FCC预混合器颗粒混合的CPFD模拟

发布时间：2025-06-28 00:01

　　催化裂化(FCC)技术在我国炼油工业中占有举足轻重的地位,是炼油企业获取经济效益的重要手段。随着原料的日益重质化和劣质化,如何充分利用石油资源,提高轻质产品收率一直是炼油企业关注的热点之一。在这一趋势下,中国石化石油化工科学研究院在MIP工艺基础上研发了降低干气和焦炭产率的催化裂化技术(简称MIP-DCR技术)。此技术的显著特点是增加了预混合器,通过外取热器将部分低温待生剂与高温再生剂作为两股进料在预混合器内充分混合后进入提升管,实现了“低温接触、大剂油比操作”。随着国内许多大型企业对MIP-DCR技术的引进,通过研究预混合器内部的流动、传热及混合行为,对冷热催化剂的混合过程进行深入剖析,以指导该技术的工业运行显得尤为重要。本研究采用计算颗粒流体力学(CPFD)数值模拟方法研究了A类颗粒鼓泡床内气固流动特性,考察了曳力模型、网格尺寸、颗粒打包数、法向及切向动量保留系数对模拟结果的影响,基于实验数据,证实了使用Modified Gibilaro曳力关联式修正FCC颗粒曳力的可行性,选取了合理的模型参数。在对A类颗粒气固鼓泡床的流体动力学特性进行准确描述的基础上,研究了FCC预混合器内气固流...

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文献综述
    1.1 气固鼓泡床流动的数值模拟
        1.1.1 欧拉-欧拉方法
        1.1.2 欧拉-拉格朗日方法
        1.1.3 CPFD模型介绍
        1.1.4 CPFD方法模拟鼓泡床优势
        1.1.5 A类颗粒鼓泡床的曳力修正方法
    1.2 气固鼓泡床传热的数值模拟
        1.2.1 颗粒与气体之间的对流传热
        1.2.2 颗粒与颗粒之间的碰撞传热
    1.3 固体颗粒的混合特性
        1.3.1 颗粒混合研究现状
        1.3.2 鼓泡床颗粒混合机制
        1.3.3 颗粒混合程度的量化
    1.4 文献综述小结
第2章A类颗粒气固鼓泡床的CPFD模拟
    2.1 数学模型
        2.1.1 控制方程
        2.1.2 曳力模型
        2.1.3 固体相应力模型
    2.2 模拟对象及工况
    2.3 曳力模型考察
        2.3.1 常用曳力模型对比
        2.3.2 Modified Gibilaro曳力模型
    2.4 模拟参数分析
        2.4.1 网格尺寸
        2.4.2 颗粒打包数
        2.4.3 法相动量保留系数
        2.4.4 切相动量保留系数
    2.5 小结
第3章 FCC预混合器流动与传热的模拟
    3.1 数学模型
        3.1.1 控制方程
        3.1.2 曳力模型
        3.1.3 传热模型
    3.2 模拟对象及工况
    3.3 模拟结果分析
        3.3.1 气固流动特性
        3.3.2 传热特性
        3.3.3 混合特性
    3.4 小结
第4章 FCC预混合器颗粒混合的影响因素
    4.1 流化气体量的影响
        4.1.1 固含率分布
        4.1.2 冷热催化剂混合情况
    4.2 冷热催化剂量比例的影响
        4.2.1 固含率分布
        4.2.2 冷热催化剂混合情况
    4.3 催化剂颗粒藏量的影响
        4.3.1 固含率分布
        4.3.2 冷热催化剂混合情况
    4.4 颗粒粒径分布的影响
        4.4.1 固含率分布
        4.4.2 冷热催化剂混合情况
    4.5 操作变量的匹配性
        4.5.1 流化气体量与冷热催化剂量比例
        4.5.2 流化气体量与催化剂颗粒藏量
    4.6 小结
第5章 结论
参考文献
附录A 符号说明
致谢



本文编号：4054098