渣油加氫沸騰床冷模多相流流動特性模擬.pdf

1、石油作為一種重要的戰(zhàn)略性一次性消耗能源，向來被視為工業(yè)的血液。然而隨著石油不斷的開采，石油重質(zhì)化越來越嚴(yán)重。由于世喬政治經(jīng)濟的原因我國進口的石油中很大一部分都是高硫，高殘?zhí)康牧淤|(zhì)石油。因此加快推進我國對重質(zhì)渣油的加工技術(shù)的研究刻不容緩。國外，比較典型的渣油加氫工藝有H-Oil工藝和LC-Fining工藝。國內(nèi)，由中石化撫順院與洛陽工程技術(shù)公司聯(lián)合研發(fā)的STRONG沸騰床渣油加氫技術(shù)，由于其催化劑采用微球顆粒，不使用高溫高壓循環(huán)泵，采用自

2、帶的三相分離器等特點實現(xiàn)了高效、安全環(huán)保等目標(biāo)，并且有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，因而有非常良好的發(fā)展前景。目前關(guān)于STRONG沸騰床的研究主要集中在催化劑的開發(fā)，操作條件的控制等方面，關(guān)于其內(nèi)部流動狀況的研究則少有報道。由于STRONG沸騰床渣油加氫反應(yīng)器中存在著非常復(fù)雜的三相流流動，很難用實驗測試的方法對其內(nèi)部的流動狀況進行測試。計算流體力學(xué)(CFD)的發(fā)展為觀察反應(yīng)器內(nèi)部流動狀況提供了新的手段。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過建立多

3、相流流動的E/E/E三相流模型，考慮氣-液、液-固、氣-固的曳力作用力，液-固間作用力模型采用Syamlal-O'Brien模型，氣-液間與氣-固間采用Schiller-Naumann模型。建立了STRONG沸騰床的物理模型，并對模型進行離散化。⑵模擬表明，STRONG反應(yīng)器內(nèi)的氣液固三相分布比較均勻，氣相含率大于水含率和固相含率，這表明在標(biāo)準(zhǔn)操作條件下STRONG沸騰床反應(yīng)器內(nèi)存在著相對較高的氣相壓力和氣相分率，這非常有利于加氫催化反

4、應(yīng)的進行。反應(yīng)器上端的三相分離器工作效率良好，能夠?qū)崿F(xiàn)氣液固三相的分離。分離器局部結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，不利于氣液固三相分離。⑶考察了氣液兩相速度同比例增加時對反應(yīng)器內(nèi)流動狀況的影響。實驗結(jié)果表明由于氣相的增加量遠大于液相的增加量，使得反應(yīng)器內(nèi)的空氣含率增大，液相含率降低，固相的催化劑含率呈現(xiàn)先增加然后減少的趨勢。反應(yīng)器在反應(yīng)器的進料量增加，使得反應(yīng)器內(nèi)的湍流程度增加，流動死區(qū)面積降低。⑷考察了液相進料量增加對反應(yīng)器內(nèi)流動狀況的影響。模擬結(jié)