一種催化裂化裝置及其進(jìn)料噴嘴的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油化工設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種催化裂化裝置的進(jìn)料噴嘴。本發(fā)明還涉及一種應(yīng)用上述進(jìn)料噴嘴的催化裂化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]催化裂化裝置是煉油工業(yè)中的主要裝置之一，提升管反應(yīng)器是催化裂化裝置的重要組成部分，催化裂化裝置在工作時，呈流化狀態(tài)的熱催化劑顆粒被引入提升管反應(yīng)器底部，并且向上流動，與此同時，重質(zhì)原料與蒸汽在進(jìn)料噴嘴中混合后呈霧狀噴入提升管反應(yīng)器中，與催化劑流混合，發(fā)生裂化反應(yīng)，將重質(zhì)原料裂解成更簡單的分子形式。
[0003]催化裂化工藝的最佳裂化條件需要催化劑與重質(zhì)原料迅速且均勻地混合，如果熱催化劑與冷重質(zhì)原料分布不均勻，則在催化劑富集的區(qū)域，重質(zhì)原料發(fā)生過度裂化和熱裂化，而在重質(zhì)原料富集的區(qū)域，重質(zhì)原料發(fā)生不完全裂化。這些因素會顯著減小催化裂化裝置的輕油收率。另外，過度裂化、熱裂化和不完全裂化均具有一定的副作用，比如焦炭沉積在催化劑表面，引起提升管內(nèi)催化劑活性下降，同時也影響再生器內(nèi)催化劑的再生。而進(jìn)料噴嘴的噴霧形式直接關(guān)系到重質(zhì)原料與催化劑的混合情況的好壞。
[0004]目前，現(xiàn)有的催化裂化裝置的進(jìn)料噴嘴主要通過提高氣液兩相的速度差，以使重質(zhì)原料(如重油)先得到霧化，再通過末端的噴嘴形成扁平扇形的環(huán)狀噴霧，有的則是噴射方向與噴嘴的中心線之間在某一平面內(nèi)形成收縮角，該噴霧與提升反應(yīng)器中流化的催化劑混合，發(fā)生裂化反應(yīng)，如圖9所示的現(xiàn)有的一種進(jìn)料噴嘴，該進(jìn)料噴嘴主要包括進(jìn)油管01、外套管02、蒸汽分配器05、噴頭基體03和短管04 ;進(jìn)油管01上設(shè)置有出油孔，蒸汽分配器05套在進(jìn)油管01和外套管02之間，蒸汽分配器05上設(shè)置有一圈供蒸汽通過的管孔，短管04分布在噴頭基體03的一圈上。具體工作過程是:油從進(jìn)油管01進(jìn)入，從出油孔噴出，蒸汽進(jìn)入外套管02內(nèi)，由蒸汽分配器05的管孔噴出，蒸汽與油進(jìn)行混合霧化，之后從噴頭基體03上的短管04噴出，形成扁平扇形的環(huán)形噴霧或者在某一過噴頭基體03軸線的截面內(nèi)，噴霧的噴射方向與軸線形成收縮角。雖然該噴霧能夠與提升管反應(yīng)器內(nèi)的催化劑混合，但是，油的霧化效果以及油霧的分散程度差，油霧射流改變了催化劑的流動形態(tài)，同時受到提升管反應(yīng)器內(nèi)壁面的影響，油霧射流容易在內(nèi)壁附近誘導(dǎo)出二次流，因?yàn)楸馄缴淞鞯拇嬖冢挽F與催化劑接觸后，催化劑的密度分布在徑向發(fā)生很大偏差，形成邊壁密，中心稀的流動形態(tài)，微觀的劑油比偏差很大，造成生焦量和干氣產(chǎn)率高，重質(zhì)原料裂化性能不好，影響經(jīng)濟(jì)效益。
[0005]綜上所述，如何解決噴霧分散程度較差，提升管反應(yīng)器的進(jìn)料氣化段的二次流區(qū)域較大，微觀劑油比偏差較大的問題，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種催化裂化裝置的進(jìn)料噴嘴，以得到理想的噴霧分布形狀，減小提升管反應(yīng)器進(jìn)料氣化段的二次流區(qū)域，進(jìn)而改善微觀劑油比的均勻程度，降低干氣和焦炭產(chǎn)率，提高輕油收率。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用上述進(jìn)料噴嘴的催化裂化裝置，通過采用上述進(jìn)料噴嘴，改善重質(zhì)原料的催化裂化性能，提高經(jīng)濟(jì)效益。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:
[0009]一種催化裂化裝置的進(jìn)料噴嘴，包括噴頭，所述噴頭的出口端上開設(shè)有若干噴射孔，所述噴射孔的軸線與所述噴頭的軸線之間形成向外發(fā)散的散射角。
[0010]優(yōu)選地，在上述進(jìn)料噴嘴中，所述噴射孔均布或散布在所述噴頭的出口端的至少一個節(jié)圓上，且最大節(jié)圓半徑與最小節(jié)圓半徑的比值為I?30。
[0011]優(yōu)選地，在上述進(jìn)料噴嘴中，所述噴射孔均布或散布在所述噴頭的出口端的圓周或橢圓周上。
[0012]優(yōu)選地，在上述進(jìn)料噴嘴中，所述噴射孔均布或散布在所述噴頭的出口端的由兩段圓弧或兩段橢圓弧線組成的曲線上。
[0013]優(yōu)選地，在上述進(jìn)料噴嘴中，所述噴射孔呈多層直線地分布在所述噴頭的出口端上，每層直線上包括多個噴射孔。
[0014]優(yōu)選地，在上述進(jìn)料噴嘴中，還包括:
[0015]用于進(jìn)料的內(nèi)管；
[0016]套在所述內(nèi)管外部的外管，所述外管與所述內(nèi)管之間形成環(huán)形的氣體通道；
[0017]設(shè)置在所述外管上且與所述氣體通道連通的用于通入蒸汽的進(jìn)氣管；
[0018]設(shè)置在所述外管內(nèi)且與所述內(nèi)管的出口端連接的用于使蒸汽和重質(zhì)原料混合霧化的霧化室，所述霧化室的出口端開設(shè)有多個噴孔，所述霧化室的外圓周壁上開設(shè)有連通所述霧化室內(nèi)部和所述氣體通道的蒸汽注入孔；
[0019]密封連接所述外管的端部和所述霧化室的出口端的外沿的擋圈，所述噴頭的入口端連接在所述擋圈上，所述霧化室的出口端的外端面與所述噴頭的出口端的內(nèi)端面之間存在間隙。
[0020]優(yōu)選地，在上述進(jìn)料噴嘴中，所述外管的靠近所述內(nèi)管入口的一端通過堵蓋與所述內(nèi)管封閉。
[0021]優(yōu)選地，在上述進(jìn)料噴嘴中，所述霧化室包括連通的第一霧化室和第二霧化室，所述第一霧化室與所述內(nèi)管連接，所述第一霧化室的外圓周壁上開設(shè)有一次蒸汽注入孔，所述第二霧化室的外圓周壁上開設(shè)有二次蒸汽注入孔，所述第二霧化室的出口端上開設(shè)有所述噴孔。
[0022]優(yōu)選地，在上述進(jìn)料噴嘴中，所述第一霧化室的入口端為內(nèi)徑沿遠(yuǎn)離所述內(nèi)管的方向逐漸增大的擴(kuò)散形結(jié)構(gòu)。
[0023]優(yōu)選地，在上述進(jìn)料噴嘴中，所述蒸汽注入孔沿所述霧化室的圓周方向均布或散布。
[0024]優(yōu)選地，在上述進(jìn)料噴嘴中，所述蒸汽注入孔的中心線與所述霧化室的中心線之間存在偏心距L，所述偏心距L與所述霧化室的內(nèi)徑R的比值為:L/R=0?0.8。
[0025]優(yōu)選地，在上述進(jìn)料噴嘴中，所述蒸汽注入孔的軸線與所述霧化室的軸線之間的夾角為10°?90°。
[0026]優(yōu)選地，在上述進(jìn)料噴嘴中，所述噴頭的出口端和所述霧化室的出口端均為半圓球形、半橢球形或平板形。
[0027]優(yōu)選地，在上述進(jìn)料噴嘴中，所述噴射孔的軸線與所述噴孔的軸線重合。
[0028]優(yōu)選地，在上述進(jìn)料噴嘴中，所述噴射孔和所述噴孔為圓柱孔、圓錐擴(kuò)張孔或帶有圓柱段的擴(kuò)張孔。
[0029]優(yōu)選地，在上述進(jìn)料噴嘴中，所述蒸汽注入孔為圓柱孔、圓錐收縮孔或帶有圓柱段的收縮孔。
[0030]本發(fā)明還提供了一種催化裂化裝置，包括提升管反應(yīng)器和設(shè)置在所述提升管反應(yīng)器側(cè)壁上的進(jìn)料噴嘴，所述進(jìn)料噴嘴為上述任一項(xiàng)所述的進(jìn)料噴嘴。
[0031]優(yōu)選地，在上述的催化裂化裝置中，所述進(jìn)料噴嘴的軸線與所述提升管反應(yīng)器的軸線的夾角為25°?80°內(nèi)任意角度。
[0032]優(yōu)選地，在上述的催化裂化裝置中，所述噴射孔的軸線與所述提升管反應(yīng)器的水平面的夾角在0°?80°范圍內(nèi)。
[0033]優(yōu)選地，在上述的催化裂化裝置中，所述噴射孔的軸線與由所述進(jìn)料噴嘴的軸線和所述提升管反應(yīng)器的軸線組成的平面之間的夾角在正負(fù)60°范圍內(nèi)。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0035]本發(fā)明提供的催化裂化裝置的進(jìn)料噴嘴，其噴頭的出口端上開設(shè)有若干噴射孔，噴射孔的軸線與噴頭的軸線之間具有向外發(fā)散的散射角，霧化的重質(zhì)原料從噴射孔中噴出，所形成的噴霧形狀不再是扁平扇形，而