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(jí)：化工過(guò)程機(jī)械任課老師：孫國(guó)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(shí)二、FCC噴嘴類型及霧化機(jī)理三、高效噴嘴在RFCC中的應(yīng)用目錄一、霧化基礎(chǔ)知識(shí)二、FCC噴嘴類型及霧化機(jī)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(guò)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(xì)液滴群的過(guò)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(duì)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(guò)一個(gè)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(gè)高速旋轉(zhuǎn)的園盤上沿徑向流動(dòng)，最后從園盤的邊緣飛出形成液滴?！鴼饬κ剑簯?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(guò)程霧化過(guò)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(guò)程中同時(shí)存在。◆液滴破碎：液滴破碎可分兩個(gè)過(guò)程即變形過(guò)程和破碎過(guò)程。最基本的液滴變形過(guò)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(jī)理都有所不同。1.3霧化過(guò)程霧化過(guò)程大致分為三種類型：液滴1.3霧化過(guò)程霧化過(guò)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(guò)程中同時(shí)存在?！粢耗て扑椋?/p>

液膜的破碎機(jī)理大致有三類：輪緣形破碎、多孔形破碎和波動(dòng)形破碎。1.3霧化過(guò)程霧化過(guò)程大致分為三種類型：液滴2.1RFCC進(jìn)料噴嘴優(yōu)良的進(jìn)料噴嘴應(yīng)具備下列條件：（1）對(duì)不同進(jìn)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(xì)密，與流動(dòng)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(duì)壁；

擴(kuò)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(jìn)料油壓不能太高，以免增加進(jìn)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(shí)耐用、抗干擾，能適應(yīng)長(zhǎng)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(jiǎn)單、價(jià)廉物美，得到長(zhǎng)周期工業(yè)應(yīng)用認(rèn)可。2.1RFCC進(jìn)料噴嘴優(yōu)良的進(jìn)料噴嘴應(yīng)具備下列條件：2.2FCC進(jìn)料噴嘴類型

催化裂化裝置采用的進(jìn)料噴嘴按霧化機(jī)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(jìn)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(jìn)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(jī)理是利用收縮-擴(kuò)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(guò)大會(huì)對(duì)催化劑有沖擊粉碎作用,甚至引起設(shè)備或管線的振動(dòng),因而霧化效果的進(jìn)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(jī)理是利用收2.2.2靶式類進(jìn)料噴嘴這類噴嘴的霧化機(jī)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(jìn)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(shí)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(jìn)料噴嘴這類噴嘴的霧化機(jī)理2.2.3氣泡霧化噴嘴（UPC型）這類噴嘴的霧化機(jī)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(gè)小孔,蒸汽經(jīng)由小孔進(jìn)入原料油所在的外腔,使原料油中含有大量氣泡,再?gòu)某隹趪姵?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(guó)內(nèi)催化裂化裝置上的應(yīng)用還不夠普及,對(duì)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(diǎn)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(jì)效益453萬(wàn)元。⑵提升管噴嘴改造后,使催化裝置的產(chǎn)品收率達(dá)到了較高水平,解決了因原進(jìn)料噴嘴生焦率偏高,產(chǎn)品收率不理想的狀況,達(dá)到了投資少見(jiàn)效快的目的。⑶該噴嘴值得推廣的進(jìn)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(diǎn)如2.2.4旋流式霧化噴嘴（BWJ型）該噴嘴的霧化機(jī)理是,原料油從混合室側(cè)面進(jìn)入,霧化蒸汽沿軸線進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)第一次破碎霧化。之后,汽液兩相霧流再通過(guò)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(jìn)一步加速經(jīng)扁槽外噴口噴出,實(shí)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(guó)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(dòng)機(jī)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(jìn)料噴嘴。經(jīng)過(guò)不斷地研究、應(yīng)用和改進(jìn),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(guó)石化工2.3高效噴嘴在RFCC中的應(yīng)用LPH-l型重油進(jìn)料霧化噴嘴是中國(guó)石化集團(tuán)洛陽(yáng)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(jìn)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(jìn)方法：實(shí)現(xiàn)了三次霧化。噴嘴出口設(shè)計(jì)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(gè)百分點(diǎn),輕液體收率可增加1.93個(gè)百分點(diǎn),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(guò)優(yōu)化喉管結(jié)構(gòu)尺寸，采用低壓降設(shè)計(jì)，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(yùn)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(jìn)是在噴頭處增加一圈蒸汽孔，在噴頭球面形成蒸汽幕，用來(lái)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(yáng)高新柯恒石化技術(shù)有限公司研發(fā)的CCK-ⅣA特點(diǎn)：①結(jié)合國(guó)內(nèi)外霧化噴嘴的優(yōu)點(diǎn)，更適合原油不斷變重的趨勢(shì)。

②充分利用霧化蒸汽的能量，適用于蒸汽壓力波動(dòng)較大的裝置。

③采用多級(jí)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(guò)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(yáng)高新柯恒石化技術(shù)有限公請(qǐng)各位批評(píng)指教!陳曉慧中國(guó)石油大學(xué)（北京）化學(xué)工程學(xué)院化工過(guò)程機(jī)械請(qǐng)各位批評(píng)指教!陳曉慧18重油催化原料油霧化噴嘴姓名：陳曉慧班級(jí)：化工過(guò)程機(jī)械任課老師：孫國(guó)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(shí)二、FCC噴嘴類型及霧化機(jī)理三、高效噴嘴在RFCC中的應(yīng)用目錄一、霧化基礎(chǔ)知識(shí)二、FCC噴嘴類型及霧化機(jī)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(guò)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(xì)液滴群的過(guò)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(duì)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(guò)一個(gè)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(gè)高速旋轉(zhuǎn)的園盤上沿徑向流動(dòng)，最后從園盤的邊緣飛出形成液滴?！鴼饬κ剑簯?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(guò)程霧化過(guò)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(guò)程中同時(shí)存在?！粢旱纹扑椋阂旱纹扑榭煞謨蓚€(gè)過(guò)程即變形過(guò)程和破碎過(guò)程。最基本的液滴變形過(guò)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。◆液柱破碎：液柱破碎可歸納為下列四種形式，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(jī)理都有所不同。1.3霧化過(guò)程霧化過(guò)程大致分為三種類型：液滴1.3霧化過(guò)程霧化過(guò)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(guò)程中同時(shí)存在。◆液膜破碎：

液膜的破碎機(jī)理大致有三類：輪緣形破碎、多孔形破碎和波動(dòng)形破碎。1.3霧化過(guò)程霧化過(guò)程大致分為三種類型：液滴2.1RFCC進(jìn)料噴嘴優(yōu)良的進(jìn)料噴嘴應(yīng)具備下列條件：（1）對(duì)不同進(jìn)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(xì)密，與流動(dòng)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(duì)壁；

擴(kuò)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(jìn)料油壓不能太高，以免增加進(jìn)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(shí)耐用、抗干擾，能適應(yīng)長(zhǎng)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(jiǎn)單、價(jià)廉物美，得到長(zhǎng)周期工業(yè)應(yīng)用認(rèn)可。2.1RFCC進(jìn)料噴嘴優(yōu)良的進(jìn)料噴嘴應(yīng)具備下列條件：2.2FCC進(jìn)料噴嘴類型

催化裂化裝置采用的進(jìn)料噴嘴按霧化機(jī)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(jìn)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(jìn)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(jī)理是利用收縮-擴(kuò)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(guò)大會(huì)對(duì)催化劑有沖擊粉碎作用,甚至引起設(shè)備或管線的振動(dòng),因而霧化效果的進(jìn)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(jī)理是利用收2.2.2靶式類進(jìn)料噴嘴這類噴嘴的霧化機(jī)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(jìn)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(shí)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(jìn)料噴嘴這類噴嘴的霧化機(jī)理2.2.3氣泡霧化噴嘴（UPC型）這類噴嘴的霧化機(jī)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(gè)小孔,蒸汽經(jīng)由小孔進(jìn)入原料油所在的外腔,使原料油中含有大量氣泡,再?gòu)某隹趪姵?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(guó)內(nèi)催化裂化裝置上的應(yīng)用還不夠普及,對(duì)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(diǎn)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(jì)效益453萬(wàn)元。⑵提升管噴嘴改造后,使催化裝置的產(chǎn)品收率達(dá)到了較高水平,解決了因原進(jìn)料噴嘴生焦率偏高,產(chǎn)品收率不理想的狀況,達(dá)到了投資少見(jiàn)效快的目的。⑶該噴嘴值得推廣的進(jìn)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(diǎn)如2.2.4旋流式霧化噴嘴（BWJ型）該噴嘴的霧化機(jī)理是,原料油從混合室側(cè)面進(jìn)入,霧化蒸汽沿軸線進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)第一次破碎霧化。之后,汽液兩相霧流再通過(guò)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(jìn)一步加速經(jīng)扁槽外噴口噴出,實(shí)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(guó)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(dòng)機(jī)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(jìn)料噴嘴。經(jīng)過(guò)不斷地研究、應(yīng)用和改進(jìn),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(guó)石化工2.3高效噴嘴在RFCC中的應(yīng)用LPH-l型重油進(jìn)料霧化噴嘴是中國(guó)石化集團(tuán)洛陽(yáng)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