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KH-5型喷嘴在重油催化裂化装置上的应用
KH-5型喷嘴在重油催化裂化装置上的应用
摘要:-Ⅲ型喷嘴研究,发现原料进料BWJ-Ⅲ型喷嘴雾化效果差、雾化蒸汽用量大、结焦率高、进料存在偏流等缺陷。针对此情况,2011年9月对原料BWJ-Ⅲ型喷嘴分段进料进行改造。改造后的KH-5型喷嘴环形进料,原料进料雾化效果显著提高,雾化蒸汽用量减少53%,%条件下,%。
关键词:催化裂化装置喷嘴雾化蒸汽焦炭
玉门炼油厂催化裂化装置自2005年改造后采用采用石油大学两段提升管反应技术(),由于该工艺技术复杂,同时伴随着原油的劣质化,装置的蒸汽用量和烧焦一直居高不下,导致催化裂化装置成为全厂能耗第一大户(达到36%),因此为了降低装置的综合能耗,对提升管进料方式以及喷嘴的改造迫在眉睫。
一、改造前BWJ-Ⅲ型喷嘴在装置上应用情况
改造前提升管4个进料雾化喷嘴采用了BWJ-III型高效进料雾化喷嘴。尽管该喷嘴经过三次雾化,但是在装置实际生产运行方面存在以下不足:

首先,伴随着催化装置原料劣质化,原料中的大分子、高粘度的成份相应增多,其分身就不易雾化;其次,检修时发现,BWJ-III型喷嘴四个喷嘴中有3个二次雾化蒸汽发生堵塞,根据计算推断实际原料雾化粒径>80μm,远超过设计值,导致喷嘴雾化效果大大下降。

由于BWJ-III型喷嘴在实际应用上雾化效果差,即使提高雾化蒸汽流量也达不到理想雾化效果,%。

一方面:由于BWJ-III型喷嘴雾化效果差,雾化后的粒径直径在80μm左右,分散效果差,达不到理想雾化效果,使油、气和催化剂混合不均匀容易结焦。另一方面,改造前未采取环形进料,由于设计或操作等原因,四组喷嘴之间存在2~3m/s流量偏差。四组喷嘴进料量不一,导致容易在喷嘴上方遇冷的提升管器壁发生接触而结焦[2]。从检修后结果证实了这一点,如图2所示。
二、 KH-5型喷嘴改造
针对以上问题,2011年9月装置对提升管原料喷嘴及进料方式进行改造,更换BWJ-III型喷嘴为KH-5型喷嘴,将分段进料方式改为环形进料方式。从改造效果来看,以上问题得到了有效解决。
-5型喷嘴原理
KH型喷嘴又称内混式双喉道型进料喷嘴,其结构如图1所示
KH-5型喷嘴特点:原料油以低的速度从侧面进入混合腔,雾化蒸汽通过第一喉道加速到超音速,冲击液体,利用汽液速度差,使原料油得到第一次破碎。破碎后形成气液混合相再通向第二喉道,在第二喉道气液两相进一步得到加速,利用两相新的速度差产生的气动压力作用产生第二次破碎,使进料雾化。据测定,进料油可以雾化到60μm的微细颗粒,较BWJ-III型喷嘴有很大改善,达到了与再生催化剂平均粒径相同的水平,压力降小,[3]。

改造后原料经KH-5喷嘴出口粒径可以达到60μm,喷嘴出口线速达到60m/s以上。一个直径60μm液滴与 2~4 个催化剂颗粒接触,接触时间 ~ 秒。而以均匀较厚层液、剂接触,则遇 20~0 个催化剂,接触时间 ~