重油催化原料油霧化噴嘴課件

重油催化原料油霧化噴嘴姓名：陳曉慧班級：化工過程機械任課老師：孫國剛2015.10.30重油催化原料油霧化噴嘴姓名：陳曉慧2015.10.301目錄一、霧化基礎(chǔ)知識二、FCC噴嘴類型及霧化機理三、高效噴嘴在RFCC中的應(yīng)用目錄一、霧化基礎(chǔ)知識二、FCC噴嘴類型及霧化機理三、高效1.1霧化的定義及目的什么是霧化？

霧化通常指通過物理方法將一定體積的液體在氣體的沖擊作用下破碎為彌散微細液滴群的過程。霧化的目的？

霧化的主要目的是使液體產(chǎn)生高的表面積與質(zhì)量比，霧化產(chǎn)生的條件是液體與周圍氣體之間存在較高的相對速度。1.1霧化的定義及目的什么是霧化？霧化的目的？1.2霧化的基本原理液體霧化主要方式有：壓力式，旋轉(zhuǎn)式，氣力式▲壓力式：使液體在一定的壓力下通過一個一定形狀的小孔而霧化，適用于水溶液的噴灑。▲旋轉(zhuǎn)式：離心式液化利用很低的壓力，主要用于液體供應(yīng)，使液體在一個高速旋轉(zhuǎn)的園盤上沿徑向流動，最后從園盤的邊緣飛出形成液滴。▲氣力式：應(yīng)用高速氣流沖擊液體使其霧化。1.2霧化的基本原理液體霧化主要方式有：1.3霧化過程霧化過程大致分為三種類型：液滴破碎，液柱破碎，液膜破碎。這三種破碎形式在同一霧化過程中同時存在?！粢旱纹扑椋阂旱纹扑榭煞謨蓚€過程即變形過程和破碎過程。最基本的液滴變形過程的方式主要有三種：雙凸透鏡狀變形，雪茄狀變形和凸起變形?！粢褐扑椋阂褐扑榭蓺w納為下列四種形式，瑞利破碎、第一類風(fēng)生破碎、第二類風(fēng)生破碎和霧化。這四種破碎形式的轉(zhuǎn)變條件和主要機理都有所不同。1.3霧化過程霧化過程大致分為三種類型：液滴1.3霧化過程霧化過程大致分為三種類型：液滴破碎，液柱破碎，液膜破碎。這三種破碎形式在同一霧化過程中同時存在?！粢耗て扑椋?/p>

液膜的破碎機理大致有三類：輪緣形破碎、多孔形破碎和波動形破碎。1.3霧化過程霧化過程大致分為三種類型：液滴2.1RFCC進料噴嘴優(yōu)良的進料噴嘴應(yīng)具備下列條件：（1）對不同進料具有包容性，能適應(yīng)各種裝置需求；（2）噴出油滴分散性好，霧化細密，與流動的催化劑均勻接觸，迅速氣化、反應(yīng)；（3）噴出的油滴穩(wěn)定，具有相當(dāng)穿透力(即出口要有一定速度)，但不能噴到對壁；

擴散角要適宜，減少、消除渦流磨損和側(cè)壁區(qū)形成死角而結(jié)焦；（4）較小壓力降，即進料油壓不能太高，以免增加進料泵壓頭；（5）汽液比適當(dāng)，即霧化蒸汽量不要太多，以降低能耗及后部冷卻水、冷卻設(shè)備；（6）結(jié)實耐用、抗干擾，能適應(yīng)長周期使用；（7）在較寬的可操作范圍內(nèi)保持良好的霧化效果，即有一定的操作彈性；（8）結(jié)構(gòu)簡單、價廉物美，得到長周期工業(yè)應(yīng)用認可。2.1RFCC進料噴嘴優(yōu)良的進料噴嘴應(yīng)具備下列條件：2.2FCC進料噴嘴類型

催化裂化裝置采用的進料噴嘴按霧化機理的不同大體上可以分為四大類：喉管類霧化噴嘴（LPC型、KH-Ⅱ型）、靶式類進料霧化噴嘴（BX-Ⅱ型）、氣泡霧化噴嘴（石油大學(xué)UPC型）和旋轉(zhuǎn)式霧化噴嘴（BWJ型）。2.2FCC進料噴嘴類型催化裂化裝置采用的2.2.1喉管類霧化噴嘴

霧化機理是利用收縮-擴張的喉道形結(jié)構(gòu),盡可能大地提高氣體流速和氣液兩相的速度差,撕裂液體薄膜,利用氣體的能量克服原料油的表面張力和粘度約束,使原料油破碎成微油顆粒。這類噴嘴的霧化效果隨霧化介質(zhì)流速的加快而提高,流速過大會對催化劑有沖擊粉碎作用,甚至引起設(shè)備或管線的振動,因而霧化效果的進一步提高受到霧化介質(zhì)流速的制約。2.2.1喉管類霧化噴嘴霧化機理是利用收2.2.2靶式類進料噴嘴這類噴嘴的霧化機理是原料油在壓力作用下,在垂直方向上高速撞擊金屬靶使之形成破碎的液滴,在靶柱上形成液膜,再與橫向的霧化氣流作用進行第一次霧化,形成汽霧兩相流,最后在噴嘴頭出口處加速,實現(xiàn)第二次霧化。這類噴嘴要求有較高的油壓和較多的霧化介質(zhì),而且噴嘴本身的壓力降也較大。2.2.2靶式類進料噴嘴這類噴嘴的霧化機理2.2.3氣泡霧化噴嘴（UPC型）這類噴嘴的霧化機理是原料油從外腔流入,霧化蒸汽由噴嘴內(nèi)腔流入,內(nèi)腔出口板有多個小孔,蒸汽經(jīng)由小孔進入原料油所在的外腔,使原料油中含有大量氣泡,再從出口噴出,氣泡爆破使原料油得以充分霧化。該類噴嘴霧化效果較好,霧化粒徑接近催化劑粒徑。目前此類噴嘴在國內(nèi)催化裂化裝置上的應(yīng)用還不夠普及,對大處理量噴嘴的使用還有待于考察。2.2.3氣泡霧化噴嘴（UPC型）這類噴嘴2.2.3氣泡霧化噴嘴（UPC型）UPC型噴嘴其技術(shù)特點如下：操作壓降:0.4～0.55MPa;液滴粒徑:40～50um;噴霧形狀為扁平扇面,呈錐形;液滴粒徑分布較窄,5倍于SMD的液滴幾乎完全消除;操作彈性較大,可在正常處理±15%內(nèi)操作。2002年中原石油勘探局石油化工總廠的使用情況：⑴采用改噴嘴后,總液收提高了1.15%,每年可創(chuàng)直接經(jīng)濟效益453萬元。⑵提升管噴嘴改造后,使催化裝置的產(chǎn)品收率達到了較高水平,解決了因原進料噴嘴生焦率偏高,產(chǎn)品收率不理想的狀況,達到了投資少見效快的目的。⑶該噴嘴值得推廣的進料噴嘴之一。2.2.3氣泡霧化噴嘴（UPC型）UPC型噴嘴其技術(shù)特點如2.2.4旋流式霧化噴嘴（BWJ型）該噴嘴的霧化機理是,原料油從混合室側(cè)面進入,霧化蒸汽沿軸線進入混合室,混合腔內(nèi)的氣液兩相流體,在一定壓力作用下進入渦流的螺旋通道,快速回旋激烈摻混,使液體的粘度和表面張力進一步下降,隨著旋流室直徑的減小,切向速度相應(yīng)增大,液體在離心力作用下展成薄膜,在與氣體介質(zhì)的作用下實現(xiàn)第一次破碎霧化。之后,汽液兩相霧流再通過加速段和穩(wěn)定段形成汽液兩相穩(wěn)定的霧化流,在半球形噴頭內(nèi)進一步加速經(jīng)扁槽外噴口噴出,實現(xiàn)第二次霧化。2.2.4旋流式霧化噴嘴（BWJ型）該噴嘴2.2.4旋流式霧化噴嘴1998年中國石化工程建設(shè)公司(SEI)和西北工業(yè)大學(xué)以航空發(fā)動機中的旋流霧化技術(shù)為基礎(chǔ),聯(lián)合研制重油催化裂化新型霧化進料噴嘴。經(jīng)過不斷地研究、應(yīng)用和改進,相繼開發(fā)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。2.2.4旋流式霧化噴嘴1998年中國石化工2.3高效噴嘴在RFCC中的應(yīng)用LPH-l型重油進料霧化噴嘴是中國石化集團洛陽石油化工工程公司(LPEC)在LPC噴嘴基礎(chǔ)上開發(fā)出的新一代高效進料霧化噴嘴,該噴嘴操作彈性大、壓力降低、噴射速度適中,霧化效果好。

改進方法：實現(xiàn)了三次霧化。噴嘴出口設(shè)計成扁平型,可將油霧呈薄扇形噴出,在提升管橫截面上覆蓋面積大,油氣與催化劑接觸充分、均勻。

使用效果：在滄州分公司重油催化裂化裝置(MIP一CGP工藝)工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明,采用該噴嘴后,裝置干氣、焦炭產(chǎn)率降低了0.5個百分點,輕液體收率可增加1.93個百分點,催化劑消耗降低了1.83%。2.3高效噴嘴在RFCC中的應(yīng)用LPH-l型2.3高效噴嘴在RFCC中的應(yīng)用CS-Ⅱ噴嘴的結(jié)構(gòu)通過優(yōu)化喉管結(jié)構(gòu)尺寸，采用低壓降設(shè)計，屬于低流速噴嘴，能較好地減小催化劑破損，操作彈性大，不易結(jié)焦，運行平穩(wěn)；增加二次霧化蒸汽，消除噴頭處氣液分布不均的現(xiàn)象，改善夜霧區(qū)狀況。噴嘴的改進是在噴頭處增加一圈蒸汽孔，在噴頭球面形成蒸汽幕，用來屏蔽噴嘴射流形成的低壓區(qū)，消除原料油的返混。2.3高效噴嘴在RFCC中的應(yīng)用CS-Ⅱ噴嘴2.3高效噴嘴在RFCC中的應(yīng)用洛陽高新柯恒石化技術(shù)有限公司研發(fā)的CCK-ⅣA特點：①結(jié)合國內(nèi)外霧化噴嘴的優(yōu)點，更適合原油不斷變重的趨勢。

②充分利用霧化蒸汽的能量，適用于蒸汽壓力波動較大的裝置。

③采用多級霧化，霧化后原料油平均粒度45um左右，霧化粒徑衰減快。④節(jié)約蒸汽用量，減低催化劑和蒸汽的單耗。⑤經(jīng)過特殊工藝的處理，耐磨性大大優(yōu)于滲硼工藝處理的噴嘴。2.3高效噴嘴在RFCC中的應(yīng)用洛陽高新柯恒石化技術(shù)有限公請各位批評指教!陳曉慧中國石油大學(xué)（北京）化學(xué)工程學(xué)院化工過程機械請各位批評指教!陳曉慧18重油催化原料油霧化噴嘴姓名：陳曉慧班級：化工過程機械任課老師：孫國剛2015.10.30重油催化原料油霧化噴嘴姓名：陳曉慧2015.10.3019目錄一、霧化基礎(chǔ)知識二、FCC噴嘴類型及霧化機理三、高效噴嘴在RFCC中的應(yīng)用目錄一、霧化基礎(chǔ)知識二、FCC噴嘴類型及霧化機理三、高效1.1霧化的定義及目的什么是霧化？

霧化通常指通過物理方法將一定體積的液體在氣體的沖擊作用下破碎為彌散微細液滴群的過程。霧化的目的？

霧化的主要目的是使液體產(chǎn)生高的表面積與質(zhì)量比，霧化產(chǎn)生的條件是液體與周圍氣體之間存在較高的相對速度。1.1霧化的定義及目的什么是霧化？霧化的目的？1.2霧化的基本原理液體霧化主要方式有：壓力式，旋轉(zhuǎn)式，氣力式▲壓力式：使液體在一定的壓力下通過一個一定形狀的小孔而霧化，適用于水溶液的噴灑?！D(zhuǎn)式：離心式液化利用很低的壓力，主要用于液體供應(yīng)，使液體在一個高速旋轉(zhuǎn)的園盤上沿徑向流動，最后從園盤的邊緣飛出形成液滴。▲氣力式：應(yīng)用高速氣流沖擊液體使其霧化。1.2霧化的基本原理液體霧化主要方式有：1.3霧化過程霧化過程大致分為三種類型：液滴破碎，液柱破碎，液膜破碎。這三種破碎形式在同一霧化過程中同時存在?！粢旱纹扑椋阂旱纹扑榭煞謨蓚€過程即變形過程和破碎過程。最基本的液滴變形過程的方式主要有三種：雙凸透鏡狀變形，雪茄狀變形和凸起變形?！粢褐扑椋阂褐扑榭蓺w納為下列四種形式，瑞利破碎、第一類風(fēng)生破碎、第二類風(fēng)生破碎和霧化。這四種破碎形式的轉(zhuǎn)變條件和主要機理都有所不同。1.3霧化過程霧化過程大致分為三種類型：液滴1.3霧化過程霧化過程大致分為三種類型：液滴破碎，液柱破碎，液膜破碎。這三種破碎形式在同一霧化過程中同時存在?！粢耗て扑椋?/p>

液膜的破碎機理大致有三類：輪緣形破碎、多孔形破碎和波動形破碎。1.3霧化過程霧化過程大致分為三種類型：液滴2.1RFCC進料噴嘴優(yōu)良的進料噴嘴應(yīng)具備下列條件：（1）對不同進料具有包容性，能適應(yīng)各種裝置需求；（2）噴出油滴分散性好，霧化細密，與流動的催化劑均勻接觸，迅速氣化、反應(yīng)；（3）噴出的油滴穩(wěn)定，具有相當(dāng)穿透力(即出口要有一定速度)，但不能噴到對壁；

擴散角要適宜，減少、消除渦流磨損和側(cè)壁區(qū)形成死角而結(jié)焦；（4）較小壓力降，即進料油壓不能太高，以免增加進料泵壓頭；（5）汽液比適當(dāng)，即霧化蒸汽量不要太多，以降低能耗及后部冷卻水、冷卻設(shè)備；（6）結(jié)實耐用、抗干擾，能適應(yīng)長周期使用；（7）在較寬的可操作范圍內(nèi)保持良好的霧化效果，即有一定的操作彈性；（8）結(jié)構(gòu)簡單、價廉物美，得到長周期工業(yè)應(yīng)用認可。2.1RFCC進料噴嘴優(yōu)良的進料噴嘴應(yīng)具備下列條件：2.2FCC進料噴嘴類型

催化裂化裝置采用的進料噴嘴按霧化機理的不同大體上可以分為四大類：喉管類霧化噴嘴（LPC型、KH-Ⅱ型）、靶式類進料霧化噴嘴（BX-Ⅱ型）、氣泡霧化噴嘴（石油大學(xué)UPC型）和旋轉(zhuǎn)式霧化噴嘴（BWJ型）。2.2FCC進料噴嘴類型催化裂化裝置采用的2.2.1喉管類霧化噴嘴

霧化機理是利用收縮-擴張的喉道形結(jié)構(gòu),盡可能大地提高氣體流速和氣液兩相的速度差,撕裂液體薄膜,利用氣體的能量克服原料油的表面張力和粘度約束,使原料油破碎成微油顆粒。這類噴嘴的霧化效果隨霧化介質(zhì)流速的加快而提高,流速過大會對催化劑有沖擊粉碎作用,甚至引起設(shè)備或管線的振動,因而霧化效果的進一步提高受到霧化介質(zhì)流速的制約。2.2.1喉管類霧化噴嘴霧化機理是利用收2.2.2靶式類進料噴嘴這類噴嘴的霧化機理是原料油在壓力作用下,在垂直方向上高速撞擊金屬靶使之形成破碎的液滴,在靶柱上形成液膜,再與橫向的霧化氣流作用進行第一次霧化,形成汽霧兩相流,最后在噴嘴頭出口處加速,實現(xiàn)第二次霧化。這類噴嘴要求有較高的油壓和較多的霧化介質(zhì),而且噴嘴本身的壓力降也較大。2.2.2靶式類進料噴嘴這類噴嘴的霧化機理2.2.3氣泡霧化噴嘴（UPC型）這類噴嘴的霧化機理是原料油從外腔流入,霧化蒸汽由噴嘴內(nèi)腔流入,內(nèi)腔出口板有多個小孔,蒸汽經(jīng)由小孔進入原料油所在的外腔,使原料油中含有大量氣泡,再從出口噴出,氣泡爆破使原料油得以充分霧化。該類噴嘴霧化效果較好,霧化粒徑接近催化劑粒徑。目前此類噴嘴在國內(nèi)催化裂化裝置上的應(yīng)用還不夠普及,對大處理量噴嘴的使用還有待于考察。2.2.3氣泡霧化噴嘴（UPC型）這類噴嘴2.2.3氣泡霧化噴嘴（UPC型）UPC型噴嘴其技術(shù)特點如下：操作壓降:0.4～0.55MPa;液滴粒徑:40～50um;噴霧形狀為扁平扇面,呈錐形;液滴粒徑分布較窄,5倍于SMD的液滴幾乎完全消除;操作彈性較大,可在正常處理±15%內(nèi)操作。2002年中原石油勘探局石油化工總廠的使用情況：⑴采用改噴嘴后,總液收提高了1.15%,每年可創(chuàng)直接經(jīng)濟效益453萬元。⑵提升管噴嘴改造后,使催化裝置的產(chǎn)品收率達到了較高水平,解決了因原進料噴嘴生焦率偏高,產(chǎn)品收率不理想的狀況,達到了投資少見效快的目的。⑶該噴嘴值得推廣的進料噴嘴之一。2.2.3氣泡霧化噴嘴（UPC型）UPC型噴嘴其技術(shù)特點如2.2.4旋流式霧化噴嘴（BWJ型）該噴嘴的霧化機理是,原料油從混合室側(cè)面進入,霧化蒸汽沿軸線進入混合室,混合腔內(nèi)的氣液兩相流體,在一定壓力作用下進入渦流的螺旋通道,快速回旋激烈摻混,使液體的粘度和表面張力進一步下降,隨著旋流室直徑的減小,切向速度相應(yīng)增大,液體在離心力作用下展成薄膜,在與氣體介質(zhì)的作用下實現(xiàn)第一次破碎霧化。之后,汽液兩相霧流再通過加速段和穩(wěn)定段形成汽液兩相穩(wěn)定的霧化流,在半球形噴頭內(nèi)進一步加速經(jīng)扁槽外噴口噴出,實現(xiàn)第二次霧化。2.2.4旋流式霧化噴嘴（BWJ型）該噴嘴2.2.4旋流式霧化噴嘴1998年中國石化工程建設(shè)公司(SEI)和西北工業(yè)大學(xué)以航空發(fā)動機中的旋流霧化技術(shù)為基礎(chǔ),聯(lián)合研制重油催化裂化新型霧化進料噴嘴。經(jīng)過不斷地研究、應(yīng)用和改進,相繼開發(fā)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。2.2.4旋流式霧化噴嘴1998年中國石化工2.3高效噴嘴在RFCC中的應(yīng)用LPH-l型重油進料霧化噴嘴是中國石化集團洛陽石油化工工程公司(LPEC)在LPC噴嘴基礎(chǔ)上開發(fā)出的新一代