不同液相孔径对MTP反应器喷嘴雾化性能的影响

MTP反应器喷嘴是双通道外混合式雾化喷嘴,其液相孔直径能够影响喷嘴的雾化性能,尤其影响到索泰尔平均粒径和粒径分布等相对应的性能。设计不同直径的液相孔,利用N_2–H_2O模拟系统,通过"冷模"实验,考察了不同液相孔直径下MTP反应器喷嘴液相流量与压差的关系,研究了不同气液质量比下液相孔直径与索泰尔平均粒径、粒径分布之间的关系。结果表明,当气液质量比介于8.70~20.32之间时,索泰尔平均直径随液相孔径的增加先降低后增加,其变化范围介于0.2~2.6μm之间。一次雾化后,喷嘴粒径分布随着液体质量流量增加逐渐变宽;二次雾化对应粒径分布介于5.1~48.8μm之间。     

重油催化裂化新型进料雾化喷嘴通过技术鉴定

由中国石化集团北京设计院、西北工业大学、中国石化集团荆门石油化工总厂、锡山市石油化工设备总厂共同研制开发的重油催化裂化 BWJ型进料雾化喷嘴通过了中国石化集团公司技术开发中心组织的技术鉴定。BWJ型双流体离心式喷嘴 ,其核心技术是采用独创的气液两相旋流器 ,实现液流的均匀雾化。 BWJ型喷嘴雾化性能优越 ,小于 80μm的粒径达到 89.9% ,而大于 1 1 0μm的粒径为 1 %～ 2 %。该喷嘴压降低 ,雾化蒸汽用量少 ,操作弹性大 ,达到国内外同类产品的先进水平。该喷嘴在荆门石化总厂 DCC- 催化裂解装置进行工业应用表明 ,在操作条件基…     

甲醇制丙烯反应器雾化喷嘴的性能研究

甲醇制丙烯(MTP)反应器依靠喷嘴控制床层温度,对稳定反应条件起关键作用。以Lurgi公司MTP工艺的反应器喷嘴为研究对象,分别以氮气和水作为气相和液相的模拟介质,通过冷模实验,研究了气液相流量与入口压力的关系,测量了液相及气相两相工况下的雾化粒径和雾化角度等指标的变化规律,借助均匀性测量装置,测量了喷嘴的雾化覆盖直径。实验结果表明,喷嘴的气液相流量随入口压力增大而逐渐增加,液相喷嘴的雾化性能与孔径的尺寸相关,磨损或堵塞会对喷嘴性能产生不利影响;当气液两相工作时,雾化粒径大幅减小,雾化角度变小,冲击力较大且雾化覆盖范围缩小。     

气动旋流雾化原油喷嘴雾化特性的实验研究

鉴于提高原油加热炉燃烧器的燃烧效率对油田节能降耗有着重要的经济意义 ,开发了新型内混式气动旋流雾化原油燃烧器喷嘴。为了评定喷嘴的雾化特性 ,在不同雾化压力下 ,应用可适性相位多普勒激光测速仪 (APV系统 )对喷嘴雾化场进行了实验研究。结果表明 ,在气液质量比小于 0 1、雾化压力 0 4MPa时 ,雾化液滴的索太尔平均直径小于 2 4 μm ,粒径分布较均匀 ;在雾化场中 ,沿半径方向浓度呈钟形分布 ,可明显改进喷嘴的燃烧性能。与其它气动雾化喷嘴相比 ,这种喷嘴需要的雾化气量小 ,尤其适用于边际油田或无配套蒸汽锅炉的原油加热炉燃烧器     

新型旋流式与内混式气动雾化喷嘴比较

阐述了新型旋流式气动雾化喷嘴的特点 ,利用激光测速测粒仪详细测量了在不同雾化介质压力与相同气液比下该喷嘴的雾化特性 ,并与现国内外采用的内混式气动喷嘴进行比较。该喷嘴在加热炉中长期使用表明 ,其性能明显优于内混式气动喷嘴。     

甲醇制丙烯(MTP)反应器雾化喷嘴堵塞原因探析

MTP反应器系多段冷激式绝热固定床,反应器内各级催化床层温度的分布与调控是多段反应器首要关注的,同时也是影响反应器内反应过程的关键所在。雾化喷嘴为固定床反应器内的核心设备,其性能的优劣直接决定着反应器内气-液相侧线反应物的分配与分布。以MTP反应器内的雾化喷嘴为主要研究对象,结合MTP工艺特点,借助X射线荧光光谱仪(XRF)、激光粒度仪、超声波粒度测试仪和灰分测定仪等表征手段,详细分析了侧线液相反应物中的悬浮颗粒的元素组成、粒径尺寸,研究了雾化喷嘴液相孔径中固体堵塞物的元素组成、粒径分布及有机碳含量,从而探明引起MTP反应器雾化喷嘴堵塞的原因,并提供相应的技术方案用于解决雾化喷嘴的堵塞。实验结果表明,雾化喷嘴内获取的堵塞物以黑色粉末和土灰色粉末为主,其颗粒粒径范围分别为1.259μm~363.078μm和0.631μm~363.078μm,主要组分为Al_2O_3、SiO_2、Cr_2O_3和Fe_2O_3;而侧线液相反应物过滤器内的固体残留物以Al_2O_3、SiO_2和Fe_2O_3为主,颗粒粒径介于208.93μm~478.63μm。     

重油催化裂化新型进料雾化喷嘴通过技术鉴定

由中国石化集团北京设计院、西北工业大学、中国石化集团荆门石油化工总厂、锡山市石油化工设备总厂共同开发研制的重油催化裂化 BWJ型进料雾化喷嘴近日通过了中国石化集团公司技术开发中心组织的技术鉴定。BWJ型双流体离心式喷嘴 ,其核心技术是采用独创的乏液两相旋流器 ,实现液流的均匀雾化。在开发研制过程中 ,经过优选 ,确定了性能优良的喷嘴结构 ,在此基础上根据不同处理量优化了结构尺寸 ,形成了设计系列并建立了完善的设计计算方法。冷态试验表明 ,BWJ型喷嘴雾化性能优越 ,小于 80μm的粒径达到了 89.9% ,而大于 110μm的粒径为 …     

外混合喷嘴液相孔尺寸对雾化性能的影响

借助"冷模"实验,以甲醇制丙烯(MTP)反应器外混合式雾化喷嘴为研究对象,分别选用N_2和H_2O为实验模拟介质,考察了液相孔结构与气液质量流量比(G/L)对雾化粒径分布、雾化角和雾化覆盖直径的影响规律。实验结果表明,当G/L=12.19、截面积比为0.022 3时,雾滴对应特征中值直径和最大直径分别为16.75μm和60.81μm,雾滴粒径分布介于5.49～40.89μm之间,雾化角达12.2°;且覆盖直径随着截面积比增大而略有增加,当液相通道内径为1.0 mm、液相环隙通道外径为12.22 mm和气相环隙通道内径为13.34 mm时,喷嘴对应覆盖直径达720 mm。     

气体辅助雾化喷嘴气液初始作用角度实验研究

在对各种空气辅助雾化喷嘴及其雾化特性分析的基础上,针对气液初始作用时的结构,以空气、水为工质,利用LS-2000分体式激光喷雾液滴粒度分析仪对催化裂化进料喷嘴的雾化特性进行了详细的实验研究.在考虑了喷嘴结构、气液比(ALR)及压力等因素后,测量了不同气液初始作用角度下通过喷嘴后形成的液体雾化粒子的粒度大小和粒径分布,实验结果表明,气液初始作用角度的大小对进料喷嘴雾化效果的影响不明显.     

石英介质中甲烷水合物生成特性的实验研究

在恒容条件下,实验研究了甲烷水合物在不同粒径的石英介质体系中的生成特性。在不同初始压力(9MPa、12MPa和15MPa)、不同水浴温度(3℃、5℃、7℃和9℃)以及不同粒径(2μm、5μm和229μm)的条件下,研究了以上各因素对水合物生成规律的影响。实验表明,在粒径为2μm石英介质中,水合物的生成速度较快;在生成初期,水合物生成时体系温度迅速上升,温度的升高受到水合物平衡生成温度的限制;随着水合物生成量的增大,生成过程开始受到传质过程的控制;水的转化率随着水浴温度的降低与初始生成压力的增大而增大,但增大的幅度并不显著。粒径229μm的石英砂中,水合物的生成速度与最终水的转化率均明显低于粒径为2μm与5μm时,水合物的生成受到传质过程控制。     

乳化管输重油催化裂化试验研究

对利用乳化重油作为催化裂化原料进行了探讨 ,认为重油经乳化后减小了原料雾化后油滴直径 ,改善了催化剂与原料的接触环境和产品分布 ,在乳化剂用量 3 0 0 0 μg/g,掺水量 4%左右时 ,可以提高轻油收率 1 .80个百分点 ,干气和焦炭产率分别下降 0 .3 3和 0 .3 5个百分点 ,产品性质基本不变     

超音速雾化排水采气工艺数值模拟与现场应用

针对超音速雾化排水采气工艺在川西坳陷中浅层气藏应用缺乏理论指导的问题,开展了数值模拟研究及现场试验。首先,基于川西坳陷中浅层有水气藏生产井实际工况建立了超音速雾化喷管数值模型,围绕气井生产动态特征开展了喷管两相流数值模拟,并通过室内实验结果验证了模型正确性,通过求解获得了雾化喷管内部流体各相流动特征参数的分布。对气井生产特征参数以及喷管结构参数进行了敏感性分析,明确影响超音速雾化排水采气工艺应用效果的主控因素,形成了适用于川西坳陷中浅层气藏的超音速雾化排水采气工艺理论。研究表明:喷管渐缩段对于流体流动特性影响较小,而流体流经喷管喉部至渐扩段,各特征参数发生剧烈变化;气体流经雾化喷管被加速达到音速时,临界压力比值为1.35,该数值可作为判断工艺有效性的技术指标;入口压力对工艺效果整体影响较大,而产气量及气液比则主要通过控制喷管入口前井段的携液来影响工艺效果,被气流携带进入喷管内部的积液均在超音速气流作用下实现雾化。基于理论研究设计了施工参数,优选气井开展了现场试验,结果表明超音速雾化排水采气技术可实现气井节流稳压的同时强化见水气井的携液能力,改善井筒流态,降低井筒压力损失,对延长川西坳陷中浅层气井稳产期具有重要意义。     

砂岩储层清水和污水混注对储层损害的实验评价

注入水中乳化油含量和悬浮颗粒含量及粒径一直是控制砂岩油藏注入水水质的重要指标。利用正交试验原理,通过实验系统评价了乳化油和悬浮颗粒共存时乳化油滴浓度、固相颗粒含量及粒径、渗透率及注入孔隙体积的相互作用及其对中高渗储层吸水能力的影响。结果表明,对于污水回注或清水、污水混注的砂岩地层,乳化油和悬浮颗粒共存比其单一存在时对地层吸水能力的损害要严重。当油滴粒径小于10μm时,岩心损害程度大于70%,油滴粒径大于30μm时,岩心损害程度低于50%。对于给定孔喉的岩心,有一个临界颗粒粒径。临界固相颗粒粒径随渗透率(即孔喉大小)的变化而变化,而临界油滴粒径基本不随渗透率变化,粒径约为15μm。     

催化裂化进料喷嘴压降分级结构对其雾化效果的影响

压降是喷嘴雾化的原动力。喷嘴各级结构和雾化原理不同,其雾化效率就存在差异。采用具有不同压降分级结构的喷嘴进行了多种工况下的雾化实验,利用LS-2000型激光粒度仪对雾化场进行了测量。结果表明,喷头段雾化效率明显高于喷嘴其他各段;当喷头段压降占总压降的比值增大时,喷雾粒径变小;当喷头段压降与总压降的比值约为0.7时,喷嘴雾化效率较优。     

Application of “Micro-demolition Atomization” Theory in Feedstock Atomization for RFCCU

Based on the “Micro-demolition Atomization” theory of emulsified heavy oil combustion, the heavy oil catalytic cracking feedstock was emulsified by compound nonionic surfactant. The water was dispersed uniformly into oil with drops about 1-5 µm, and could be formed stable water-in-oil emulsion with oil. After being in contact with high temperature regenerated catalyst, the emulsified feedstock was atomized demolishedly, which changed atomization mode and reduced the diameters of liquid drops to about 5 µm, enhanced the effect of catalytic cracking reaction, improved the selectivity of coke and increased the recovery of light oil. The pilotscale test result of catalytic cracking showed that, compared with unemulsified feedstock under the same conditions, the recovery of light oil was increased by 2-3%, the yield of coke was reduced by 0.5-1.0%, and the yield of dry gas was reduced by 0.5-1.5%,respectively. The application of the “Micro-demolition Atomization” theory in the feedstock atomization of the heavy oil catalytic cracking would change traditional atomization mode, and affect the catalytic cracking of the heavy oil significantly.     

Application of “Micro-demolition Atomization” Theory in Feedstock Atomization for RFCCU

Abstract

Based on the “Micro-demolition Atomization” theory of emulsified heavy oil combustion, the heavy oil catalytic cracking feedstock was emulsified by compound nonionic surfactant. The water was dispersed uniformly into oil with drops about 1–5 µm, and could be formed stable water-in-oil emulsion with oil. After being in contact with high temperature regenerated catalyst, the emulsified feedstock was atomized demolishedly, which changed atomization mode and reduced the diameters of liquid drops to about 5 µm, enhanced the effect of catalytic cracking reaction, improved the selectivity of coke and increased the recovery of light oil. The pilotscale test result of catalytic cracking showed that, compared with unemulsified feedstock under the same conditions, the recovery of light oil was increased by 2–3%, the yield of coke was reduced by 0.5–1.0%, and the yield of dry gas was reduced by 0.5–1.5%,respectively. The application of the “Micro-demolition Atomization” theory in the feedstock atomization of the heavy oil catalytic cracking would change traditional atomization mode, and affect the catalytic cracking of the heavy oil significantly.     

Lubricated Pipe Transport of Heavy Crude Oils

Abstract

Optimal conditions for lubricated transport of very heavy crude oils in a horizontal pipeline are established. A central core annular flow is obtained using water as the lubricating fluid and heavy oil as the core of the flow. The pressure drop along the pipe using lubricated transport is 50 times less than the pressure drop required to transport the heavy oil without lubrication. When the conditions of temperature, viscosity, and pressure at the injection nozzle are maintained within a certain range, the lubricated transport, with 70% heavy oil in the center and 30% water in the outer annulus, remains stable regardless of the pipe wall temperature.     

复合真空除氧器的研究与应用

针对现有除氧器存在占地面积大、能耗高、除氧指标不稳定、运行费用高等问题,研制了复合真空除氧器。该除氧器采用雾化喷嘴、负压泵和解析除氧等关键技术,可使水珠细化并形成二次雾化,最终使喷嘴喷出的雾状颗粒形成实心锥体,达到深化除氧的目的。在胜利油田现河采油厂的应用表明,当供水压力为0.35～0.55MPa、进水含氧质量浓度低于8mg/L时,复合真空除氧器运行稳定,并能使出水含氧质量浓度低于0.06mg/L;该除氧器占地面积小、操作简单、除氧指标低、可以在油田热采领域推广应用。     

超声速旋流天然气分离器研究

超声速旋流分离是天然气处理工艺技术的一大突破。超声速旋流分离器依靠喷管膨胀形成低温超声速流动，依靠超声速翼形成旋流实现水及重烃分离。利用计算流体力学（CFD）技术研究了超声速旋流分离器内的流体物性及流场特性，分析了超声速旋流分离器内温度、压力、速度等特性参数的变化规律，研究了凝析液滴在超声速旋流分离器内的运动轨迹及不同粒径尺寸的液滴在分离器内的停留时间。研究表明，超声速旋流分离器水分及重烃分离效率高，能够替代传统的低温分离工艺。     

物理聚结构件对水包油乳化物分离特性研究

利用重力式油水分离模拟试验装置,以柴油和水为试验介质,通过分析入口和油出口、水出口的油水分离效果以及液滴粒径的分离效率,研究了7种物理聚结构件对油包水乳化物的分离特性。研究结果表明,对于水包油型乳状液,亲油性聚结填料的油水分离效果要优于亲水性聚结填料,表面粗糙的亲油性聚结填料油水分离效果要优于表面光滑的聚结填料;板间距越小,油水分离效果越好;粒径分析方法得到的结论与入口和油出口、水出口的油水分离效果所得到的结论一致,聚结构件能进行有效分离的粒径为20μm以上。