提升管反应器进料段气-固两相流的CFD模拟及结构优化.pdf

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1、石油学报(石油加工)2OlO年12月ACTAPETROIEISINICA(PETROlEUMPROCESSINGSECTION)第26卷第6期文章编号：1001—8719(2010)060959—07提升管反应器进料段气一固两相流的CFD模拟及结构优化高国华，李鑫钢，姜斌，隋红，王富民(1_天津大学化工学院，天津300072；2．天津大学精馏技术国家工程研究中，天津300072)摘要：以数值计算为手段，选择合适的气固两相流模型，对提升管反应器进料段内的气固两相流进行(CFD)模拟计算。通过分析CFD模拟结果，从计算角度出发优化提升管反应器进料段结构，将混合

2、c进料管由直管改为环管，使催化剂颗粒分布更加均匀以保证与原料的接触，同时减少颗粒问以及颗粒与器壁问碰撞机会，减少催化剂磨损。结构优化解决了提升管反应器内催化剂破碎严重的问题，将丙烯收率由14．91提高到19．53，油浆固含率也大大降低。关键词：TMP；提升管反应器；气一固两相流；CFD；催化剂磨损中图分类号：TE624文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1O01_8719．2010．06．022GAS—SoLIDFLoWCFDSIMULATIoNANDSTRUCTURALoPTIMIZATIoNoFFEEDINJECTINGZoNEoFRl

3、SERREACToRGAOGuohua，LIXingang～，JIANGBin，SUIHong”，WANGFumin(1．SchoolofChemicalEngineeringandTechnology，TianjinUniversity，Tianjin300072，China；2．NationalEngineeringResearchCenterforDistillationTechnology，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Numericalcalculationmethodwasused

4、tooptimizethestructureofexistingriserreactor．Appropriatemodelofmultiphaseflowwasselectedforthe(CFD)simulationofthegas—solidflowinsidetheriserreactor．AccordingtotheCFDsimulationresults，anoptimizedstructureoftheriserreactorwasacquiredtoreducecrackingofcatalyst．Afterstructureoptimize

5、dofriserreactorthedistributionofcatalystparticlescouldbemoreuniformandthecollisionopportunitiesbetweenbothparticleparticleandparticle—wallcouldbereduced．Thecalibrationresultsshowedthatbyusingtheoptimizedriserreactorthepropyleneyieldincreasedfrom14．91to19．53andthesolidholdupwasredu

6、cedalOt．Keywords：TMP；riserreactor；gas—solidflow；CFD；catalystfragmentation传统催化裂化提升管反应器存在反应时间过长、应时间和大剂／油比抑制过裂化反应，避免不同反应催化剂平均活性低、选择性差、不同反应组分存在组分的恶性竞争。另外，丙烯是重要有机化工原料，恶性竞争等弊端口]。为解决此问题，中国石油大学随着聚丙烯等衍生物需求的迅速增长，世界各国对提出了两段提升管催化裂化](Two—stagedriser丙烯的需求逐年上升～。在此情况下，各种增产fluidcatalyticcracking，T

7、SRFCC)新概念。两段提丙烯的技术发展迅速。两段提升管催化裂解多产丙升管催化裂化技术通过分段反应、催化接力、短反烯(TWO—stagerisercatalyticcrackingofheavyoil收稿日期：2009—1214基金项目：中国石油股份有限公司重点开发项目(W0603A020101A)资助通讯联系人：隋红，Tel：0222740470l；Email：suihong@tju．edu．cn960石油学报(石油加工)第26卷formaximizingpropylene，TMP)技术l7是在3种流体连续相和1种固体颗粒相。由于固体颗粒TSRFCC诸多

8、优点的基础上，赋予其组合进料、低相的体积分数不大，应该是稀相气一固