CN1423685A - 用于流化催化裂化设备的进料分散系统和用于流化催化裂化的工艺 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于流化催化裂化设备的烃进料的进料分散系统,其包含:一由两个同心的管构成的进料喷射系统,其中雾化流体流经内管(200),而液体进料流经由内管外表面和外管内表面形成的环形间隙(210);一雾化器(100),其包含排列成行的喷嘴,一行具有连接到用于雾化流体的内管上的中心喷嘴(110),以及两行或更多行侧喷嘴(120)连接到外进料管,几何学地布置雾化器的中心喷嘴(110)和侧喷嘴(120),以使雾化流体的能量通过接触充分地传递给进料流,这致使进料完全雾化;一混合室(101),其由中心喷嘴边缘构成,它的尺寸能够防止已形成的小油滴聚结。

Description

用于流化催化裂化设备的进料分散系统和 用于流化催化裂化的工艺
发明领域
本发明涉及一种进料分散系统,用于优化地分散作为催化裂化设备(FCC)进料的烃原类,尤其是涉及一种能够促进烃进料完全雾化的进料分散系统,所述系统包含一种独特的几何结构布置,由此从雾化流体传递到烃进料的能量可以完全地用于进料雾化。本发明还涉及FCC工艺,该工艺使用本发明进料分散系统。
背景信息
流化催化裂化(FCC)是用于从包含有用的轻质馏分的重质进料中,得到高等级石油相关产品,例如汽油、柴油(DO)和液化石油气(LPG)的主要工艺。最经常受FCC工艺处理的进料通常是那些来源于减压塔侧线馏分的称为重质减压粗柴油的炼油厂流,或来源于常压塔底部的称为常压残渣油的更重的流,或甚至是这些流的混合物。
这些流当经受FCC工艺时,与由精细颗粒材料构成的催化剂在无氢的转换区中接触,并被转换成从比进料更重的流分离的更轻的和更有价值的烃流。
尽管FCC工艺有超过50年的历史,可以改进该工艺的技术在不断地被寻求,以增加具有更高内在价值的产品的产量。通常,认同FCC工艺的主要目的是使具有更高内在价值的产品的产出最大化。
该工艺的一个相关方面是催化剂与进料的初始接触;也就是,通过分散系统促进的相互作用对有价值产品的转换和选择方面有显著的影响。
已经进行了旨在提高催化剂和进料之间的接触的一些试验,这些试验总是基于在提升管内可能的一小段时间内促进进料的快速汽化以及与催化剂密切接触的思想。为了进行催化裂化反应,需要进料在与催化剂混合的区域里的汽化发生在几个毫秒内,以便汽化烃的分子可以与催化剂颗粒接触,透过催化剂大孔隙并受酸性点的影响,这些酸性点促进了催化裂化。如果快速汽化不出现,结果是炉内液体馏分的热裂化。
众所周知热裂化导致主要在含渣油加料的情况下的副产品形成,例如焦炭和燃料气。因此,提升管底部上的热裂化不理想地与催化裂化对抗,而催化裂化才是FCC工艺的目标。
对于进料雾化来说一个重要的参数是它在雾化器中的温度。它的一些物理性质例如粘性和表面张力作为温度函数得到改变,并在雾化工艺期间产生小直径的小滴的分布整体。因此,通过出现在喷雾中的小滴的表面,接触面积出现大量增加,这对汽化的减缓有明显影响。对于使用在FCC工艺中和在推荐的温度范围内的残渣油进料来说,可以证明的是通过使用较高进料温度,接触面积可以增加30%。然而,进料温度不能无限制增加,因为在进料炉中存在产生焦炭和不可选择的热裂解的风险。
另一方面,如果进料合适地雾化,将更容易实现进料快速汽化,使得在催化剂相上形成薄喷雾。为了得到该喷雾,已经开发了一些型式的在提升管中的进料喷射器。
根据这些开发进展的第一种之一,借助于Y管,在称为“Y喷射”的系统中,进料和蒸汽加到来自再生器的催化剂上,在实际条件下,其不能适当地分散进料,让热催化剂传递热给进料,随后汽化。这个模式对于较轻进料来说是可以接受的,在较轻进料中由催化剂传递的热产生的汽化实际是瞬间的。
自从80年代以来,随着在FCC设备中的从更重石油中得到的更重的进料,一些改进引入到进料喷射系统中。这种改变之一是用多进料分散系统取代了所谓的单一进料分散系统,在一个或多个水平面上,以30°和70°之间的仰角来布置多进料分散系统,以便提供更好的进料分散以及更好的与催化剂接触。标准的平面喷雾首先广泛地用于这个目的。
伴随着要裂化的进料严重程度的增加,其它类型的进料分散系统已经被开发出来。
美国专利US4434049中讲授了通过一种进料分散系统雾化水/油乳液,其特征是通过乳化进料撞击一平面圆筒表面来改变油粒尺寸。根据发明,所述进料分散系统产生喷雾,喷雾包含直径约500微米的油粒,然后由通过垂直于进料进口的位置进入的蒸汽加速。蒸汽的进入速率使得油粒受到剪切力,这使得这种颗粒更小;蒸汽和乳化进料的混合物然后被加速上升到出口喷嘴,出口喷嘴具有专门的几何结构以便得到作为精细喷雾的分散的进料。然而,所述装置需要进料作为带水的乳液被引入,由此表面张力得到减少,然后水/油离子通过撞击平的圆柱表面而破裂。
欧洲专利EP0546739也涉及一种用于进料喷射的装置,其使用通过与平表面碰撞而破裂油粒的原理,然而不需要上述油与水的乳化。
巴西专利BR8404755讲授了一种进料喷射装置,其中为了促进进料以有效的方式分散,进料和雾化流体(蒸汽)在一个室中得到混合。混合室包含一中央栓,该中央栓的直径控制环形间隙中的流速。通过几个孔分配的雾化流体与进料垂直进入。然后形成薄雾,雾被导进提升管内部。
美国专利US5037616(与EP0312428对应)提出,借助于使用文氏管的进料喷射器,实现使用蒸汽良好地分散进料。尺寸形成该装置的几何结构的特征,使得进料和蒸汽混合物的速度在文氏喷口达到音速条件。在它的转弯处,文氏管具有圆筒状内部部分,并位于会聚和扩散部分之间。会聚、圆筒和扩散部分的连惯性通过曲面部分变得平滑。具有文氏管的该装置的优角在5°-15°周围,出口孔的直径最多是文氏管直径的2-5倍。平均起来,形成具有10-50微米范围内的直径的小油滴,小油滴以60-150米/秒范围内的速度被喷射进提升管。
美国专利US5173175中讲授了一种用于把进料喷射进流化催化裂化反应区的装置,该装置包含:一直的部分,在这里进料和蒸汽得到预混合;和一末端部分,在这里依靠扇形分配器雾化和分散石油。进料喷射器产生一平面汽化基准,在催化剂和裂化区中的石油之间的接触部分中,该汽化基准垂直于催化剂流向。据报告产生更好的产品并产生更少的焦炭和气体。在该美国专利中描述的该系统如此工作,使得流体在到达促进进料雾化和使得形成扇形喷射的部件以前被混合。相反,本申请提出流体在促进雾化和扇形喷射形成的装置底部进行混合。通过从雾化流体喷嘴中出来的蒸汽(流体通常是蒸汽)和围绕雾化喷嘴的装料喷嘴之间的有效接触,雾化得到促进。
另外,在美国专利US5173175中及在所有使用进料和雾化流体的预混合技术的文件中描述的工作条件造成与加料损失(或普遍的术语ΔP)相关下列特征。预混合使得提升管内部加料损失,在提升管内部,加料射流和雾化流体与催化剂混合,这个加料损失由加料和雾化流体来共同分担。通常的加料损失意味着雾化流体能量的相当大部分没有用于促进雾化。
美国专利US5673859讲授了一种用于流化催化裂化的汽化喷嘴,汽化喷嘴展示了两个横向上细长的排放孔,以便所述进料由喷嘴来雾化时实现液体烃进料的精细雾化。优选地,所述孔是倾斜的以便产生会聚喷雾,但是,可以倾斜成以便产生扩散喷雾或基本平的喷雾。所述系统的基本原理是利用通过与金属棒(标记13)非弹性地撞击来消耗加料的动能以促进雾化。这样,为了得到良好雾化,需要标记15的装置的高压上游。由于与进料流速平方成正比的动能减少,在降低的进料流速的条件下工作,雾化性能将受到严重损害。相反,在本申请中,这种影响不存在,因为雾化能量基本上不依赖于进料流速。
对应于巴西专利PI BR9607665-8A的美国专利US5794857,讲授了一种用于进料喷射的装置,其装配有两个同心的管,在同心管中,内管是蒸汽管而外管是进料管,由此两个管确定一环形液体管用于进料。内管出口端是半球形并具有包括多个孔的一行,孔中用于蒸汽通过;外管的半球形出口端具有一细长的狭口,该狭口平行于内管半球形出口的孔,用于作为喷雾的蒸汽和进料的通过。据报告称该装置允许在低蒸汽压下操作,或甚至假定炼油厂蒸汽进料导致的任何问题出现在不存在蒸汽下也能工作。与在该美国专利中提到的技术相比,在本申请中,雾化流体的能量以更有效地方式得到转化,使用具有可变的会聚角的会聚部分,以便使得雾化流体压力有效地转换为动能而促进进料雾化。进料与雾化流体的接触通过喷嘴来完成,所述喷嘴使进料与蒸汽接触,由此产生的动能传递给进料,促进瞬间剧烈的雾化。
因此,本发明的目的未被提出或建议。提供一种进料分散系统,它的几何结构能够促进进料雾化,由此改进地利用流体能量传递给进料,油粒平均直径约为100微米。由此能实现一种更好的工艺和流化催化设备的运行性能。
本发明的概述
本发明包含一种用于FCC设备的液体烃进料的进料分散系统。
因此,提供一种用于流化催化裂化设备(FCC)的进料分散系统,用于把液体烃进料引进给反应器进行流化催化裂化,该系统包含:
一进料喷射系统,其用于输送烃进料给第一喷嘴系统和输送雾化流体给第二喷嘴系统;
一雾化器,其使用一种雾化流体雾化所述烃进料,所述雾化器包含所述第一和第二喷嘴系统,该第一和第二喷嘴几何学地布置成能把进料和蒸汽排放进入混合室,以便所述雾化流体的能量传递给所述烃进料。
还提供一种雾化烃进料的方法,包含:
输送烃进料给第一喷嘴系统;
输送雾化流体给第二喷嘴系统;
使用所述第二喷嘴系统,加速雾化流体的流进入混合室;
使用所述第一喷嘴系统,加速烃进料的流进入混合室;
混合所述加速的流以便把能量从所述雾化流体传递给所述烃进料并由此雾化所述烃进料。
在优选实施例中,本发明包含一用于FCC设备的进料分散系统,具有下列特定特征:
●一由两个基本圆形截面的同心管构成的进料喷射系统,在这里,雾化流体流经内管,而液体进料流经由内管外表面和外管内表面形成的环形间隙。
●一雾化器,其具有包含多个喷嘴的一行,一行具有连接到内管上的中心喷嘴用于雾化流体,这些喷嘴的对称轴与内管/外管的对称轴平行或不平行,以及两个或更多个侧喷嘴连接到外进料管,这些侧喷嘴的对称轴与这些管的对称轴平行或不平行;同时在该设备中:
●几何学地布置中心喷嘴和侧喷嘴,以便雾化流体的能量通过接触最优化地传递给进料流,致使进料完全雾化;
●一混合室,其通过组合中心喷嘴的排料区构成,所述室是几何轨迹,该几何轨迹由雾化流体和液体进料的每个接触点下游的自由面顺序构成,所述室具有能够防止形成的小油滴聚合的尺寸。
用2、4、6或更多个设备设计本发明的进料喷射系统被设计成以2、4、6或更多套径向地连接到普通流化催化裂化设备的提升管上。
本发明的进料分散系统可以根据流化催化裂化工艺的需要,以一个30和70°之间的仰角连接到提升管的一个、两个或更多个水平面上。
本发明提供一种进料分散系统,其能够通过有效地使用雾化流体的能量雾化进料。此外,它保持了在宽范围操作条件下的良好的运行性能。
本发明也提供一种进料分散系统,其产生一雾化的进料的雾,该雾化的进料具有足够小的平均小滴直径以改进与催化剂颗粒的反应。
本发明提供一种具有出口喷嘴布置的雾化器,其使得在进料喷嘴和雾化流体喷嘴的比等于或大于1的情况下进行操作是可能的。
本发明还提供一种进料分散系统,其使得把进料更好地转换成有价值产品例如汽油和石脑油成为可能。
本发明提供一种进料分散系统,其结构容许较低进料损失并因此降低烃进料流量的泵送功率。
本发明还提供一种更高转换率的FCC工艺,由于使用本发明的进料分散系统,提高了有价值产品的产量并降低焦炭和气体产量。
附图的简要说明
现在参考附图通过非限定实例的方式,进一步描述本发明,其中:
图1表示本发明的进料分散系统的纵向剖视图,其具有进口法兰、传送流体的管道和雾化器;
图2A是雾化器的纵向剖视图;
图2B是雾化器的顶视图;
图3是与图2A的视角成90℃的纵向剖视图;
图4A和图4B分别表示本发明雾化器的弯曲的和直的混合室的纵向剖视图。
优选实施例的详细描述
本发明涉及一种进料分散系统用于流化催化裂化设备(FCC)的进料,旨在得到细微雾化的进料,使得在进料和再生催化剂之间产生更好的接触。这样,使热裂解反应以及焦炭和燃料气的形成最小化。因此,使有价值的产品的产量最大化。
本发明适用于任何类型进料,但更优选的是重质油进料,例如重柴油和柴油与常压渣油的混合物。
雾化流体是任何惰性气体例如氮、燃料气或蒸汽,例如通常在炼油厂中产生的中压或低压蒸汽,考虑到蒸汽的低成本和实用性,它是优选的。现在将参考附图更详细地描述本发明。
图1图解了沿着进料分散系统的纵轴剖面,该进料分散系统是本发明的目标,这里根据巴西标准ABNT NBR 10647用图表示。该系统由以下组成:一外管(300)和内管(200)、环形空隙(210)、雾化流体进口(400)和烃液体进料进口(500)、以及雾化器(100),雾化器(100)部分地进入FCC设备的提升管(未图示)的内部。雾化器(100)具有用于雾化流体的中心喷嘴(110)和用于液体进料的侧喷嘴(120)。
同心的管道系统输送雾化流体和液体进料上升到雾化器(100),在这里,雾化流体和液体进料的流程将相互碰撞。中心喷嘴和侧喷嘴的相关布置将导致进料的完全雾化从而促进了与出现在提升管中的催化剂反应优化。与精细雾化的进料和热再生催化剂的接触促进液体进料的汽化,对于提高FCC设备的性能来说,液体进料的汽化起了大部分作用。
用于FCC设备的预热进料经由环形间隙(210)来输送,环形间隙(210)建立在外管(300)的内壁和内管(200)的外壁之间,而内管(200)输送雾化流体,通常是蒸汽。使用的雾化流体量在基于进料的从1%重量到5%重量之间变化,甚至对于重质粘性进料或具有高碳残渣含量来说,更优选的是从2%重量变化到4%重量。
液体进料和雾化流体之间的混合在雾化器(100)中发生,在进料的完全雾化中,雾化器的几何结构扮演一重要角色,例如在本发明中所描述和要求保护的。
如图1所示,预热液体进料通过法兰(500)导进分散系统并通过由管道(200)和(300)形成的环形间隙(210)输送。进料流程到达侧喷嘴(120)以便通过所述喷嘴释放孔被输送到与从中心喷嘴(110)中喷射出的雾化流体的射流相撞的路径中。这样在本发明的系统中,侧喷嘴(120)成为通过环形间隙(210)输送的液体进料流程的唯一出口。
图2A和2B图解了本发明优选模式之一的雾化器(100)。图2A是纵向剖视图,图2B是顶视图,表示三个雾化流体喷嘴(110)的孔。这种喷嘴(110)旨在加速雾化流体的流速。喷嘴数量在本例中是3个,该数量只选定作为举例,其可以是更多或更少,甚至可以是一单个喷嘴,这方面不是用于限定本发明。
雾化流体通过法兰(400)引进喷射进料系统并通过内管(200)输送,最后到达前室(103),前室(103)由内管(200)顶端和雾化流体的中心喷嘴(110)的进口(111)之间的空间构成。这样的喷嘴(110)可以与进料喷射系统的纵轴平行或不平行。这样,在所述系统中,中心喷嘴(110)从管道(200)向外流出的雾化流体的唯一出口。
喷嘴(110)加速并把雾化流体的射流输送到上述混合室(101)中。
前室(103)的形状不是关键性的,并可以宽范围地变化,而不影响进料喷射系统的性能。
在图3中,依靠从图2A的视角旋转90度的纵向横截面中的剖面,详细说明雾化器(100)。
雾化流体的中心喷嘴(110)可以显示为任何截面形状,会聚的、收敛/扩散的或圆柱的。例如,图3分别在(111)、(112)和(113)处图解会聚喷嘴(111),扩散喷嘴(113),中间是一圆柱部分(112),这种结构不作为发明方面的限定。
对于每个雾化流体的中心喷嘴(110),侧进料喷嘴(120)的数量可以是一个、两个或更多。在图2A中作为一实例,两个侧进料喷嘴(120)用于每个中心雾化流体的喷嘴(110)。
图4A图解了液体进料侧喷嘴(120),其包含一几何结构的会聚孔,分别是进口(121)、内斜面(122)和排料孔(123)。这种几何结构使可能的加料损失最小,但不限定进料喷射,并可以采用不同形状例如会聚的或圆柱的。
在本申请中,雾化流体和液体进料在提升管中单独流动,直到它们在混合室(101)底部得到混合,雾化流体压力在需要的程度上得到最优化以促进雾化。因此,为了适应应用该设备的当地条件,液体进料流量线路的加料损失或静压压降可以变化而不限定。静压降原则上可以在1和10巴(bar)之间变化,优选地在1.5和5巴之间,更优选地在2和3.5巴之间。另一方面,雾化流体的压降可以在2和20巴之间变化,优选地在3和15巴之间,更优选地在5和10巴之间。可以使用两种流体的所述的加料损失的任何组合而不超出本发明的范围。
图3中的雾化流体喷嘴(110)的一细节是它的倾斜尾部。在这种情况下,当使用会聚/扩散喷嘴或只使用会聚喷嘴时,会聚部分(111)的边缘可以具有30°和120°之间的倾角,优选地在40°和90°之间,更优选地在50°和80°之间。扩散部分(113)也可以处于0和90°之间的一角度,优选地从5°到30°,更优选地从6°到14°。水平直线尾部不用于限定发明方面和甚至可以显示为和谐射线,或消毒射线,其对于专家来说是公知的。
如上所述,中心雾化喷嘴(110)的数量可以作为雾化流体的流速的函数而变化。本发明优选的模式认为喷嘴(110)数量可以在1和12之间变化,优选地4-9,和更优选地3-7个喷嘴(110)。
在如上所述用于进料出口的图2中所示的液体进料的侧喷嘴(120)的数量等于或大于雾化流体的中心喷嘴(110)的数量。根据图中所示方式,液体进料侧喷嘴(120)的数量是6,根据为每个雾化流体喷嘴(110)配2个进料喷嘴(120)的方式分布。如上所述,这个数量只是一个实例,可以变化而不限定发明方面。
根据图3和如在本领域中通常所见的那样,雾化器(100)的主体(102)和外管(300)之间的密封由凹槽来进行,专家称这种凹槽为“曲径环”,用数字(104)来表示。这种凹槽以普通方式专门确定尺寸,确保雾化器(100)与管道(300)之间的密封,通过管道液体进料流动。
根据图2A,进料流和雾化流体流的结合提供液体流的瞬间雾化,并在混合室(101)中产生喷雾,即分布的小滴整体,设计混合室以便避免刚由雾化流体分散的进料滴的聚结。
混合室(101)是一开口空间,在那里从侧进料喷嘴(120)中喷射的液体射流和已经由已雾化的雾化流体的高速射流雾化的液体射流混合形成均匀的喷雾,该喷雾具有扇形。图2B图解了顶视的混合室(101),其具有矩形狭槽的形状。这种狭槽只是一个实例,由于混合室(101)的排料孔可以具有多个形状,包括圆形,这不构成对发明方面的限定。
与混合室(101)相关的一个重要的参数是混合室的长度和底部的宽度之间的尺寸比L1/L2(参见图2)。根据本发明进料分散系统的优选实施例,尺寸比L1/L2包含在0.5-20范围内,优选地在1和10之间,更优选地在2和7之间。
混合室(101)需要两个特有的开口角,分别是图2中所示的β和图3中所示的α。
角α是在雾化流体喷嘴(110)的平面中测量的混合室的开口角。
角β是垂直于雾化喷嘴平面测量的混合室(101)开口的特征角。
α和β的变化产生一些可能的混合室(101)的开口。根据优选模式,角α可以在5°和90°之间变化,优选地在10°-60°范围内,α是喷嘴(110)的数量的函数。因此,角β可以在0和20°之间变化,优选地在1°-12°范围内。
作为混合室(101)形状,如图4A和4B中所图解的,它可以在弯曲面(图4A)和直到一棱柱形(图4B)之间变化。一种优选的但不是限定的形式是一平截头棱锥体,其具有两个相互垂直的特征角α和β。
正如专家所公知的,雾化流体的射流把高比率动量和能量传递给进料射流。因此,快加速使得液体进料不稳定,这产生不稳定线,不稳定线产生料滴,最后产生雾化喷雾的小滴。线是通过雾化流体传送的高转换率的动量使其表现不稳定的进料的液体部分。所述线是雾化烃小滴的前体。详细地,如本发明所提出的进料分散系统具有一几何结构,该几何结构用于以高效方式转换动量和能量,以便使损失最小化并实现喷雾小滴的平均小尺寸。
由本发明的进料分散系统达到的雾化使得形成进料小滴喷射成为可能。这个构思在流化催化裂化处理的烃进料的转换型方面产生良好的结果。这种结果是由于产生具有统计平均直径的小滴的分布整体和适于与催化剂的理想反应的流速质量分布。
本系统还提供关于低进料损失的有益结果,这归因于雾化流体和液体进料的流,这样容许较低泵送功率和较低的关于雾化流体热力学性质要求。
本发明的改进可以根据下面的实例来评估,这里,把依靠本领域技术发展水平的分散系统裂化的进料的转化参数和依靠本发明进料分散系统裂化的相同进料的转化参数进行比较。
实例
下面的表1表示两个进料分散系统性能之间的比较:一个是传统的进料分散系统,采用其作为技术发展水平的参照,另一个是本发明的典型,其是本申请的目标。在巴西一大型炼油厂的FCC设备中进行检验,进料特征和操作条件保持恒定。结果表明有价值的馏分的转换增加了,尤其是裂化的石脑油,增加了3.08%。而且,焦炭(9.46%)和燃料气(15.65%)产生减少了,其满足质量和转换平衡。这些数据表明了从本发明装置中得到的加料喷射质量和催化裂化设备(FCC)产量之间的关系。
表1
进料和转换特征   检验1(参照)  检验2发明 差值
进料(m3/d)  9117  9115 -2
D20/4  0.9418  0.9403
RCR(%W)  1.79  1.26
RTX(℃)  540  541 +1
CFT(℃)  273  243 -30
DPT(℃)  727  709 -18
C/O  5.57  6.40
产品产量(%W)
混合气  6.77  5.71 -1.06
LPG  12.55  12.90 +0.35
裂解的石脑油  43.41  46.49 +3.08
LCO  15.61  14.38 -1.23
DO  15.31  14.78 -0.53
焦炭  6.34  5.74 -0.60
App.转化率(%v)  70.46  73.24 +2.78
修正的App转化率(%v)  71.31  73.65 +2.34
纯转化率(%v)  87.19  88.55 +1.36
石脑油质量
MON  80.1  81.0 +0.9
RON  94.1  95.5 +1.4
这里:
D20/4是基于4℃水的密度测量的20℃产品密度
RCR是兰氏碳残渣
RTX是在提升管顶部测量的反应温度
CFT是混合进料温度
DPT是密相下的再生器温度
C/O是催化剂/油比例
LCO是轻循环油
App.转化率是表观转化率
MON是发动机辛烷值
RON是研究法辛烷值

Claims (30)

1.一种用于流化催化裂化设备(FCC)的进料分散系统,用于把液体烃进料引入流化催化裂化反应器,所述系统包含:
一进料喷射系统,其用于输送烃进料给第一喷嘴系统(120)和输送雾化流体给第二喷嘴系统(110);
一雾化器(100),其使用雾化流体雾化所述烃进料,所述雾化器包含所述第一(120)和第二(110)喷嘴系统,所述第一和第二喷嘴系统被几何学地布置来排料进入混合室(101),以便使所述雾化流体的能量传递给所述烃进料。
2.根据权利要求1所述的进料分散系统,其中所述第一喷嘴系统(120)基本在径向上排放烃进料,所述第二喷嘴系统(110)基本在纵向上排放雾化流体。
3.根据权利要求2所述的进料分散系统,其中所述第一喷嘴系统包含一行喷嘴,该喷嘴在所述混合室(101)周边侧壁上形成。
4.根据权利要求2或3所述的进料分散系统,其中所述第二喷嘴系统(110)包含一行喷嘴,该喷嘴在所述混合室(101)纵向底壁上形成。
5.根据权利要求1-4中任何一个所述的进料分散系统,其中所述进料喷射系统包含一内管(200)和一外管(300),外管(300)与所述内管(200)同心,所述内管(200)用于输送雾化流体给所述第二喷嘴系统(110),所述外管(300)用于输送烃进料给所述第一喷嘴系统(120)。
6.根据权利要求5所述的进料分散系统,其中所述内管和外管基本上是圆形横截面,所述烃进料被布置流经环形间隙(210),该环形间隙由内管(200)外表面和外管(300)内表面形成。
7.根据前述权利要求中任何一个所述的进料分散系统,其中所述液体烃进料是一种轻质汽油、重质汽油或一种常压残渣油,单独或混合。
8.根据前述权利要求中任何一个所述的进料分散系统,其中所述雾化流体是一种惰性气体,其根据进料重量,在1%和5%重量比之间使用,优选地是在2%和4%重量比之间。
9.根据权利要求8所述的进料分散系统,其中所述惰性气体是蒸汽。
10.根据前述权利要求中任何一个所述的进料分散系统,其中对于所述第二喷嘴系统(110)的每个喷嘴来说,有至少一个所述第一喷嘴系统(120)的喷嘴。
11.根据权利要求10所述的进料分散系统,其中对于所述第二喷嘴系统的每个喷嘴来说,有至少两个所述第一喷嘴系统(120)的喷嘴。
12.根据前述权利要求中任何一个所述的进料分散系统,其中所述第二喷嘴系统(110)中的喷嘴数量在1-12之间变化,优选地在4-9之间,更优选地从3到7。
13.根据权利要求5或6所述的进料分散系统,其中所述第二喷嘴系统(110)喷嘴的对称轴基本上与内管/外管(200,300)的对称轴平行。
14.根据权利要求5或6所述的进料分散系统,其中所述第二喷嘴系统(110)喷嘴的对称轴基本上与内管/外管(200,300)的对称轴不平行。
15.根据权利要求5或6所述的进料分散系统,其中所述第一喷嘴系统(110)喷嘴的对称轴基本上与内管/外管(200,300)的对称轴垂直。
16.根据前述权利要求中任何一个所述的进料分散系统,其中所述混合室(101)具有一周边侧壁长度L1和一纵向底壁宽度L2,L1/L2的尺寸关系在0.5-20范围内,优选地是1-10,更优选地是2-7。
17.根据前述权利要求中任何一个所述的进料分散系统,其中所述混合室(101)具有一在第二喷嘴系统(110)的平面中测量的开口角α。
18.根据权利要求17所述的进料分散系统,其中所述开口角α在5°和90°之间变化,优选地在10°-60°范围内,α随着所述第二喷嘴系统(110)中喷嘴数量而增加。
19.根据前述权利要求中任何一个所述的进料分散系统,其中所述混合室(101)具有一在垂直于第二喷嘴系统(110)的平面来测量的开口角β。
20.根据权利要求19所述的进料分散系统,其中所述室(101)的开口角β在0和20°之间变化,优选地在1°和12°之间。
21.根据前述权利要求中任何一个所述的进料分散系统,其中所述第二喷嘴系统(110)喷嘴的至少一个是圆筒形的。
22.根据权利要求1-20中任何一个所述的进料分散系统,其中所述第二喷嘴系统(110)喷嘴的至少一个是会聚的。
23.根据权利要求1-20中任何一个所述的进料分散系统,其中所述第二喷嘴系统(110)喷嘴的至少一个是会聚/扩散的。
24.根据权利要求23所述的进料分散系统,其中所述至少一个喷嘴的会聚部分(111)的边缘包含30°和120°之间的倾斜角,该倾斜角优选地在40°和90°之间,更优选地在50°和80°之间,而扩散部分(113)包含从0到90°的角,该角优选地是5-30°,更优选地6-14°。
25.根据前述权利要求中任何一个所述的进料分散系统,其中所述第一喷嘴系统(120)喷嘴的至少一个是圆筒形的。
26.根据前述权利要求中任何一个所述的进料分散系统,其中所述第一喷嘴系统(120)喷嘴的至少一个是会聚的。
27.根据权利要求1-24中任何一个所述的进料分散系统,其中所述第一喷嘴系统(120)喷嘴的至少一个包含一进口(121)、一内斜面(122)和一排料孔(123)。
28.一种流化催化裂化装置包含:
2、4、6或更多个根据前述权利要求中任何一个所述的系统,在一个、两个或更多个提升管水平面上,以一个30和70°之间的仰角径向地连接到提升管上。
29.一种在流化催化裂化流体和不加氢条件下,用于液体烃进料的流化催化裂化工艺,其中该工艺依靠根据上述权利要求中任何一个所述的装置来实现。
30.一种雾化烃进料的方法包含:
输送烃进料给第一喷嘴系统(120);
输送雾化流体给第二喷嘴系统(110);
使用所述第二喷嘴系统(110),加速雾化流体的流进入混合室(101);
使用所述第一喷嘴系统(120),加速烃进料的流进入混合室(101);
混合所述加速的流以便把能量从所述雾化流体传递给所述烃进料并由此雾化所述烃进料。
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