加氢反应器气液分配器数值模拟与结构优化

采用Fluent软件对加氢反应器中单个泡罩分配器的流体力学性能进行模拟,以BL型气液分配器为基础构型,通过改进其下降管和碎流板结构进行结构优化。结果表明,改进的气液分配器构型与原BL型气液分配器相比,喷洒面积增大255%,不均匀度减小30.19%,压降增大73.63%,综合性能优于原BL型气液分配器。     

BL型气液分配器的试验研究

气液分配器是加氢反应器的重要内构件之一。在对国内引进的联合油（Union Oil）型气液分配器结构剖析的基础上,开发出一种具有碎流板结构的BL型气液分配器。在专用的加氢反应器内构件试验装置上,将BL型气液分配器与联合油型气液分配器进行对比试验。结果表明,BL型气液分配器综合分配性能优于联合油型气液分配器。     

基于CFD的喷射分配器结构优化研究

基于计算流体力学（CFD）对喷射分配器进行了数值模拟与结构优化研究,首先进行了模型验证,确保所选流体力学模型的可靠性,其次对喷射分配器的原始构型进行模拟,得到其压降、分布不均匀度以及分配器下方液相喷洒面积等性能参数。在此基础上,对分配器进气孔数目、开孔位置、喷嘴结构及尺寸进行优化,改进后的分配器的分布不均匀度比原始构型降低57.96%,分配器下方液相喷洒面积增大179.05%,压降增大10%,抗塔板倾斜能力提高2%。结果表明,改进的分配器综合性能优于原始构型。     

基于CFD的喷射分配器结构优化

基于计算流体力学(CFD)对喷射分配器进行了数值模拟与结构优化研究,首先进行了模型验证,确保所选流体力学模型的可靠性,其次对喷射分配器的原始构型进行模拟,得到其压降、分布不均匀度以及分配器下方液相喷洒面积等性能参数。在此基础上,对分配器进气孔数目、开孔位置、喷嘴结构及尺寸进行优化,改进后分配器的分布不均匀度比原始构型降低57.96%,分配器下方液相喷洒面积增大179.05%,压降增大10%,抗塔板倾斜能力提高2%。结果表明,改进的分配器综合性能优于原始构型。     

新型加氢反应器内构件的研究

在专用的加氢反应器试验装置上，中国石化集团洛阳石油化工工程公司设备研究所开发了新型加氢反应器内构件：ERI型入口扩散器、ERI型和BL型气液分配器、ERI型和BL型急冷箱，并将这些内构件与美国联合油公司开发的LOC型反应器内构件进行了比较。与UOC型内构件相比，ERI型入口扩散器液体分配曲线较平缓，压力降较低；ERI型和BL型气液分配器的液体分配曲线平缓，在压力降方面ERI型最低、UOC型居中、BL型较高；ERI型和BL型急冷箱的温度分布不均度均比UOC型的低，在压力降方面ERI型最低，UOC型居中，BL型最高。     

气液并流上行式反应器中分配器压降特性

在冷模试验装置中对气液并流上行式反应器中两种分配器的压降特性进行研究,考察了气体流量和液体流量对分配器压降的影响,结果表明：采用基准气液分配器和新型气液分配器时,分配器压降都随着气体流量的增大而先减小后增大,随着液体流量的增大而增大;在相同条件下新型气液分配器的压降高于基准分配器。针对两种气液分配器分别建立压降模型,压降计算值包括气液分配器的下部入口压降、中部上升管压降和顶部出口压降三部分,模型计算及验证结果表明：基准气液分配器压降中顶部压降占比最大,下部压降和中部压降占比较小,而中部压降中重力压降占比最大,加速压降可忽略不计;压降的模型计算值与试验值随液相流量变化的趋势基本一致,但是在相同条件下压降的计算值大于试验值,且二者的偏差随着液相流量的增大而逐渐增大,其原因是实际分配器中气液两相的流型会发生变化,导致模型计算值偏差变大。     

溢流碎流型气液分配器的开发研究

国内在役和设计的加氢反应器内构件多数使用抽吸型气液分配器的分配技术。洛阳石油化工工程公司对抽吸型和溢流型气液分配器的特点进行了技术分析，开发出一种具有碎流板结构的溢流碎流型气液分配器。在主体为直径600mm的有机玻璃塔实验装置上，采用空气和水介质，将溢流碎流型气液分配器与典型的抽吸型气液分配器进行对比实验，结果表明，溢流碎流型气液分配器的压力降比抽吸型的低，对液相的分配均匀性比抽吸型的好，操作弹性比抽吸型的大。     

固定床反应器内构件-喷射型分配器性能的计算流体力学研究

采用欧拉两相流模型和标准的k-ε湍流模型,建立了一种喷射型分配器的数学模型。在对喷射型分配器基本构型进行模拟分析的基础上,从操作弹性和物性适应性等角度分析了分配器的性能,分析了液相密度、液相黏度和气相密度对分配器性能的影响。结果表明：喷射型分配器能够适应液相进料在某套加氢工艺装置设计负荷的60%~110%范围内的波动;分配器对气 液相物性的适应性较好,能够适用于高黏度油品,当液相密度低于800 kg/m³、气相密度低于30 kg/m³时,能够实现良好的液相分布效果。     

固定床反应器溢流型气液分配盘的性能模拟

以油品和氢气为原料,选用欧拉-欧拉多相流模型和标准k-ε湍流模型,利用计算流体力学（CFD）软件建立了固定床反应器分配盘数学模型,并在验证模型准确性的基础上对由溢流型分配器组成的分配盘进行性能分析,考察了分配器排列方式、间距、分配盘下方空高等因素对分配盘性能的影响。结果表明,当以正方形形式排列,布点间距为118 mm、分配盘与催化剂床层间距为150 mm时,气液分配盘液相分布的不均匀度最小,仅为1.86%,比基本构型分配盘的液相分布不均匀度降低了42.9%。     

固定床反应器内构件-喷射型分配器的结构优化

采用欧拉两相流模型和标准的k-ε湍流模型,对一种喷射型分配器进行了数值模拟,在此基础上探讨了气相入口结构、液相入口数量、出口喷嘴直径等对分配器不均匀度和压力降等性能的影响,进而优化了分配器结构。研究结果表明,改进型分配器气相入口形式为朝向同侧的2孔,液相入口个数为4个,出口喷嘴直径为12 mm,分配器下方200 mm的液相分布不均匀度为0.170 2,与基本构型分配器相比降低了3.46%,可在一定程度上改善分布效果;压力降与基本构型分配器的压力降相近。     

LPT-1型液体分布器的分布性能及工业应用

在试验装置上考察LPT-1型液体分布器的分布性能。结果表明,LPT-1型液体分布器具有良好的分布性能,其分布不均匀度系数与传统的槽式分布器相比,可降低40%以上,用于回流段可显著提高传热效果。在中国石化沧州分公司的工业应用结果表明,与传统的槽式分布器相比,LPT-1型液体分布器可提高减压塔的操作弹性,减少燃料消耗,降低减压塔的压降,提高拔出率。     

新型催化裂化槽式待生剂分配器的冷模实验

针对大型催化裂化再生强化的需要,本研究提出了一种新型的槽式待生剂分配器,在大型冷模实验装置上对其性能进行了系统的评价,并考察了不同操作条件和结构参数对主要性能指标的影响规律,最后和前期研究的两种传统分配器进行了性能对比。结果发现该型分配器只需操作气速大于临界表观气速即可达到得很高的颗粒分配均匀性和颗粒输送能力,而其他因素对其性能影响不大。考虑到工业圆形再生器的实际情况,提出了一个修正的不均匀指数,可以更好地满足工业待生剂分配器设计的需要。和传统船型和管式分配器的性能对比发现,新型槽式待生剂分配器不仅具有更好的颗粒分配均匀性,而且在颗粒输送能力和操作弹性两方面也具有显著的优势,其更本原因在于它更好地解决了分配器内颗粒的流动性问题。     

Cold Model Study and Commercial Test on Novel Vapor-Liquid Distributor of Hydroprocessing Reactor

A novel vapor-liquid distributor was developed on the basis of sufficient study on the existing distributors applied in hydroprocessing reactors. The cold model test data showed that the fluid distribution performance of the novel vapor-liquid distributor was evidently better than the traditional one. Com- mercial tests of the new distributor were carded out in the 300 kt/a gas oil hydrotreating reactor at SINOPEC Changling Branch Company, showing that the new vapor-liquid distributor could improve the fluid distribution, promote the hydrotreating efficiency and lead to better performance than the traditional one.     

固定床反应器内构件-溢流型分配器的数值模拟与结构优化

采用计算流体力学(CFD)软件作为研究工具,以真实的反应液相和气相为物系,利用欧拉-欧拉多相流模型及标准的k-ε湍流模型建立了固定床反应器内构件-溢流型分配器的数学模型.在与文献中实验数据对比验证数学模型正确的基础上,从气相入口结构、液相入口排布方式和碎流板结构等方面对溢流型分配器进行结构优化和性能分析.结果表明,在模...     

新型折流式超重力旋转床传质性能的研究

采用乙醇-水体系对新型折流式超重力旋转床进行了传质性能实验,考察了气相动能因子(F因子)、转子转速对新型折流式超重力旋转床的压降和传质性能的影响。实验结果表明,新型折流式超重力旋转床的压降随F因子、转子转速的增大而增大;每米理论板数随转子转速的增大而增大,随F因子的增大先增大后略有降低;与有液体分布器时相比,无液体分布器时新型折流式超重力旋转床的传质效果更好;与折流式超重力旋转床相比,新型折流式超重力旋转床的压降降低约70%,每米理论板数降低约40%,转子轴功率降低10%～30%。