重油催化原料油雾化喷嘴

雾化的目的？
雾化的主要目的是使液体产生高的表 面积与质量比，雾化产生的条件是液体与 周围气体之间存在较高的相对速度。
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1.2 雾化的基本原理
液体雾化主要方式有： 压力式，旋转式，气力式
▲压力式：使液体在一定的压力下通过一个一定 形状的小孔而雾化，适用于水溶液的喷洒。 ▲旋转式：离心式液化利用很低的压力，主要用 于液体供应，使液体在一个高速旋转的园盘上沿 径向流动，最后从园盘的边缘飞出形成液滴。 ▲气力式：应用高速气流冲击液体使其雾化。
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2.2.4 旋流式雾化喷嘴（BWJ型）
该喷嘴的雾化机理是,原料油从混合室侧面进入,雾化蒸汽沿轴线进 入混合室,混合腔内的气液两相流体,在一定压力作用下进入涡流的螺旋通 道,快速回旋激烈掺混,使液体的粘度和表面张力进一步下降,随着旋流室 直径的减小,切向速度相应增大,液体在离心力作用下展成薄膜,在与气体 介质的作用下实现第一次破碎雾化。之后,汽液两相雾流再通过加速段和 稳定段形成汽液两相稳定的雾化流,在半球形喷头内进一步加速经扁槽外 喷口喷出,实现第二次雾化。
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2.3 高效喷嘴在RFCC中的应用
洛阳高新柯恒石化技术有限公司研发的 CCK-ⅣA
特点： ①结合国内外雾化喷嘴的优点，更适合原油不断变重的趋势。 ②充分利用雾化蒸汽的能量，适用于蒸汽压力波动较大的装置。 ③采用多级雾化，雾化后原料油平均粒度45um左右，雾化粒 径衰减快。 ④节约蒸汽用量，减低催化剂和蒸汽的单耗。 ⑤经过特殊工艺的处理，耐磨性大大优于渗硼工艺处理的喷嘴。
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2.2 FCC进料喷嘴类型
催化裂化装置采用的进料喷嘴按雾化机理的不同大体上可以分为 四大类：喉管类雾化喷嘴（LPC型、KH-Ⅱ型）、靶式类进料雾化喷 嘴（BX-Ⅱ型）、气泡雾化喷嘴（石油大学UPC型）和旋转式雾化喷 嘴（BWJ型）。
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2.2.1 喉管类雾化喷嘴
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2.2.3 气泡雾化喷嘴（UPC型）
这类喷嘴的雾化机理是原料油从外腔流入,雾化蒸汽由喷嘴内腔流入, 内腔出口板有多个小孔,蒸汽经由小孔进入原料油所在的外腔,使原料油中 含有大量气泡,再从出口喷出,气泡爆破使原料油得以充分雾化。该类喷嘴 雾化效果较好,雾化粒径接近催化剂粒径。目前此类喷嘴在国内催化裂化 装置上的应用还不够普及,对大处理量喷嘴的使用还有待于考察。
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2.3 高效喷嘴在RFCC中的应用
LPH-l型重油进料雾化喷嘴是中国石化集 团洛阳石油化工工程公司(LPEC)在LPC喷嘴基 础上开发出的新一代高效进料雾化喷嘴,该喷嘴 操作弹性大、压力降低、喷射速度适中,雾化效 果好。
改进方法：实现了三次雾化。喷嘴出口设 计成扁平型,可将油雾呈薄扇形喷出,在提升管 横截面上覆盖面积大,油气与催化剂接触充分、 均匀。
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1.3雾化过程
雾化过程大致分为三种类型：液滴破碎，液柱破碎，液膜破碎。这三种破 碎形式在同一雾化过程中同时存在。
◆液滴破碎：液滴破碎可分两个过程即 变形过程和破碎过程。最基本的液滴变 形过程的方式主要有三种：双凸透镜状 变形，雪茄状变形和凸起变形。
◆液柱破碎：液柱破碎可归纳为下列四 种形式，瑞利破碎、第一类风生破碎、 第二类风生破碎和雾化。这四种破碎形 式的转变条件和主要机理都有所不同。
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1.3雾化过程
雾化过程大致分为三种类型：液滴破碎，液柱破碎，液膜破碎。这三种破 碎形式在同一雾化过程中同时存在。
◆液膜破碎： 液膜的破碎机理大致有三类：轮缘形破碎、多孔形破碎和波动形破碎。
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2 .1 RFCC进料喷嘴
优良的进料喷嘴应具备下列条件：
2015.10.30
重油催化原料油雾化喷嘴
姓名：陈晓慧 班级：化工过程机械 任课老师：孙国刚
目录
一、雾化基础知识 二、FCC喷嘴类型及雾化机理 三、高效喷嘴在RFCC中的应用
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1.1雾化的定义及目的
什么是雾化？
雾化通常指通过物理方法将一定体积 的液体在气体的冲击作用下破碎为弥散微 细液滴群的过程。
雾化机理是利用收缩-扩张的喉道形结构,尽可能大地提高气体流速和气 液两相的速度差,撕裂液体薄膜,利用气体的能量克服原料油的表面张力和粘 度约束,使原料油破碎成微油颗粒。这类喷嘴的雾化效果随雾化介质流速的 加快而提高,流速过大会对催化剂有冲击粉碎作用,甚至引起设备或管线的振 动,因而雾化效果的进一步提高受到雾化介质流速的制约。
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2.2.4 旋流式雾化喷嘴
1998年中国石化工程建设公司(SEI)和西北工业大学以航空发动机中的 旋流雾化技术为基础,联合研制重油催化裂化新型雾化进料喷嘴 。经过不断 地研究、应用和改进,相继开发出了BWJ一Ⅰ型、BWJ一Ⅱ型、BWJ一Ⅲ型、 BWJ一ⅢA型、BWJ一ⅢB型，BWJ一Ⅵ型。
使用效果：在沧州分公司重油催化裂化 装置(MIP一CGP工艺)工业应用结果表明,采用 该喷嘴后,装置干气、焦炭产率降低了0.5个百 分点,轻液体收率可增加1.93个百分点,催 化剂消耗降低了1.83%。
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2.3 高效喷嘴在RFCC中的应用
CS-Ⅱ喷嘴的结构通过优化喉管结构尺 寸，采用低压降设计，属于低流速喷嘴， 能较好地减小催化剂破损，操作弹性大， 不易结焦，运行平稳；增加二次雾化蒸汽， 消除喷头处气液分布不均的现象，改善夜 雾区状况。喷嘴的改进是在喷头处增加一 圈蒸汽孔，在喷头球面形成蒸汽幕，用来 屏蔽喷嘴射流形成的低压区，消除原料油 的返混。
（1）对不同进料具有包容性，能适应各种装置需求； （2） 喷出油滴分散性好，雾化细密，与流动的催化剂均匀接触，迅速气化、反应； （3）喷出的油滴稳定，具有相当穿透力(即出口要有一定速度)，但不能喷到对壁；
扩散角要适宜，减少、消除涡流磨损和侧壁区形成死角而结焦； （4）较小压力降，即进料油压不能太高，以免增加进料泵压头； （5）汽液比适当，即雾化蒸汽量不要太多，以降低能耗及后部冷却水、冷却设备； （6）结实耐用、抗干扰，能适应长周期使用； （7）在较宽的可操作范围内保持良好的雾化效果，即有一定的操作弹性； （8） 结构简单、价廉物美，得到长周期工业应用认可。
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请各位批评指教!
陈晓慧 中国石油大学（北京） 化学工程学院 化工过程机械
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2.2.3 气泡雾化喷嘴（UPC型）
UPC型喷嘴其技术特点如下： 操作压降:0.4～0.55 MPa;液滴粒径:40～50 um;喷雾形状为扁平扇
面,呈锥形;液滴粒径分布较窄,5倍于SMD的液滴几乎完全消除;操作弹性 较大,可在正常处理±15%内操作。
2002年中原石油勘探局石油化工总厂的使用情况： ⑴采用改喷嘴后,总液收提高了1.15%,每年可创直接经济效益453万元。 ⑵提升管喷嘴改造后,使催化装置的产品收率达到了较高水平,解决了因原 进料喷嘴生焦率偏高,产品收率不理想的状况,达到了投资少见效快的目的。 ⑶该喷嘴值得推广的进料喷嘴之一。
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2.2.2 靶式类进料喷嘴
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这类喷嘴的雾化机理是原料油 在压力作用下,在垂直方向上高速撞 击金属靶使之形成破碎的液滴,在靶 柱上形成液膜,再与横向的雾化气流 作用进行第一次雾化,形成汽雾两相 流,最后在喷嘴头出口处加速,实现第 二次雾化。这类喷嘴要求有较高的 油压和较多的雾化介质,而且喷嘴本 身的压力降也较大。