【摘要】：目前我國各油田產(chǎn)出的重質(zhì)油較多,輕質(zhì)油較少,缺少為裂解等反應(yīng)提供原料的油品。為了提高我國輕質(zhì)油產(chǎn)量,工業(yè)上提出一種兩階段串聯(lián)提升管催化裂化技術(shù),來生產(chǎn)丙烯。掌握提升管內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律不僅是反應(yīng)器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),也是提高反應(yīng)產(chǎn)量的關(guān)鍵。由于提升管內(nèi)顆粒循環(huán)流率較大,內(nèi)部流動(dòng)十分復(fù)雜。因此本文對(duì)兩段串聯(lián)提升管內(nèi)氣固兩相流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬,所得結(jié)果能夠?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)提供一些參考。本文采用亞格子過濾雙流體模型,對(duì)兩階段串聯(lián)提升管內(nèi)氣固兩相的流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬。首先對(duì)比運(yùn)用Gidaspow、Wen-Yu、Filtered三種曳力模型所得到的模擬結(jié)果,發(fā)現(xiàn)亞格子過濾曳力模型能夠捕捉到更多顆粒流動(dòng)的細(xì)節(jié),所得到的顆粒軸向體積分?jǐn)?shù)分布與實(shí)驗(yàn)值最為接近,也證實(shí)了該模型的正確性。隨著循環(huán)流率的增加,顆粒不斷積累,逐漸從第一反應(yīng)區(qū)進(jìn)入第二反應(yīng)區(qū),第一反應(yīng)區(qū)內(nèi)逐漸形成稠密相與稀相區(qū)域,提升管顆粒軸向體積分?jǐn)?shù)的分布逐漸形成S型。模擬結(jié)果顯示鏡面系數(shù)的值接近0時(shí),模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值最為接近;隨著顆粒直徑的增加,單位時(shí)間內(nèi)顆粒進(jìn)入提升管內(nèi)數(shù)量減少,顆粒間不易聚團(tuán)而碰撞增多,顆粒擬溫度增大。采用亞格子過濾模型詳細(xì)對(duì)比了兩階段串聯(lián)提升管與傳統(tǒng)等徑提升管內(nèi)顆粒的流動(dòng)規(guī)律,研究結(jié)果表明底部的擴(kuò)徑段可以增強(qiáng)顆粒的返混效應(yīng)與氣固間的相互作用。研究提升管第一反應(yīng)區(qū)的幾何結(jié)構(gòu)對(duì)流動(dòng)的影響發(fā)現(xiàn):隨著第一反應(yīng)區(qū)直徑的增加,顆粒的體積分?jǐn)?shù)與停留時(shí)間隨之增加,然而顆粒的軸向速度隨之減小,提升管流型由湍流向快速流化態(tài)轉(zhuǎn)變;增加第一個(gè)反應(yīng)區(qū)的高度,顆粒在第一反應(yīng)區(qū)的停留時(shí)間隨之增加;由于顆粒體積分?jǐn)?shù)以及第二反應(yīng)區(qū)高度減小的原因,顆粒在第二反應(yīng)區(qū)的停留時(shí)間呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。
【圖文】：

東北石油大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文m 兩種提升管，在多種工況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出在提升管的充會(huì)受表觀氣速的影響，在保證其他操作條件相同的條件下，高提升管內(nèi)充分發(fā)展區(qū)域的固含率 Wang[17]等選用 B 類顆95kg/m2s，表觀氣速 7.6-10.2m/s 的情況下，探究其在提升管提升管壓降在剛開始隨高度增加而快速降低，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定高升管內(nèi)固含率隨著顆粒質(zhì)量流率增加或表觀氣速的減小而ǐ下降管分別為 6ǐ1.3m的循環(huán)流化床進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)提高化床內(nèi)部濃度的最好辦法，并提出了預(yù)測顆粒質(zhì)量流率(2

圖 1.2 流化床流型示意圖[31]1.2.2 變徑提升管內(nèi)氣固兩相流動(dòng)規(guī)律的研究通過上述等徑提升管內(nèi)氣固流動(dòng)規(guī)律可知，其內(nèi)部整體流動(dòng)規(guī)律：徑向上呈現(xiàn)環(huán)核型ǐ軸向上呈 S 型或反 C 型；局部上呈現(xiàn)聚團(tuán)與破碎現(xiàn)象 這都說明其內(nèi)部流動(dòng)的不均勻性 同時(shí)也了解到其內(nèi)部流動(dòng)的偏流性，顆粒固含率低，顆粒停留時(shí)間時(shí)間短等現(xiàn)象的發(fā)生，這些都會(huì)使得化學(xué)反應(yīng)速度慢，氣固接觸不充分，化學(xué)反應(yīng)不徹底，原料利用率低，從而造成浪費(fèi) 因此提出兩階段串聯(lián)提升管催化裂化生產(chǎn)丙烯技術(shù)，，來提高產(chǎn)量 李春義[32]等對(duì)兩段串聯(lián)提升管生產(chǎn)丙烯進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，證明其反應(yīng)有：促進(jìn)催化反應(yīng)的發(fā)生，干氣產(chǎn)量小的特點(diǎn) 徐占武[33]等對(duì)兩段提升管內(nèi)氣固流動(dòng)進(jìn)行模擬 發(fā)現(xiàn)提升管下半部，顆粒的非均勻現(xiàn)象十分明顯，同時(shí)提升管邊壁處固含率較高 高國華等[34]將提升管結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化ξ高度增加，改變進(jìn)料管結(jié)構(gòu)與進(jìn)料角度ο，通過數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后的提升管內(nèi)的催化劑分布更加均勻，丙烯的產(chǎn)量增加，原料利用率也得到明顯的提高 Zhu[35,36]等分別在中部設(shè)有擴(kuò)徑段(1:2:1)的高為 10.6m 新型提升管以及等徑提升管內(nèi)進(jìn)行對(duì)比冷態(tài)實(shí)驗(yàn) 結(jié)果發(fā)現(xiàn)等徑提升管不均勻的流動(dòng)結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致氣體的偏流，從而
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TE624.41;TQ221.212

【參考文獻(xiàn)】

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1 燕蘭玲;祝京旭;藍(lán)興英;高金森;;兩種新型流化床——高密度循環(huán)流化床和循環(huán)湍動(dòng)流化床的對(duì)比分析[J];化工學(xué)報(bào);2014年07期

2 李飛;陳程;王錦生;祁海鷹;;稠密氣固兩相QL-EMMS曳力模型及改進(jìn)[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2011年01期

3 高國華;李鑫鋼;姜斌;隋紅;王富民;;提升管反應(yīng)器進(jìn)料段氣-固兩相流的CFD模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J];石油學(xué)報(bào)(石油加工);2010年06期

4 李乃義;;MIP工藝在催化裂化裝置上的應(yīng)用[J];石油煉制與化工;2010年02期

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1 房明明;循環(huán)流化床內(nèi)稠密氣固兩相流動(dòng)的DEM-LES模擬研究[D];浙江大學(xué);2013年

2 張科;復(fù)雜稠密氣固兩相流動(dòng)的CFD-DEM模擬研究[D];浙江大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2603559