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《探析滴流床加氫裂化反應(yīng)器的數(shù)值模擬》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中國(guó)石油大學(xué)（華東）碩士學(xué)位論文滴流床加氫裂化反應(yīng)器的數(shù)值模擬姓名：喻芳申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：化學(xué)工藝指導(dǎo)教師：山紅紅20090501摘要滴流床反應(yīng)器是應(yīng)用廣泛的固定床三相反應(yīng)器之一，尤其在石油加工及化工等領(lǐng)域，例如石油餾分的加氫脫硫、加氫裂化、加氫處理、潤(rùn)滑油加氫和oc一苯乙烯加氫等。近年來，關(guān)于滴流床反應(yīng)器的研究主要集中在反應(yīng)器流體力學(xué)、催化劑的有效潤(rùn)濕、氣液及液固傳質(zhì)和相互作用、反應(yīng)器模型等方面。本文應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)方法，基于流體力學(xué)模擬軟件FLUENT對(duì)小型實(shí)驗(yàn)室滴流床加氫裂化反應(yīng)器進(jìn)行數(shù)值模擬，依據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，建立起
2、合理的研究物料流動(dòng)和反應(yīng)結(jié)果考察的模擬計(jì)算模型。文中著重考察了催化劑床層區(qū)域氣液固三相動(dòng)量相互作用模型的選用，網(wǎng)格劃分粗細(xì)的影響及床層催化劑空隙率對(duì)流場(chǎng)的影響，計(jì)算為三維模擬計(jì)算。確定了合適的三相動(dòng)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(jié)果更符合文獻(xiàn)報(bào)道特征；既保證壓降和持液量計(jì)算結(jié)果精確又保證計(jì)算效率的適宜的網(wǎng)格劃分大??；由于反應(yīng)器直徑／催化劑顆粒直徑(D／dP)大于18，因此設(shè)為常數(shù)的床層空隙率0．384能得到準(zhǔn)確的流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果，至此流體流動(dòng)的模型得以建立。在流體流動(dòng)模型的基礎(chǔ)上，使用文獻(xiàn)中的加氫裂化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型及
3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用龍格．庫塔法對(duì)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型編寫用戶自定義函數(shù)(UDF)導(dǎo)入反應(yīng)計(jì)算的組分守恒方程中進(jìn)行反應(yīng)結(jié)果的模擬計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)品收率與實(shí)驗(yàn)相比均有不同程度的誤差，這是由反應(yīng)動(dòng)力學(xué)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(shè)置合理可行，可用于反應(yīng)結(jié)果的模擬計(jì)算，從而為復(fù)雜反應(yīng)體系的研究提供參考思路。綜合流體流動(dòng)和反應(yīng)的模擬計(jì)算結(jié)果，認(rèn)為本論文研究的滴流床反應(yīng)器內(nèi)流動(dòng)及反應(yīng)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(shí)驗(yàn)手段研究滴流床加氫裂化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及反應(yīng)結(jié)果的研究提供指導(dǎo)依據(jù)。關(guān)鍵詞：計(jì)算流體
4、力學(xué)，滴流床，加氫裂化，模擬計(jì)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
