液-液混合器工藝設(shè)計

1、本標(biāo)準(zhǔn)適用于煉油廠常用液-液混合器的工藝設(shè)計。常用液-液混合器包括噴射式混合器和靜態(tài)混合器。噴射式混合器的適用范圍噴射式混合器借助主流在混合器噴嘴產(chǎn)生壓力降，抽進(jìn)次流，既實(shí)現(xiàn)主流、次流的液-液混合，又可使混合后的液體壓力高于次流。噴射式混合器在油品的酸堿洗滌以及酸堿液的配制過程中使用較為普遍。2 噴射式混合器2.1噴射式混合器的結(jié)構(gòu)及基本應(yīng)用流程噴射混合器主要由噴嘴、接受室、混合室和擴(kuò)散室等組成，如圖2.1-1所示。用于酸堿洗滌過程中通常有兩種基本流程，如圖2.1-2 a)和b)所示。圖2.1-2 a)為循環(huán)流程，圖2.1-2 b)為一次通過流程。煉油廠在油品的堿洗過程中，采用循環(huán)流程較多。圖

2、2.1-1 噴射混合器結(jié)構(gòu)示意圖a) 循環(huán)流程 b) 一次通過流程圖2.1-2 酸堿洗滌流程示意圖2.2噴射式混合器尺寸的確定2.2.1 混合器壓力降和混合器進(jìn)出口壓力的確定混合器的壓力降P（主流在混合器入口處壓力與混合器出口處壓力差）關(guān)系到混合均勻的程度。不同油品精制（酸堿洗滌）時，對混合器的壓力降要求不同，對于堿洗、水洗過程，P可取MPa；對于酸洗過程，P可取MPa。循環(huán)流程的示意圖見圖2.2.1。圖2.2.1 循環(huán)流程示意圖在循環(huán)流程中，次流在混合器入口處的壓力PS可按式2.2.1-1計算。PSPd-P1+10-6×H×cp×g(2.2.1-1)混合器出口處

3、的壓力可按式2.2.1-2計算：PmPd+P2+10-6×H×m×g(2.2.1-2)式中：PS次流在混合器入口處的壓力，MPa；Pd沉降罐的操作壓力，MPa；Pm混合器出口處的壓力，MPa；P1次流入口管系壓力降，MPa；P2混合器出口至沉降罐入口管系壓力降，MPa；m輸送溫度下的混合液體密度，kg/m3；H沉降罐入口與混合器出口標(biāo)高差，m；cp輸送溫度下的平均密度，kg/m3。Hcph1´1+ h2´2，（1、2近似為輸送溫度下的主流、次流密度），為簡便，建議取cpm，g2。在主流、次流混合比給定后可按式2.2.1-3計算混合液體重度m：(

4、2.2.1-3) (2.2.1-4)式中：m輸送溫度下的混合液體密度，kg/m3；P輸送溫度下的主流密度，kg/m3；S輸送溫度下的次流密度，kg/m3；GP主流質(zhì)量流量，kg/s；GS次流質(zhì)量流量，kg/s；u混合比。主流在混合器入口處的壓力PP可按式2.2.1-5計算：PPPm+P (2.2.1-5)式中：PP混合器入口處的壓力，MPa；Pm混合器出口處的壓力，MPa；P混合器的壓力降，MPa。主流與次流的壓差可近似按式2.2.1-6計算：PPPP-PSPm+P-PSP1+P2+P (2.2.1-6)式中：PP主流與次流壓差，MPa；P1次流入口管系壓力降，MPa；P2混合器出口至沉降罐入

5、口管系壓力降，MPa；P混合器的壓力降，MPa。2.2.2 噴嘴出口截面積和直徑噴嘴出口截面積可按下列近似公式計算：(2.2.2-1)式中：An噴嘴出口截面積，m2；GP主流質(zhì)量流量，kg/s；1主流通過噴嘴處的流量系數(shù)，取；P輸送溫度下主流密度，kg/m3；PP主流與次流壓差，MPa。噴嘴直徑dn按式2.2.2-2計算：(m) (2.2.2-2)2.2.3 圓柱形混合室截面積、直徑的計算當(dāng)給定混合比后，圓柱形混合室截面積可按下式計算：(2.2.3-1)´´(1+u)2-´´u2 (2.2.3-2)b=´´(1+u)2(2.2.3-3

6、)式中：At圓柱形混合室截面積，m2；An噴嘴出口截面積，m2；P、S、m分別為輸送溫度下主流、次流、混合液的密度，kg/m3；u混合比。混合室直徑dt為：dt (m) (2.2.3-4)2.2.4 接受室錐體起始端直徑在接受室錐體部分主流次流開始混合。起始端的直徑可按次流以m/s的流速流經(jīng)噴嘴與起始端截面之間的環(huán)形截面來確定，即可按式計算。(2.2.4)式中：VS次流體積流量，m3/s；di起始端直徑，m；dn噴嘴直徑，m；S噴嘴壁厚，m。2.2.5 噴嘴出口至圓柱形混合室入口距離噴嘴出口至圓柱混合室距離LB的示意圖見圖2.2.5所示，用下式求出自由射流直徑d及自由射流距離LC1、LC2，進(jìn)

7、而求出LB。圖2.2.5 噴嘴出口至圓柱混合室距離LB的示意圖當(dāng)混合比u：(2.2.5-1) (2.2.5-2)當(dāng)混合比u： (2.2.5-3)(2.2.5-4)當(dāng)ddt時：LB=LC1 (2.2.5-5)當(dāng)ddt時：LB=LC1+LC2 (2.2.5-6) (2.2.5-7)式中：LB噴嘴出口至圓柱形混合室入口距離，m；d自由射流直徑，m；di起始端直徑，m；dn噴嘴直徑，m；dt混合室直徑，m；LC1接受室錐體由dn變至d的距離，m；LC2接受室錐體由d變至dt的距離，m；u混合比；接受室收縮角之半。2.2.6 圓柱形混合室長度圓柱形混合室長度LC（見圖2.1-1）是關(guān)系到混合好壞的關(guān)鍵尺寸。依經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)混合比u2時，可按下式計算：LC(24)´dt (2.2.6)式中：LC圓柱形混合室長度，m；dt混合室直徑，m。對于容易發(fā)生混合過度現(xiàn)象的過程（例如某些煤油、柴油的堿洗，易發(fā)生乳化），LC應(yīng)取較小的值。2.2.7 擴(kuò)散器的擴(kuò)散角和長度擴(kuò)散器的擴(kuò)散角關(guān)系到擴(kuò)散器的效果好壞，擴(kuò)散角過小或過大，均會造成壓頭損失。推薦取10°15°，此時擴(kuò)散器的長度LD為： (2.2.7)式中：LD擴(kuò)散器的長度，m；擴(kuò)散器的擴(kuò)散角；dm噴射混合器出口直徑；d