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《探析滴流床加氫裂化反應器的數(shù)值模擬》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、中國石油大學（華東）碩士學位論文滴流床加氫裂化反應器的數(shù)值模擬姓名：喻芳申請學位級別：碩士專業(yè)：化學工藝指導教師：山紅紅20090501摘要滴流床反應器是應用廣泛的固定床三相反應器之一，尤其在石油加工及化工等領域，例如石油餾分的加氫脫硫、加氫裂化、加氫處理、潤滑油加氫和oc一苯乙烯加氫等。近年來，關于滴流床反應器的研究主要集中在反應器流體力學、催化劑的有效潤濕、氣液及液固傳質和相互作用、反應器模型等方面。本文應用計算流體力學(CFD)方法，基于流體力學模擬軟件FLUENT對小型實驗室滴流床加氫裂化反應器進行數(shù)值模擬，依據文獻報道結果及實驗數(shù)據對模擬結果進行檢驗，建立起
2、合理的研究物料流動和反應結果考察的模擬計算模型。文中著重考察了催化劑床層區(qū)域氣液固三相動量相互作用模型的選用，網格劃分粗細的影響及床層催化劑空隙率對流場的影響，計算為三維模擬計算。確定了合適的三相動量相互作用模型——雙流體界面力模型，因其考慮了高壓操作條件下氣液兩相間的曳力作用，模擬結果更符合文獻報道特征；既保證壓降和持液量計算結果精確又保證計算效率的適宜的網格劃分大小；由于反應器直徑／催化劑顆粒直徑(D／dP)大于18，因此設為常數(shù)的床層空隙率0．384能得到準確的流場計算結果，至此流體流動的模型得以建立。在流體流動模型的基礎上，使用文獻中的加氫裂化反應動力學模型及
3、實驗數(shù)據，利用龍格．庫塔法對反應動力學模型編寫用戶自定義函數(shù)(UDF)導入反應計算的組分守恒方程中進行反應結果的模擬計算，將計算結果與實驗數(shù)據進行對比，結果表明，反應轉化率及產品收率與實驗相比均有不同程度的誤差，這是由反應動力學模型本身造成的合理誤差。綜合分析可得本文采用的模擬方法及模型設置合理可行，可用于反應結果的模擬計算，從而為復雜反應體系的研究提供參考思路。綜合流體流動和反應的模擬計算結果，認為本論文研究的滴流床反應器內流動及反應一整套的數(shù)值模擬框架己基本建立成功，可為今后利用非實驗手段研究滴流床加氫裂化反應器的設計及反應結果的研究提供指導依據。關鍵詞：計算流體
4、力學，滴流床，加氫裂化，模擬計算NumericalSimulationofHydrocrackingTrickle-bedReactorYUFang(ChemicalTechnology)DirectedbyProf．SHANHong—hongAbstractTrickle—bedreactorwasoneofthemostwidelyusedthree-phasefixed-bedreactor,especiallyintheareaofpetroleumrefineryandpetrochemicalengineering，suchasthehydro-desul
5、furization，hydrocrackingandhydrotreatingprocessofpetroleumfraction，lubeoilhydrotreatingprocess，a-styrenehydrogenization，etc．Mostoftherecentresearchabouttrickle—bedreactorfocusedonthehydrodynamicinsuchkindofreactors，includingtheflowandmixingofgas—liquidtwophaseflowincatalystbed，efficient
6、lywettingofcatalysts，themasstransferofgas—liquidandliquid—solid．Somemathematicalmodelswereproposedtodescribethebehaviorintricklebed．Inthispaper，themethodofcomputationalfluiddynamics(CFD)andthecomputationalsoftwareFLUENTWasusedtosimulatetheflowbehaviorinabenchscalehydrocrackingtrickle-be
7、dreactor．Thesimulatingresultswerevalidatedthroughcomparingwiththeresultsreportedoncorrelativeliteratureandexperimentdata．Goodagreementbetweennumericalsimulationresultsandpublishedworkilluminatedtheeffectivenessofthemodel．Theselectionofthegas-liquid-solidmomentuminteractionmodel
