流化催化裂化(FCC)提升管反應器氣固流動行為的數(shù)學模型及模擬.pdf

1、隨著原料油重質化、劣質化的趨勢日益嚴重，以及面臨石油化工產品質量和結構不斷變化和提高的新要求，提升管作為高效重質油催化裂化反應器的局限性日益突出。研究FCC提升管反應器內氣固兩相流動行為及其相互作用規(guī)律，剖析反應器不同位置處的反應特征，為強化催化裂化反應過程提供理論指導具有重要意義。
　　本文以FCC提升管反應器內氣固兩相流動行為的多尺度特性為著眼點。首先從單個催化劑顆粒這一介觀尺度出發(fā)，建立FCC商業(yè)催化劑的單顆粒模型。在此基礎

2、上，將其與FCC提升管反應器常規(guī)的CFD模型進行耦合，并引入顆粒粒群衡算模型，建立了同時考慮顆粒團聚、破碎及顆粒內部傳遞行為的氣固兩相流多尺度模型。多尺度模型模擬研究表明:以減壓瓦斯油為原料進行裂化反應時，在提升管底部區(qū)域，顆粒內部傳遞效應顯著，中上部區(qū)域逐漸減小。根據(jù)顆粒內部傳遞對FCC反應的影響，可沿提升管軸向劃分為三個不同的反應區(qū)域:傳遞控制區(qū)，中間過渡區(qū)及反應控制區(qū)。并且，與以往常規(guī)的CFD模型模擬相比，本文建立的多尺度模擬可獲

3、得更為詳細的流場分布信息，更深入的剖析熱、質傳遞及化學反應之間的相互作用及其對最終產品分布、產品選擇性的影響，其對反應器的優(yōu)化設計具有更機理性的指導作用。
　　最后，本文針對廣泛存在的催化劑顆粒靜電效應，建立了FCC提升管反應器的靜電耦合CFD模型，詳細考場了靜電效應對FCC提升管反應器流體力學的影響，并且對不同顆粒帶電量、操作壓力、表觀氣速、固體循環(huán)量等相關工程因素影響下的靜電效應進行模擬分析。研究表明:FCC體系靜電效應明顯，