19所述的催化剂再生器，其中，所述入口端限定出入口孔口。
21.一种用于分配汽提流体的方法，包括：将汽提流体引入具有流动通道的集气管内；使所述汽提流体流动经过该流动通道并进入延伸贯穿该集气管的壁部并延伸进入该流动通道的喷嘴体内，其中，所述喷嘴体具有与气流流过该流动通道的方向基本上垂直的纵轴线；以及使所述气体流动经过所述喷嘴体的设置在该集气管外面的出口端，其中，该喷嘴体具有设置在该入口端和该出口端之间的孔口。
22.根据段落21所述的方法，其中，所述汽提流体包括蒸汽。
23.根据段落21所述的方法，其中，所述汽提流体包括过热蒸汽。
24.根据段落21所述的方法，其中，所述汽提流体包括饱和蒸汽。
25.一种用于使焦结的催化剂与蒸汽接触的方法，包括：使焦结的催化剂与来自气体分配系统的蒸汽接触，所述气体分配系统包括：具有流动通道的集气管以及被联接至该集气管的喷嘴体，其中，该喷嘴体具有与该流动通道流体连通的入口端和设置在该集气管外面的出口端，其中，该喷嘴体具有与气流流过该流动通道的方向基本上垂直的纵轴线；且其中该喷嘴体具有设置在该入口端和该出口端之间的孔口。
26.根据段落25所述的方法，其中，所述焦结的催化剂在催化剂汽提塔内与所述蒸汽接触，且其中所述催化剂汽提塔与一个或多个分离器流体连通，所述一个或多个分离器适于使包含一种或多种裂化烃的裂化混合物与所述焦结的催化剂分离。
27.根据段落25或26所述的方法，其中，所述汽提流体包含蒸汽。
28.根据段落25或26所述的方法，其中，所述汽提流体包含过热蒸汽。
29.根据段落25或26所述的方法，其中，所述汽提流体包含饱和蒸汽。
30.一种催化剂再生器，包括：包含被配置成接收待再生的催化剂的催化剂密相床的再生器壳体，其中，所述催化剂至少部分地覆盖有被燃烧以提供热催化剂的碳质焦炭；至少一个汽提塔；以及至少一个气体分配系统，所述气体分配系统包括：具有流动通道的集气管以及被联接至该集气管的喷嘴体，其中，该喷嘴体具有与该流动通道流体连通的入口端和设置在该集气管外面的出口端，其中，该喷嘴体具有与气流流过该流动通道的方向基本上垂直的纵轴线；且其中该喷嘴体具有设置在该入口端和该出口端之间的孔口。
31.根据段落30所述的催化剂再生器，其中，该气体分配系统位于该催化剂密相床内。
32.根据段落30所述的催化剂再生器，其中，所述气体分配系统位于所述汽提塔内。
33.根据段落30-32中任一段所述的催化剂再生器，其中，该入口端限定出入口孔口。
34.根据段落30-32中任一段所述的催化剂再生器，其中，设置在该入口端与该出口端之间的所述孔口由所述喷嘴体的壁部限定出。
35.根据段落30-34中任一段所述的催化剂再生器，其中，设置在该入口端与该出口端之间的所述孔口设置在该喷嘴体的下游侧。
36.根据段落30-32中任一段所述的催化剂再生器，其中，设置在该入口端与该出端口之间的所述孔口设置在该喷嘴体内。
37.根据段落36所述的催化剂再生器，其中，所述喷嘴体的壁部从入口端至所述中间孔口朝内渐缩。
38.根据段落30-37中任一段所述的催化剂再生器，其中，所述气体分配系统适于将汽提流体引入该汽提塔内。
39.根据段落38所述的方法，其中，所述汽提流体包含过热蒸汽。
40.根据段落38所述的方法，其中，所述汽提流体包含饱和蒸汽。
41.根据段落30-37中任一段所述的催化剂再生器，其中，所述气体分配系统适于将流体引入该再生器壳体内。
42.根据段落41所述的方法，其中，所述流体包含一种或多种氧化剂。
43.根据段落42所述的方法，其中，所述流体包含空气、氧气或其混合物。
44.一种流化催化裂化系统，包括：提升管反应器；与该提升管反应器流体连通的分离器；与该分离器流体连通的汽提塔；再生器容器；在该再生器容器与该汽提塔之间提供流体连通的焦结的催化剂管线；在该再生器容器与该提升管反应器之间提供流体连通的再生催化剂管线；联接至该再生器容器的废气出口；以及与汽提塔和再生器容器中的至少一个流体连通并与流体供给源流体连通的至少一个流体分配系统，其中，所述气体分配系统包括：具有流动通道的集气管；被联接至该集气管并具有与该流动通道流体连通的入口端和设置在该集气管外面的出口端的喷嘴体，其中，该喷嘴体具有与气流流过该流动通道的方向基本上垂直的纵轴线；以及设置在该入口端和该出口端之间的孔口。
45.根据段落44所述的流化催化裂化系统，其中，所述流体分配系统与该汽提塔流体连通。
46.根据段落44所述的流化催化裂化系统，其中，所述流体分配系统与所述再生器容器流体连通。
47.根据段落44-46中任一段所述的流化催化裂化系统，其中，所述入口端限定出入口孔口。
48.根据段落44-47中任一段所述的流化催化裂化系统，其中，设置在该入口端与该出口端之间的所述孔口由所述喷嘴体的壁部限定出。
49.根据段落44-47中任一段所述的流化催化裂化系统，其中，设置在该入口端与该出口端之间的所述孔口设置在该喷嘴体的下游侧上。
50.根据段落44-47中任一段所述的流化催化裂化系统，其中，设置在该入口端与该出端口之间的所述孔口设置在该喷嘴体内。
51.根据段落50所述的流化催化裂化系统，其中，所述喷嘴体的壁部从入口端至设置在该入口端与该出口端之间的所述孔口朝内渐缩。
52.根据段落50所述的流化催化裂化系统，其中，所述入口端限定出入口孔口。
53.根据段落44-52中任一段所述的流化催化裂化系统，其中，所述流体分配系统被配置成将空气、氧气或其混合物引入该再生器容器内。
54.根据段落44-52中任一段所述的流化催化裂化系统，其中，所述流体分配系统被配置成将蒸汽引入该汽提塔。
55.根据段落44-54中任一段所述的流化催化裂化系统，其中，第一流体分配系统与该再生器容器流体连通，且第二流体分配系统与该汽提塔流体连通。
某些实施方案和特征已经采用一组数值上限和一组数值下限描述。应当理解，除非特别指明，否则包含任意两个值的组合例如任意下限值与任意上限值的组合、任意两个下限值的组合和/或任意两个上限值的组合的范围均是预期的。某些下限值、上限值和范围出现在以下的一个或多个权利要求中。所有的数值均是“约”或“大约”该指示值，并且将本领域普通技术人员将会预料到的实验误差和实验变化考虑在内。
各种不同术语已经在以上定义出。在权利要求中使用的术语并未在以上定义出的情况下，该术语应当被赋予如在至少一篇印刷出版物或授权专利中所反映出的相关领域人员已经赋予该术语的最广泛的定义。此外，在本申请中引用的所有专利、试验程序以及其它文件均通过如此程度的援引被充分地结合入本文，即该程度是使这样的公开不背离本申请并且允许这样的结合的所有权益。
尽管前述涉及本发明的多种实施方案，但本发明的其它或进一步的实施方案可在不背离其基础范围的情况下被想到，且其范围通过以下的权利要求书确定。

Claims (12)

1.一种气体分配系统，包括：
具有包含于其中的流动通道的集气管；以及
部分地设置在所述流动通道内的至少一个喷嘴体，其中：
所述至少一个喷嘴体具有与该流动通道流体连通的入口端和设置在该集气管外面的出口端；
所述至少一个喷嘴体具有基本上垂直于气流流过该流动通道的方向的纵轴线；并且
所述至少一个喷嘴体具有径向地穿过喷嘴体的壁并且位于所述入口端和该出口端之间的孔口，
其中，所述至少一个喷嘴体具有面向流动方向的上游侧和不面向流动方向的下游侧，并且其中，位于入口端和出口端之间的所述孔口位于所述至少一个喷嘴体的下游侧。
2.根据权利要求1所述的气体分配系统，其中，喷嘴体的入口端位于集气管的流动通道内，使得喷嘴体的纵轴线与通过流动通道的气流方向基本上垂直。
3.根据权利要求1所述的气体分配系统，其中，穿过所述至少一个喷嘴体的外周表面形成所述孔口，并且其中所述流体仅通过所述孔口进入所述至少一个喷嘴体。
4.根据权利要求1所述的气体分配系统，其中：
喷嘴体的入口端位于集气管的流动通道内，使得喷嘴体的纵轴线与通过流动通道的气流方向基本上垂直；
穿过所述至少一个喷嘴体的外周表面形成所述孔口；并且
所述流体仅通过所述孔口进入所述至少一个喷嘴体。
5.根据权利要求1所述的气体分配系统，其中，所述孔口不位于所述至少一个喷嘴体之中。
6.根据权利要求1所述的气体分配系统，其中，所述入口端限定出入口孔口。
7.根据权利要求6所述的气体分配系统，其中，所述流体流具有第一部分和第二部分，并且其中，只有所述第一部分流过所述入口孔口，并且只有所述第二部分流过所述孔口。
8.一种用于分配气体的方法，包括：
将气体引入具有包含于其中的流动通道的集气管内；
在所述流动通道内设置喷嘴体，其中，所述喷嘴体具有与该流动通道流体连通的入口端和设置在该集气管外面的出口端，并且具有壁，该壁限定穿过所述壁形成的孔口，所述孔口位于所述入口端和出口端之间；
使所述气体流动经过所述流动通道并进入喷嘴体内，其中，所述喷嘴体具有与气流流过该流动通道的方向基本上垂直的纵轴线；以及
使所述气体流动经过所述喷嘴体的、设置在该集气管外面的出口端，其中，所述喷嘴体具有面向流动方向的上游侧和不面向流动方向的下游侧，并且其中，位于入口端和出口端之间的所述孔口位于所述喷嘴体的下游侧。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述气体的第一部分通过由该入口端限定出的入口孔口流入该喷嘴体内，且所述气体的第二部分通过设置在该入口端与该出口端之间的所述孔口流入该喷嘴体内。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，该喷嘴体包括由所述喷嘴体的壁部限定出并设置在该入口端与该出口端之间的至少两个孔口。
11.一种催化剂再生器，包括：
再生器容器；
联接至该再生器容器并与反应器流体连通的焦结催化剂入口；
联接至该再生器容器并与该反应器流体连通的再生催化剂出口；
联接至该再生器容器的废气出口；以及
联接至该再生器容器并与氧化剂供给源流体连通的气体分配系统，其中该气体分配系统包括：
具有包含于其中的流动通道的集气管；以及
部分地设置在所述流动通道内的至少一个喷嘴体，其中：
所述至少一个喷嘴体具有与该流动通道流体连通的入口端和设置在该集气管外面的出口端，
所述至少一个喷嘴体具有基本上垂直于气流流过该流动通道的方向的纵轴线；并且
所述至少一个喷嘴体具有径向地穿过喷嘴体的壁并且位于所述入口端和该出口端之间的孔口，其中，所述至少一个喷嘴体具有面向流动方向的上游侧和不面向流动方向的下游侧，并且其中，位于入口端和出口端之间的所述孔口位于所述至少一个喷嘴体的下游侧。
12.根据权利要求11所述的催化剂再生器，其中，所述入口端限定出入口孔口。
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