催化裂化提升管反应气液固3相流动反应的数值模拟：Ⅰ.气？…

在已建立的催化裂化提升管反应器气固两相流动反应模型的基础上,把原料油液雾的流动,传热,气化过程及其对反应结果的影响全部纳入模型中,对催化裂化提升管反应器进行了３维微分模拟,考察了原料液雾流动气化过程及其影响,建立了提升管反应器气液固３相流动反应模型,数值模拟方法及相应的程序,利用该模型对工业提升管反应器进行数值模拟研究,可获得原料液雾流动气化过程的重要信息。     

催化裂化提升管反应器气液固3相流动反应的数值模拟：Ⅳ …

应用已建立的催化裂化提升管反应器气液固３相流反应模型及其程序对原料油雾化程度对反应结果的影响进行了数值模拟研究，从原料液雾流动和气化的机理和本质方面对原料液雾雾化效果的影响进行了考察。     

催化裂化提升管反应器气液固3相流动反应的数值模拟IV.原料液雾油滴粒径变化的数值模拟

应用已建立的催化裂化提升管反应器气液固 3相流动反应模型及其程序对原料油雾化程度对反应结果的影响进行了数值模拟研究 ,从原料液雾流动和气化的机理和本质方面对原料液雾雾化效果的影响进行了考察。结果表明 ,雾化效果越好 ,液雾粒径越小 ,轻质油收率就越高 ,产品分布就越理想。气固两相流动反应模型的的原料油瞬间气化的假设 ,基本体现了原料油极端雾化的流动反应状况     

催化裂化提升管反应器气液固3相流动反应的数值模拟 Ⅱ. 原料液雾流动气化过程的数值模拟

应用已建立的提升管反应器气液固３相流动反应模型,对两套工业馏分油催化裂化装置的提升管反应器内的流动、传热及裂化反应进行了系统的数值模拟,得到了原料油液雾流动与气化状况的实际图像。模拟结果表明,原料液雾相的流动是非常复杂的,在轴向、径向和圆周方向上都存在较大的梯度,且表现出与气固两相相似的流动形态。原料油液雾生存区,自下而上由小变大又变小;自轴线向边壁由大变小。随着气化过程的进行,液雾颗粒相的整个特性都在发生变化,正是这一复杂的气化过程,对其它两相的流动、传热及反应产生重要的影响     

催化裂化提升管反应器气液固3相流动反应的数值模拟：Ⅱ.？…

应用已建立的提升管反应器气液固３相流动反应模型,对两套工业馏分油催化裂化装置的提升管反应器内的流动,传热裂化反应进行了系统的数值模拟,得到了原料油液雾流动与气化状况的实际图像。模拟结果表明,原料雾相的流动是非常复杂,在轴向,径向和圆周方向上都存在较大的梯度,且表现出与气固两相相似的流动形态。     

催化裂化提升管反应器气液固3相流动反应的数值模拟Ⅲ.流动传热及反应的数值模拟

在对工业提升管反应器气液固３ 相系统的数值模拟,得到原料液雾流动与气化状况的基础上,获得了气固两相的速度场、温度场和浓度场的详细信息, 并与两相模型的相应结果进行了对比。模拟结果表明, 提升管下部是最复杂的部分,气固两相流场、湍动能以及催化剂颗粒浓度场在轴向、径向和圆周方向都存在着较大的梯度。气固两相温度分布在３ 个坐标方向上是非常不均匀的, 但两相温差除喷嘴附近外均较小,反应结果表现出类似的不均匀分布形态。出口处反应温度和气相各组分浓度的计算值与工业数据吻合较好,说明模型对工业催化裂化提升管反应器流动反应状况的良好预测性,也验证了本研究的合理性和可靠性。与两相模型的结果对比发现, 各物理量的空间分布形态基本一致, 但在进料区域因对进料的模化方法不同而有一定差异。由于３相模型较真实地体现了原料气化过程及其影响,且出口计算结果更接近工业数据,故其预测性、合理性和可靠性都优于气固两相流动模型。     

催化裂化提升管反应器气液固3相流动反应的数值模拟：Ⅲ.？…

在对工业提升管反应器气液固３相系统的数值模拟,得到原料液雾流动与气化状况的基础上,获得了气固两相的速度场,温度场和浓度场的详细信息,并与两相模型的相应结果进行了对比。模拟结果表明提升管下部是最复杂的部分,气固两相流场,湍动能以及催化剂颗粒浓度场在轴向,径向和圆周方向都存在着较大的梯度。     

提升管反应器气固两相流动反应模型及数值模拟 Ⅰ.气固两相流动反应模型的建立

在气固两相湍流流动模型和细致的催化裂化反应动力学集总模型基础上，全面系统地考虑两相流动、传质、传热、反应等复杂因素，建立了催化裂化提升管反应器三维气固两相流动反应模型，形成了相应的数值解法，编制了大型的模拟计算程序，并以此对工业提升管反应器进行数值模拟研究，展示其内部流动、传热、传质及反应等化学工程细节。     

提升管反应器固两相流动反应模型及数值模拟

在气固两相湍流流动模型和细致的催化裂化反应动力集合模型基础上，全面系统地考虑两相流动，传质，传热、反应等复杂因素，建立了催化裂化提升管反应器三维气固两相流动反应模型，形成了相应的数值解法，编制了大型的模拟计算程序，并以此对工业提升管反应器进行数值模拟研究，展示其内部流动，传热，传质及反应等化学工程细节。     

提升管反应器气固两相流动反应模型与数值模拟 Ⅱ.工业提升管反应器气固两相流动反应的数值模拟

应用本文（Ⅰ）建立的提升管反应器气固两相流动反应模型，对工业催化裂化提升管反应器中流动、传热、裂化反应进行了系统的数值模拟，得到了提升管内部气固两相的流场、温度场、浓度场等详细的信息；揭示了提升管内部流动、传热与反应的基本性质与特点。模拟结果表明，在轴向、径向和圆周切线方向都存在着流动、传热与反应的不均匀分布；进料段是整个提升管反应器最复杂的部分，提升管出口处反应温度和气相组分浓度的模拟计算值和工业装置数据基本吻合。说明模型对工业提升管反应器内的流动、传热和反应都具有较好的预测性，这在一定程度上也验证了它的合理性和可靠性。     

提升管反应器气固两相流动反应模型与数值模拟：Ⅱ.工业提 …

应用本文（Ｉ）建立的提升管反应器气固两相流动反应模型。对工业催化裂化提升管反应器中流动、传热、裂化反应进行了系统的数值模拟，得到了提升管内部气固两相的流场、温度场、浓度等详细的信息；揭示了提升管内部流动、传热与反应的基本性质与特点。模拟结果表明，在轴向、径向和圆周切线方向都存在着流动、传热与反应的不均匀分布；进料段是整个提升管反应器最复杂的部分，提升管出口处反应温度和气相组分浓度的模拟计算值和工业     

提升管反应器气固两相流动反应模型及数值模拟：IV.进料段 …

由已建立的催化裂化提升管反应器流动反应模型及其程序对提升管反应器进料段改进操作，优化流动状况等方面进行了数值模拟研究，从气固两相流动机理对提升管进料段内的流动状态进行了分析，从而可定量地掌握这一过程操作改进的实质，结果表明，提高预提升蒸汽量，可改善提升管反应器进料段内的流动状态，优化气固两相的接触，减少回流引起的油气与催化剂的返混，且随着预提升蒸汽量的提高，轻质油收率增加，气体和焦炭产率下降，产物     

提升管反应器气固两相流动反应模型及数值模拟Ⅳ.进料段消除回流的数值模拟

由已建立的催化裂化提升管反应器流动反应模型及其程序对提升管反应器进料段改进操作、优化流动状况等方面进行了数值模拟研究，从气固两相流动机理对提升管进料段内的流动状态进行了分析，从而可定量地掌握这一过程操作改进的实质。结果表明，提高预提升蒸汽量，可改善提升管反应器进料段内的流动状态。优化气固两相的接触，减少回流引起的油气与催化剂的返混，且随着预提升蒸汽量的提高，轻质油收率增加，气体和焦炭产率下降，产物分布得到改善。     

提升管反应器气固两相流动反应模型及数值模拟 Ⅲ.注终止剂技术的数值模拟

应用已经建立的催化裂化提升管反应器流动反应模型和对工业提升管反应器流动反应数值模拟的结果，对采用反应终止剂技术的提升管反应器进行了数值模拟研究。结果表明，催化裂化提升管反应器数值模拟可为反应终止剂技术的实施解决确定注入位置和选择终止剂两个问题；另外还能优化方案，提供指导性的先期理论分析数据。结果还表明，以水为终止剂优于汽油；设计的方案Ⅰ是最好的，即对馏分油催化裂化过程只是较大程度地降低提升管反应器上部的温度就会达到更理想的产品分布。     

提升管反应器气固两相流动反应模型及数值模拟：Ⅲ.注终止 …

应用已经建立的催经裂化提升管反应器流动反应模型和对工业提升管反应器流动反应模拟的结果，对采用反应终止剂技术的提升管反应器进行了数值模拟研究。结果表明，催化裂化提升管反应器数值模拟可为反应终止剂技术的实施解决确定注入位置和选择终止剂两个问题；另外还能优化方案，提供指导性的先期理论分析数据，结果还表明，以水为终止剂优于汽油；设计的方案Ⅰ是最好的，即对馏分油催化裂化过程只是较大程度地降低提升管反应器上部     

重油催化裂化反应历程数值模拟Ⅰ.模型建立及流体力学性能模拟

在气、固两相流体动力学模型的基础上，采用基于机理反应的14集总模型，考虑了反应温度、局部固体浓度变化以及流动对重油催化裂化反应的影响，建立了重油催化裂化流动-反应耦合模型；采用该模型计算了提升管反应器内气、固两相流动形态。结果表明．提升管内气、固两相沿轴向、径向和切线方向的流动不均匀，并非完全对称流动，而以S型螺旋形上升流动。受喷嘴区高速射流的影响，喷嘴上方固体颗粒呈向下流动趋势，形成一个诱导回流区域。     

催化裂化提升管内气固流动特性的数值模拟

采用欧拉双流体模型及颗粒动力学理论对Y型提升管内的气固两相流动进行了三维数值模拟研究。分析了提升管内的气固流动特征,比较了不同表观气速和不同颗粒循环量下提升管内的运动特性。研究结果表明,提升管内存在典型的非均匀流动特点,固含率轴向分布为单调递减分布,径向分布为典型的环核流动结构,表观气速和颗粒循环量对提升管内的流动有重要影响。     

导流筒结构对气升式环流反应器内气液两相流动的影响

使用欧拉-欧拉两流体模型研究了导流筒结构对气升式环流反应器内气液两相流动的影响。对物理模型进行了网格独立性的考察,使用Chisti关系式验证计算流体力学数值模型的可靠性,并在此基础上预测环己烷氧化反应器内导流筒直径、导流筒在反应器内的高度以及导流筒喇叭口的开度对反应器内气液两相流动的影响。模拟结果表明,导流筒上部增加喇叭口可有效提高反应器的气液分离能力,喇叭口直径增大,气液分离效果增强;导流筒直径增大,液相循环量增大,液相混合效果增强;随导流筒在反应器内的位置升高,液相表观速度和液相循环量呈增加的趋势并趋于稳定,而气含率则变化不大。     

催化裂化提升管中的流动结构及气固接触效率

在循环流化床冷模实验装置上对催化裂化提升管中的流动结构及气固接触效率进行详细研究,根据气体和颗粒的分布情况,定义相对气固接触效率(RCE)和截面平均气固接触效率(CCE)。研究结果表明:提升管中存在不均匀的轴、径向流动结构,不利于催化裂化反应;催化裂化提升管在边壁区的相对气固接触效率较高, 截面平均气固接触效率随着提升管高度的增加而快速减小。     

变径提升管反应器扩径段内气固流动特性研究

在变径提升管冷模装置上,以空气和催化裂化平衡剂为介质,考察了颗粒浓度的轴径向分布情况,并对扩径段内的微观流动特性进行了分析。结果表明,变径提升管内颗粒浓度整体上呈“上稀下浓”的分布形式,且沿轴向高度径向不均匀指数逐渐减小。与传统提升管底部相比,扩径段内颗粒浓度及间歇性指数显著增大,且沿径向分布更均匀,说明气固作用力显著增强,并且气固微观流动行为沿径向变化梯度减小。气固微观流动行为受反应器结构影响显著,变径提升管扩径段内气固流动行为类似湍流床,颗粒浓度波动幅度大,频率高,稀相和浓相分布相对均匀,有利于强化气固两相的接触及混合过程。