[其他]流体混合装置及其工艺过程

说明书

本发明涉及的是流体混合装置及其工艺过程。

众所周知，使用两个同心喷管（也就是，在其下流端设有节流孔的管子），可使象烃油和蒸汽之类的流体混合，其过程是：烃油喷射流从直径相对小些的内喷管，注入内喷管下流端及外喷管之间的会聚空间，而蒸汽则从管子之间的环形空间，注入上述会聚空间，以得到含油的混合物，最后，该含油的混合物经外喷管注入一个反应器中。

然而，第一种流体（烃油）（从中心的内喷管孔流过）和第二种流体（蒸汽）在如此小的会聚空间内，很难得到充分的混合;至少会有部分油喷射流从中心的外喷管孔穿过，而未被分散，也未同蒸汽混合。

此外，众所周知，借助于一种喷管装置，亦可使液态烃同气体混合。该喷管装置是由带节流出口孔的外管和一个端接在离出口孔的距离不超过一个管径长之处的内管所组成，提供的混合区比较小。液态烃从这两个管子之间的环形空间流过，为给液态烃以切向速度，该空间设有叶片。然而，在这种装置中，由于气体（例如，蒸汽）在内管中的流速较快，至少会有部分气体是作为未被分散的气流，从居中的外管出口孔通过，并未同液态烃混合。

现已研究得知，通过对注入管状混合段上流端部去的流体提供较大的初始接触面积，可使流体得到充分的混合。

为此，本发明涉及的是一种流体混合装置，该装置包括管状混合段和流体混合物的出口孔，在该管状混合段上流端部设有第一种流体的环形入口孔，该孔是把第一种流体限制在基本上与该入口孔同心的第二种流体的入口装置以内。

按照本发明，该装置的主要优点是，在其操作过程中，第一种流体流过被第二种流体环绕着的环形孔时，就被第二种流体切变和雾化，当它进入管状混合段上流端部之后，实质上已全部被分散。

按照本发明，该装置可有效地用于，比如，催化裂化过程，以提供含烃物料和蒸汽的混合物并将上述混合物注入装有流态化的催化剂粒子的立管反应器，使上述粒子快速、完全、均匀地与待裂化的含烃进料混合。因此，本发明还涉及含烃物料的流化床催化裂化装置，该装置包括实质上垂直的管状壳体，该壳体内有如上文所述的至少部分是设置在其底段以内的管状混合段。这种装置具有，如英国专利（申请号为NO.8607698）中所述的，使催化剂的粉碎固体粒子与流体接触装置的特征。

现参照附图1-4，将本发明装置的最佳实例介绍如下，图中相关零部件的参照编号是一致的。

图1示出的是混合装置的纵剖面图。

图2示出的是流化床催化裂化立管反应器底部的纵剖面图，该反应器包含本发明的混合装置。

图3示出的是图1所示的混合装置的AA′剖面图。

图4示出的是图2上立管反应段以内的混合装置的BB′剖面图。

图1示出的装置包括管状混合段（1），该管状混合段带有环形入口孔（2），第一种流体（例如，液体），从孔（3）直接朝上流入管状液体入口装置（4），该装置（4）至少有一部分实质上同心设置在第二种流体（例如，气体）入口装置（5）以内。

入口装置（5）最好是由管子组成（其直径可大于管状混合段（1）），该管子与段（1）的上流端（6）以及第二种流体入口（11）相连。最好是，第二种流体的环形入口孔（7）限定在管状入口装置（5）的壁与环形入口孔（2）之间。

环形入口孔（2）最好限定在管状入口装置（4）与固定式的或是可调的折流装置（8）之间，该折流装置（8）至少有部分装在入口装置（4）之内。在本发明的一个最佳混合装置实例中，折流装置（8）与轴向可调的定位装置（9）相连，该定位装置（9），例如一根杆，最好伸出管状入口装置（4）的上流端并与驱动装置（10）相连。

在管状入口装置（4）下流端以内一部分，设置可调的折流装置（例如，至少有一部分呈倒置的截头园锥体，它所具有的主要优点在于可以改变环形入口孔（2）的宽度、流体的流速，而且在某些情况下，还可以改变从那里流过的第一种流体的环形流的方向，使从环形孔（7）进入的第二种流体可对上述流体流进行最佳切变和雾化。

接着，两种流体在细长的管状混合段（1）内混合，假如第一种流体是液体，为了达到充分的混合和部分汽化，该管状混合段的长径比最好为2-25，而8-20更好。按照本发明，该装置是在高温下操作。管状混合段（1）的下流部分（12）可包括多个出口孔（13），以便使反应生成的流体混合物，至少部分是朝径向分布，这样可使上述流体的混合物与至少是部分环绕在本发明装置（管状混合段（1））四周的液体、气态和/或颗粒状固体物质充分混合。在管状混合段（1）壁的下流端部处（12），出口孔（13）的相互位置最好是大体上按等距离布置。