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。     

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。     

管式气液分配器数值模拟研究

气液分配器是固定床加氢反应器的重要内构件。选用欧拉-欧拉多相流模型和RNG k-ε 湍流模型对管式分配器性能进行数值模拟,对比了3种分配器加碎流板和不加碎流板时的分配性能。结果表明,增设碎流板后,分配器的分配性能有了显著的提高,但分配器的压降增加;侧圆孔90°交叉布置加碎流板的斜口管分配器分配性能最佳;增设碎流板后,气体进入分配器的方式及溢流孔的布置方式对分配器分配性能的影响大大降低。     

气液并流上流式反应器中的气泡特性研究

在冷模试验装置中对气液并流上流式反应器中的气泡特性进行了研究,考察了气体流量和液体流量对气泡Sauter平均直径、气泡上升速率和床层压降的影响。结果表明：气泡平均直径和气泡上升速率均随气体流量的增大和液体流量的减小而增大;气泡直径分布和气泡上升速率分布均沿反应器径向先增大后减小;床层压降随气体流量的增大而先增大后减小,但受液体流量的影响不显著。通过对试验数据进行无量纲分析,提出了气泡Sauter平均直径与液相雷诺数、气相雷诺数的关系式,结果表明该式能较好地预测气泡Sauter平均直径。     

新型气升式内环流反应器气含率的研究

研究了新开发的方型气升式内环流反应器的气含率。在同等可比条件下，将其与普通同心圆型气升式内环流反应器及方型、圆型鼓泡塔的气含率作了比较，对实验结果进行了关联。实验结果表明，新型气升式反应器的气含率均高于其它相应比较的圆型气升式反应器及鼓泡塔。     

上流式反应器气-液-固三相床层气含率模型研究

从热力学基本定律——熵增定律和能量最低定律出发,考虑系统宏观动能、势能及内能的转化,通过对系统各种能量的表达,建立上流式反应器气-液-固三相床层气含率与系统条件(如流体流速、黏度、催化剂物性)的定量关系。在热力学定律基础上,提出相关物理量“变动级数”的概念,结合不同操作条件和不同催化剂装填方案的冷模试验,研究流体及催化剂物性对床层气含率的影响规律。采用所建立的气含率模型拟合各种操作条件及多种催化剂装填方案下的试验数据,拟合平均相对偏差均小于5%,参数合理且能反映气、液、固三相性质对床层气含率的影响规律。建立一个优良的模型来描述上流式反应器气-液-固三相床层气含率,对上流式加氢工艺的研究具有重要指导意义。     

鼓泡反应器的工艺设计

从工程设计的角度，以影响气液传质主要因素人手，低能耗为目标。应用鼓泡技术对鼓泡反应器的操作条件以及物料工况作了优化。通过计算得到：操作气速为0．10m/s时，可在低压力降下达到理想的气含率以及轴向混合效果：进料气体温度为50℃，液体温度为35℃时，可使反应器无需加热或撤热设备；降低操作压力可以降低鼓泡反应体系动力消耗，以达到降低能耗的目的。     

鼓泡塔内气液两相流的研究

用激光多普勒测速仪和粒子成象测速仪详细测量了气液鼓泡塔内气液并流和气液逆流时的流速分布、湍流度分布和气含率分布,并总结出了湍流度、气含率径向分布关联式。在气含率关联式中,首次考虑了塔高的影响。气泡的存在增强了液相湍动。气液并流时,在升力作用下气泡集聚在塔中心区。气液逆流时,气泡集聚在塔壁面附近。中心速度较大且随着表观气速的增大而增大。塔壁附近出现返混区,零轴向速度和最大湍流度均发生在相对半径ｒ／ Ｒ≈０－７ 左右。     

PSO-SVR-RSM在加氢反应器气液分配器结构优化中的应用

针对计算流体力学（CFD）在滴流床气液分配器结构设计优化时速度慢和计算时间成本高等缺点,选择支持向量回归（SVR）模型作为代理模型用于预测输出。为了获得快速准确的SVR模型,采用粒子群优化（PSO）算法来优化SVR的参数,包括惩罚系数C、核函数的参数g和不敏感损失系数ε。以PSO-SVR混合模型为数据源,结合响应面法（RSM）计算出与最小液体分布不均匀度相对应的结构参数。CFD结果与RSM法预测值显示出良好的一致性,液体分布不均匀度分别为0.159和0.162。提出的混合PSO-SVR-RSM方法为指导滴流床中气液分配器的优化设计提供了有效的工具。     

气-液柱状旋流式分离器控制策略综述

随着气-液柱状旋流式分离器(GLCC)的广泛应用,对其分离效果的要求也越来越高。通过在GLCC分离装置中引入控制系统,可以减小内部液位压力的波动,从而保证良好的气液分离效果。控制系统的优劣决定了气液分离效果的好坏,进而影响整个计量系统的性能。总结了用于GLCC的多种控制策略,并对未来控制策略的研究和应用进行了展望。     

气井泡排后气液分离不充分分析及措施研究

目前靖边气田在未采取泡沫排水采气措施的情况下,集气站气液分离状况良好,脱水撬运行平稳。但采取泡沫排水采气措施后,相应站内气液分离不够充分,严重影响脱水撬的高效、平稳运行。分析气液分离不充分的原因,并确定气液高效分离的措施对于提高靖边气田的开发具有重要意义。本文通过对生产动态与起泡剂和消泡剂作用特点的分析研究,以及对携液流动时间和破泡时间的分析计算,结合对丝网捕雾器液泛速度的分析,找到了气液分离不充分的原因:产量的波动导致携带泡沫液的天然气从进站加入消泡剂到进入分离器入口前的流动时间短于消泡剂的破泡时间,致使泡沫在破泡不够充分的情况下就进入了分离器;泡排后地层水变为泡沫液,密度大为降低,而破泡不充分使相对较多的残余液沫进入分离器中的丝网捕雾器,大幅降低了丝网的波泛速度,致使液沫容易被气流二次夹带。在对现场实际情况分析的基础上,提出了在泡沫排水采气措施后提高气液分离效率的措施与建议。     

较大高径比不锈钢泡帽拉制

通过设计研究和生产实践 ,提出了一个切实可行的泡帽拉深方案 ,介绍了拉深模的结构特点和冷拉工艺 ,对更大高径比不锈钢泡帽的拉深具有一定的参考价值     

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。     

喷射型分配器的性能研究

分配器是滴流床反应器的重要构件 ,分配器的性能与设计参数和操作条件有直接关系。通过对不同条件下喷射型分配器的性能试验发现 :操作负荷的增加 ,可以明显提高分配器的液体分配性能 ;粘度越低的液体 ,分配效果越好 ;提高喷淋点密度 ,有利于提高液体的分配效果 ;喷淋高度只在较低负荷时影响分配器的液体分配性能 ;喷射型分配器的压力降高于普通分配器。     

多室气升式环流反应器气、液、固三相相含率的研究

在一个四流道的多室气升式环流反应器中，以空气-水-聚苯乙烯为体系，考察了气体表观速率对气含率和固含率的影响。结果表明：某一上升室的气含率只与该室气体表观速率有关。上升室和下降室的气含率均随气体表观速率的增大呈现先增大后减小的趋势；上升室和下降室的固含率随气体表观速率的增大均呈现先减小后增大的趋势。同时在鼓泡流下，用漂流通量模型模拟了气含率，上升室和下降室气含率的计算值和实验值的平均相对误差分别为6．90％和9．04％；用无因次法建立固含率的关联式，固含率的计算值和实验值的平均相对误差为2．75％。     

机械消泡法试验研究

研究了机械消泡法中喷射压力、喷嘴直径、气液比和喷嘴与挡板间距离4个参数与消泡率关系.结果表明:喷嘴内外压差越大,泡沫更易膨胀破裂.消泡率随喷射压力上升而增加,推荐喷射压力为0.3～0.5 MPa;相同条件下消泡率随喷嘴直径增加而降低,但是当喷嘴直径＞5 mm时,消泡率随喷嘴直径增大而降低的速度明显趋缓,喷嘴直径宜取5～6 mm;消泡率随气液比的增加而增加,在满足钻井工艺要求的前提下,可以选择含气量较高的泡沫;喷嘴至挡板间距离与消泡率基本无关,但挡板的作用仍然不容忽视.研究结果为实现机械与化学联合消泡提供技术支持.     

漩流鼓泡塔反应器中平均气含率的研究

采用空气-羧甲基纤维素钠水溶液-固体物料体系,对漩流鼓泡塔反应器的气液传质性能进行了研究。在常温(20℃)、常压、非牛顿流体条件下,测试了反应器的平均气含率,漩流鼓泡塔反应器分别装有直板型和弯板型(3种直径)气体喷流器。由实验数据回归得出平均气含率与流体性能、空塔气速之间的关联式。与直流鼓泡塔反应器相比,漩流鼓泡塔反应器的平均气含率较高,其中CBⅡ型漩流鼓泡塔反应器比直流鼓泡塔反应器的平均气含率高20％左右。