基于计算流体力学的气相烯烃聚合反应器模拟综述.pdfVIP

２０１５年４月 工 业 催 化 Ａｐｒｉｌ２０１５ 第２３卷 第４期　　　　　　　　　　　　　ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＣＡＴＡＬＹＳＩＳ　　　　　　　　　　　　　　Ｖｏｌ．２３　Ｎｏ．４ 综述与展望 基于计算流体力学的气相烯烃聚合反应器模拟综述  韩　颖 ，张同旺，朱丙田，武雪峰 （中国石化中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，北京 １０００８３） 摘　要：气相聚合过程以流化床为核心反应器，其混合、传递和化学反应过程规律对工艺研发具有 指导意义。计算流体力学是一种模拟流体流动的方法，可节省大量人力和物力并提供更全面的反 应过程信息，在气固流态化领域得到广泛应用。基于计算流体力学的流态化模拟的难点在于如何 建立能够恰当描述颗粒团聚过程的曳力模型，关于热量传递甚至聚合反应过程的模拟工作都是基 于此发生的。随着计算机运算能力的提高，研究工业尺度的流化床反应器以及由粒径分布而带来 的传递过程的影响可能成为模型广度及深度发展的方向。 关键词：催化动力学；计算流体力学；气相烯烃聚合；曳力模型；热量传递 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８１１４３．２０１５．０４．０００ 中图分类号：ＴＱ０２１．１；Ｏ６４３．１２　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００８１１４３（２０１５）０４０００００５ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｆｌｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓｏｎｔｈｅ ｇａｓｐｈａｓｅｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｒｅａｃｔｏｒ  ＨａｎＹｉｎｇ ，ＺｈａｎｇＴｏｎｇｗａｎｇ，ＺｈｕＢｉｎｇｔｉａｎ，ＷｕＸｕｅｆｅｎｇ （ＳｉｎｏｐｅｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄｉｓａｃｏｒｅｒｅａｃｔｏｒｏｆｔｈｅｇａｓｐｈａｓｅｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｌａｗｏｆｔｈｅｍｉｘ ｉｎｇ，ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｒｅａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄｉｓｖｅｒｙｎｅｃｅｓｓａｒｙｆｏｒｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｆｌｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓ（ＣＦＤ）ｉｓａｍｅｔｈｏｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｆｌｏｗｃｈａｒａｃ ｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｗｈｉｃｈｃａｎｓａｖｅａｌｏｔｏｆｍａｎｐｏｗｅｒａｎｄｍａｔｅｒｉａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ａｎｄｏｂｔａｉｎｍｏｒｅｄｅｔａｉｌｅｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆ ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．ＣＦＤ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｓｗｉｄｅｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｇａｓｓｏｌｉｄｆｌｕｉｄｉｚａｔｉｏｎ．Ｉｔｉｓｖｅｒｙｄｉｆｆｉ ｃｕｌｔｔｏｄｅｖｅｌｏｐａＣＦＤｍｏｄｅｌｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎａｒｅａｌｌｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｉｓｆａｃｔ．Ｗｉｔｈｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ，ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｄｉａｍｅｔｅｒ ａｎｄｍｕｌｔｉｓｃａｌｅｅｆｆｅｃｔｉｎｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｒｅａｃｔｏｒｓｍｉｇｈｔｂｅｃｏｍｅｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆＣＦＤｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｎｔｈｅｇａｓｐｈａｓｅｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｔａｌｙｔｉｃｋｉｎｅｔｉｃｓ；ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｆｌｕｉｄｄｙｎ