液-液混合器工藝設(shè)計

1、液-液混合器工藝設(shè)計 1 總則 本標(biāo)準(zhǔn)適用于煉油廠常用液-液混合器的工藝設(shè)計。常用液-液混合器包括噴射式混合器 和靜態(tài)混合器。 1.1 噴射式混合器的適用范圍 噴射式混合器借助主流在混合器噴嘴產(chǎn)生壓力降，抽進次流，既實現(xiàn)主流、次流的液- 液混合，又可使混合后的液體壓力高于次流。噴射式混合器在油品的酸堿洗滌以及酸堿液的 配制過程中使用較為普遍。 2 噴射式混合器 2.1 噴射式混合器的結(jié)構(gòu)及基本應(yīng)用流程 噴射混合器主要由噴嘴、接受室、混合室和擴散室等組成，如圖2.1-1所示。 用于酸堿洗滌過程中通常有兩種基本流程，如圖2.1-2 a）和b）所示。圖2.1-2 a）為循環(huán) 流程，圖2.1-2 b）

2、為一次通過流程。煉油廠在油品的堿洗過程中，采用循環(huán)流程較多。 b） 一次通過流程 圖2.1-2 酸堿洗滌流程示意圖a） 循環(huán)流程 圖2.1-1 噴射混合器結(jié)構(gòu)示意圖 液-液混合器工藝設(shè)計規(guī)定 2.2 噴射式混合器尺寸的確定 2.2.1 混合器壓力降和混合器進出口壓力的確定 混合器的壓力降P（主流在混合器入口處壓力與混合器出口處壓力差）關(guān)系到混合均 勻的程度。不同油品精制（酸堿洗滌）時，對混合器的壓力降要求不同，對于堿洗、水洗過 程， P可取0.030.1MPa ;對于酸洗過程， P可取0.10.15MPa 。 循環(huán)流程的示意圖見圖2.2.1 。 1% _ 業(yè) 圖2.2.1 循環(huán)流程示意圖 在循

3、環(huán)流程中，次流在混合器入口處的壓力PS可按式2.2.1-1 計算。 PS = Pd- P1+10 -6x H X p cp X g （2.2.1-1） 混合器出口處的壓力可按式2.2.1-2 計算： Pm = Pd+ P2+10 -6 X H X p m X g （2.2.1-2） 式中： PS - 次流在混合器入口處的壓力，MPa ; Pd 沉降罐的操作壓力，MPa ; Pm混合器出口處的壓力，MPa ; PI - 次流入口管系壓力降，MPa ; P2混合器出口至沉降罐入口管系壓力降，MPa； P m輸送溫度下的混合液體密度，kg/m 3; H 沉降罐入口與混合器出口標(biāo)高差，m； p cp

4、輸送溫度下的平均密度，kg/m 3 o H p cp = h p 1+h2x p 2, （p 1、 p 2近似為輸 送溫度下的主流、次流密度），為簡便，建議取p cp Qp m , g - 重力加速度，9.81m/s液-液混合器工藝設(shè)計規(guī)定 在主流、次流混合比給定后可按式2.2.1-3 計算混合液體重度P m GS U = GPm 輸送溫度下的混合液體密度， 3 kg/m ; P輸送溫度下的主流密度，kg/m 3； S輸送溫度下的次流密度，kg/m 3； (2.2.1-3) (2.2.1-4GP - 主流質(zhì)量流量，kg/s ; GS - 次流質(zhì)量流量，kg/s ; u 混合比。 主流在混合器入

5、口處的壓力Pp可按式2.2.1-5 計算: Pp = Pm+ P 式中： PP -混合器入口處的壓力，MPa ; Pm -混合器出口處的壓力，MPa ; P混合器的壓力降，MPa。 主流與次流的壓差可近似按式2.2.1-6 計算： P P = P P-P S = P m + P-P S = P 1 + P2+ P 式中： P p 主流與次流壓差，MPa ; P1 - 次流入口管系壓力降，MPa ; P2混合器出口至沉降罐入口管系壓力降，MPa; P混合器的壓力降，MPa。 2.2.2 噴嘴出口截面積和直徑 噴嘴出口截面積可按下列近似公式計算： GP 1 103 ；：1 2 七 Pp 式中： A

6、n - 噴嘴出口截面積，m2; (2.2.1-5) (2.2.1-6) (2.2.2-1) G P - 主流質(zhì)量流量，kg/s ; （）1 主流通過噴嘴處的流量系數(shù)，取0.95 ; 液-液混合器工藝設(shè)計規(guī)定 式中： At - 圓柱形混合室截面積，m2; An - 噴嘴出口截面積，m2; u 混合比。 混合室直徑dt為： dt = 1.13 (m) 2.2.4 接受室錐體起始端直徑 在接受室錐體部分主流次流開始混合。起始端的直徑可按次流以1.01.5m/s 的流速流 經(jīng)噴嘴與起始端截面之間的環(huán)形截面來確定，即可按式2.2.4計算。 VS - 次流體積流量，m3/s； d i 起始端直徑，m ;

7、d n - 噴嘴直徑，m ; S噴嘴壁厚，m。 2.2.5 噴嘴出口至圓柱形混合室入口距離 噴嘴出口至圓柱混合室距離LB的示意圖見圖2.2.5所示，用下式求出自由射流直徑d及 自由射流距離 LC1、 LC2 , 進而求出LB。p P輸送溫度下主流密度，kg/m 3; P p 主流與次流壓差，MPa 。 噴嘴直徑dn按式2.2.2-2 計算： dn=1.13,An (m) 2.2.3 圓柱形混合室截面積、直徑的計算 當(dāng)給定混合比后，圓柱形混合室截面積可按下式計算 A - a - 掐2 - 3.9 b A At = - An 1.95 七 2 a=-0.975+1.19 (1+u) 2-0.78

8、m ?P 2 b=1.19 (1+u) m 2 (2.2.2-2) (2.2.3-1) (2.2.3-2) pP、p S、P m 分別為輸送溫度下主流 次流、混合液的密度，kg/m 3; (2.2.3-4) 0.785 d： -(dn 2 S)2 = 1.0 1.5 (2.2.4) 液-液混合器工藝設(shè)計規(guī)定 LB - 噴嘴出口至圓柱形混合室入口距離，m； d - 自由射流直徑，m； d i 起始端直徑，m ; d n - 噴嘴直徑，m ; d t - 混合室直徑，m; LCI接受室錐體由dn變至d的距離，m； LC2接受室錐體由d變至dt的距離，m； u 混合比； 3接受室收縮角之半。 Ml

9、LC2 1C| L 云涅 2.2.5 噴嘴出口至圓柱混合室距離LB的示意圖 0.5 : = 3.4 dn ,0.083 0.76 u 當(dāng)混合比u 0.5 : 當(dāng)d v d t時： 當(dāng)d d t時： LC1 =.0.083 0.76 u -0.29 - 0.32 d -1.55 dn (1 u) 0.37 u LC1 =( - ) dn 0.704 L B=L C1 L B=L CI +L C2 . d dt LC2 = - LC1 B d J (2.2.5-1) (2.2.5-2) (2.2.5-3) (2.2.5-4) (2.2.5-5) 液-液混合器工藝設(shè)計規(guī)定 2.2.6 圓柱形混合室長

10、度 圓柱形混合室長度LC （見圖2.1-1 ）是關(guān)系到混合好壞的關(guān)鍵尺寸。依經(jīng)驗，當(dāng)混合比 u 2時，可按下式計算：液-液混合器工藝設(shè)計規(guī)定 LC = (24) xdt (2.2.6) 式中： LC - 圓柱形混合室長度，m； d t - 混合室直徑，m。 對于容易發(fā)生混合過度現(xiàn)象的過程(例如某些煤油、柴油的堿洗，易發(fā)生乳化)，LC應(yīng) 取較小的值。 2.2.7 擴散器的擴散角和長度 擴散器的擴散角a關(guān)系到擴散器的效果好壞，擴散角過小或過大，均會造成壓頭損失。 推薦取10。15氣此時擴散器的長度LD為： d m dt a 2 tg2 式中： L D 擴散器的長度，m； a 擴散器的擴散角； d m - 噴射混合器出口直徑； d t- 混