CN2711168Y - 催化裂化装置原料油喷嘴 - Google Patents

Abstract

催化裂化装置原料油喷嘴包括蒸汽管、蒸汽喷嘴、混合腔管、喷头；在混合腔管的一端开有2排长圆形通孔，而另一端装有旋转体。在蒸汽喷嘴的外边同轴套装集合管，集合管的两端分别经上堵圈和堵圈与混合腔管和蒸汽管连接固定，集合管上焊接原料油进管，喷头上设有两个喷口。实际上蒸汽喷嘴是一个完整的拉瓦尔喷嘴，而喷口是两个没有扩散段的拉瓦尔喷嘴。将原料油破碎成油滴粒度为60～65μm油雾，汽油、柴油、液化气的总收率增加0.3～0.5％，达到80～83％；而蒸汽量降低1％，所需要的汽(水蒸汽)液(原料油)比：对于蜡油≤3％，对于重油≤5～8％；即降低了成本，提高炼油产量，同时又增加掺渣率，具有明显的经济效益。

Description

催化裂化装置原料油喷嘴

技术领域

本实用新型涉及一种用于炼油设备中将原料油雾化的喷嘴。

背景技术

在炼油设备中，进原料油的喷嘴是催化裂化装置中一个尺寸较小，价格也不是很贵，但却是很关键的一个部件，因为它的雾化性能对设备最终的产品的收率影响很大，所以引起多方重视。目前国内外均有多种产品，经分析研究，通过喷嘴直接进入混合腔的原料油微油油滴不均匀，被破碎成雾状的微细颗粒覆盖面小，因而与催化剂的混合接触机会小，破碎不均匀；喷嘴的出口面磨损大，使用寿命低；蒸汽用量大，催化剂损耗也大，因而成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种雾化粒度均匀、扩散角度大、使用寿命长的高性能催化裂化装置原料油喷嘴。

本实用新型催化裂化装置原料油喷嘴，包括蒸汽喷嘴和与其收缩段连通的蒸汽管、装有旋转体的混合腔管、喷头以及原料油进管；其中蒸汽喷嘴扩散段端口与混合腔管上开有圆形或长圆形通孔的一端固定连接，在通孔上方的管壁外侧固定连接上堵圈；在蒸汽喷嘴外边同轴套装集合管，集合管的两端分别与上堵圈和堵圈固定连接，堵圈与蒸汽管连接封闭；在靠近堵圈一端的集合管管壁上焊接原料油进管，且原料油进管轴线与蒸汽管轴线在同一平面内的夹角α为45°～65°；混合腔管的另一端内安装固定旋转体，该端并与喷头配装后固定连接；在喷头的出口端面的直径方向上对称地开有夹角β为25°～40°的两个喷口。

本实用新型催化裂化装置原料油喷嘴，其中通孔为2排，且每排均匀分布3～4个，相邻两排通孔相互对称错位。

本实用新型催化裂化装置原料油喷嘴，其中喷口内表面的涂层材料为硼化铬。

本实用新型催化裂化装置原料油喷嘴，其中在混合腔管中设有固定减振板。

本实用新型催化裂化装置原料油喷嘴，本实用新型催化裂化装置原料油喷嘴的设计基于尽可能大的气液速度差原理，使原料油在气动力的作用下，雾化效果好，汽油、柴油、液化气的总收率增加0.3～0.5％，达到80～83％；而蒸汽量降低1％，所需要的汽(水蒸汽)液(原料油)比：对于蜡油≤3％，对于重油≤5～8％；即降低了成本，提高炼油产量，同时又增加掺渣率，具有明显的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型催化裂化装置原料油喷嘴结构原理示意图。

具体实施方式

炼油中，原油通过催化裂化装置上的喷嘴的整个运行过程是复杂的流体力学中的气(水蒸汽)液(原料油)两相流动过程。原油又是粘性流体，它还属于粘性流范畴。因此本实用新型是根据用户的具体技术指标和雾化粒度的要求，从喷嘴流动的数学模型(公式)出发，计算出喷嘴各组成部分的几何尺寸，并通过实验验证和热态修正，最终确定各部分的直径、长度和相关尺寸。

由图1可见，本实用新型催化裂化装置原料油喷嘴由蒸汽管1、蒸汽喷嘴4、混合腔管8和喷头10等相互连接而成；在混合腔管8的一端开有2排长圆形通孔6，而另一端装有旋转体9。在蒸汽喷嘴4的外边同轴套装集合管3，集合管3的两端分别与上堵圈7和堵圈2固定连接，并分别与混合腔管8和蒸汽管1连接固定；在靠近堵圈2一端的集合管3管壁上焊接原料油进管5；在喷头10上设有两个喷口11。实际上蒸汽喷嘴4是一个完整的拉瓦尔喷嘴，而喷口11是两个没有扩散段的拉瓦尔喷嘴。

本实用新型的工作原理为：原料油以较低的速度进入集合管3腔后，经过缓冲混合从蒸汽喷嘴4上的通孔6均匀地进入混合腔中；具有一定压力的蒸汽流通过蒸汽喷嘴4加速到超音速后喷入混合腔中冲击原料油形成的油膜，由于蒸汽的速度大大超过液体油的速度，在蒸汽喷嘴4喷射出的超音速的蒸汽流冲击下，原料油第一次进行破碎雾化。在混合腔内汽液两相进行高速碰撞，形成很强的湍流，通过具有一定导向角度的旋转体9，从喷头10上的两个喷口11喷出。

本实用新型中原料油由进油管5经集合管腔从混合腔四周的2排通孔均匀进入混合腔形成油膜，使超音速蒸汽流冲击油膜，将油膜拉成油丝，最后破碎成油滴粒度为60～65μm的油雾与催化剂碰撞起反应。同时在混合腔和双孔喷头之间安装旋转器，使喷头喷出的雾化油滴的分布面积扩大成扇形，加大了喷嘴出口喷雾的扩散角，即与催化剂的接触面积更大更充分，同时也增加了内部碰撞雾化。为延长喷嘴的使用寿命，去掉喷头出口的扩散段，选用硼化铬(BCr)为喷头内表面的涂层材料，其硬度比原来用钴铬钨合金增加1～2倍，使整个喷嘴寿命延长1～2年。在使用中，喷嘴装在炼油装置的反应器上，当装置运行时，喷嘴与反应器都存在自身固有的频率。当两者的频率接近或成整数倍时，就会共振，即引起整个装置振动，影响雾化效果，从而影响整个装置的生产。而装置的频率是固定的，不能变的。只能改变喷嘴的固有频率，所以采取在混合腔管中焊接安装固定减振板的方法，等于在混合腔中间加装隔板，将混合腔分成二个腔；这样可以使喷嘴的固有频率向高频方向移动，远离装置的固有频率。频率相差越大，引起振动的能量越小。由于这些结构的设计，确保喷嘴雾化的最终油滴粒度，而且降低蒸汽使用量，又减少催化剂的损耗，从而降低了成本。

Claims (4)

1、一种催化裂化装置原料油喷嘴，包括蒸汽喷嘴(4)和与其收缩段连通的蒸汽管(1)、装有旋转体(9)的混合腔管(8)、喷头(10)以及原料油进管(5)；其特征是所述蒸汽喷嘴(4)扩散段端口与所述混合腔管(8)上开有圆形或长圆形通孔(6)的一端固定连接，在所述通孔(6)上方的管壁外侧固定连接上堵圈(7)；在所述蒸汽喷嘴(4)外边同轴套装集合管(3)，所述集合管(3)的两端分别与所述上堵圈(7)和堵圈(2)固定连接，所述堵圈(2)与所述蒸汽管(1)连接封闭；在靠近所述堵圈(2)一端的所述集合管(3)管壁上焊接所述原料油进管(5)，且所述原料油进管(5)轴线与所述蒸汽管(1)轴线在同一平面内的夹角α为45°～65°；所述混合腔管(8)的另一端内安装固定所述旋转体(9)，该端并与所述喷头(10)配装后固定连接；在所述喷头(10)的出口端面的直径方向上对称地开有夹角β为25°～40°的两个喷口(11)。

2、根据权利要求1所述的催化裂化装置原料油喷嘴，其特征是所述通孔(6)为2排，且每排均匀分布3～4个，相邻两排通孔(6)相互对称错位。

3、根据权利要求2所述的催化裂化装置原料油喷嘴，其特征是所述喷口(11)内表面的涂层材料为硼化铬。

4、根据权利要求3所述的催化裂化装置原料油喷嘴，其特征是在所述混合腔管(8)中设有安装固定减振板。