催化裂化提升管反应器气液固3相流动反应的数值模拟.pdfVIP

( ) 石油学报 石油加工 1999 年 6 月 A CTA P ETROL E I S IN ICA (P ETROL EUM PRO CE SS IN G SECT ION ) 第 15 卷第 3 期 催化裂化提升管反应器气液固 3 相流动反应的数值模拟 . 气液固3 相流动反应模型的建立 高金森 　徐春明　林世雄 (石油大学重质油加工国家重点实验室, 北京 102200) 郭印诚　王希麟 (清华大学工程力学系, 北京 100084) 摘　要　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。 关键词　提升管反应器　原料液雾　气液固 3 相　流动反应模型　数值解法 　　催化裂化提升管反应器气固两相流动反应模 原料油液雾流动气化过程及其影响, 建立提升管 型是在气固两相湍流流动模型和细致的裂化反应 反应器气液固3 相流动反应模型和数值模拟方法 集总动力学模型基础上, 全面系统地考虑提升管 及程序, 对提升管反应器内发生的复杂过程进行 内流动、传热、传质及反应等复杂因素影响的综 理论解析。该模型仍然是针对以馏分油为进料的 合性模型。通过对工业提升管反应器的数值模拟, 反应过程。 可以展示其内部流动、传热、传质及反应等化学 工程细节[ 1, 2 ] 。但是, 由于该气固两相流动反应模 1　物理模型 型把原料油液雾假设成在进入提升管时已瞬间气 文献[ 1] 分析得到了馏分油催化裂化提升管 化并达到气化温度的气相进料, 而未能充分考虑 内一系列复杂过程的机理性行为的实际图像。在 原料油液雾的气化过程及其对提升管内气固两相 此基础上进一步分析原料液雾的流动气化过程。 流动、传热及反应过程的影响, 因而与提升管反 工业提升管反应器中, 原料油射流速度为 50～ 应器内的实际情形有一定差别。实际上, 原料油 70 , 进入提升管这一受限空间内, 流速约为 20 m s 的雾化程度、与催化剂的接触方式和状况、气化 ～ 40 。在 目前使用的原料喷嘴达到60 的雾 m s m 状况等初期过程是整个提升管反应过程的重要阶 [9 ] 化程度时, 原料液雾可在 02 s 内完成气化 。由 段, 对最终反应结果的影响至关重要。 目前, 国 此可以大致推断, 液雾在提升管内的生存距离为 内外对这一问题的研究日趋重视[3～ 8 ] 。本研究就 4～ 8 , 相当于提升管长度 1～ 4 。这就是说, 在