丙烯聚合多區(qū)流化床反應(yīng)器內(nèi)氣固流動(dòng)行為的數(shù)值模擬.pdf

1、2001年意大利Basell公司提出多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器生產(chǎn)工藝，將循環(huán)流化床反應(yīng)器的優(yōu)勢應(yīng)用于聚烯烴的生產(chǎn)，提高產(chǎn)品性能。循環(huán)流化床提升管段存在典型的軸向和徑向非均勻流動(dòng)結(jié)構(gòu)，氣固流動(dòng)行為復(fù)雜。本文基于計(jì)算流體力學(xué)的數(shù)值模擬方法，在研究FCC(fluid catalytic cracking)氣固兩相動(dòng)力學(xué)特性的基礎(chǔ)上，深入對動(dòng)力學(xué)模型的理解并參照該模型建立聚丙烯氣固兩相動(dòng)力學(xué)模型，進(jìn)而對聚丙稀(Polypropylene，PP)體系的氣固

2、動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行深入探討。 應(yīng)用歐拉雙流體模型及顆粒動(dòng)力學(xué)理論，對FCC氣固體系的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行數(shù)值模擬。提升管內(nèi)存在典型的非均勻流動(dòng)結(jié)構(gòu)。固含率軸向分布為S型分布，床層壓降的軸向不均勻分布是由曳力模型決定的，數(shù)值模擬結(jié)果表明考慮到不同固含率下氣固作用不同的Gidaspow曳力模型能夠準(zhǔn)確描述軸向非均勻的流動(dòng)結(jié)構(gòu)。顆粒徑向分布為典型的環(huán)核流動(dòng)結(jié)構(gòu)，顆粒在壁面處采用的部分滑移條件能夠準(zhǔn)確描述其在該處的動(dòng)力學(xué)行為。宏觀變量固含率顯著影

3、響微觀顆粒脈動(dòng)，顆粒溫度在固含率為0.05-0.1時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)折，這是顆粒的微相結(jié)構(gòu)發(fā)生變化造成的，顆粒運(yùn)動(dòng)從單顆粒過渡到顆粒團(tuán)為主。通過功率譜方法對提升管內(nèi)的壓力脈動(dòng)分析，局部流動(dòng)結(jié)構(gòu)與壓力脈動(dòng)的主頻及幅值直接相關(guān)，單顆粒及絮狀物具有不同的脈動(dòng)特性。通過對歐拉雙流體模型探討，深入了解其機(jī)理及參數(shù)的選取。 將FCC氣固兩相流體動(dòng)力學(xué)模型應(yīng)用于聚丙烯氣固兩相流動(dòng)體系，數(shù)值模擬不同操作條件提升管內(nèi)氣固流動(dòng)特性，并從流動(dòng)結(jié)構(gòu)、床層壓力脈動(dòng)