催化裂化提升管颗粒浓度径向分布特性的研究

《催化裂化提升管颗粒浓度径向分布特性的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：TQ016单位代码：11414学号：2013213007题目催化裂化提升管颗粒浓度径向分布特性的研究学科专业化工过程机械研究方向石油化工过程装备硕士生李晨指导教师范怡平副教授入学时间：2013年9月论文完成时间：2016年4月硕士学位论文独创性声明郑重声明：本硕士学位论文是作者个人在导师的指导下，独立进行研究工作，论文中不包含其他个人所取得的成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外和集体己经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得中国石油大学或者其它单位的学位或证书所使用过的

2、材料。对本研究做出贡献的个人和集体，均已在论文屮做了明确的说明并表示了谢意。作者和导师完全意识到本声明产生的法律后果并承担相应责任。作者签名：円期：导师签名：硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解中国石油大学（北京）学位论文版权使用的有关规定，使用方式包括但不限于：学校有权保留并向有关部门和机构送交学位论文的复印件和电子版；允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论、文的全部或部分内容，可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。

3、；可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索本学位论文属于保密范围，保密期限ｉ年，解密后适用本授权书。本学位论文作者如需公开出版学位论文的部分或全部内容，必须征得导师书一（。面同意，且须以中国石油大学北京）为第署名单位１：作者签名：Ｆ期＾导师签名：传曰期：〒－－１摘要摘要催化裂化是炼油工业中重要的二次加工过程，在我国石油加工业中占有举足轻重的地位，提供了国内市场70%以上的汽油和约30%的柴油产品。在现代催化裂化装置中，裂化反应主要发生在提升管反应器内，高

4、价值的目标产品：汽油、柴油、液化气等都是在提升管内获得的。提升管内原料油和催化剂的流动、分布将会直接影响到整个反应的进程，然而实际情况却与理想的气固均匀接触并不相同。催化剂颗粒浓度在提升管近壁区域较高，在中心区域颗粒浓度较低，呈环-核结构分布；即在靠近边壁处，气相体积分率较小，而在中心区域气相体积分率较大。这种沿提升管截面催化剂颗粒和气体的不均匀分布，无疑造成在提升管内两相接触不均、影响了反应的进行。多年来，针对这种环-核结构形成的原因，却简单归咎于边界层内速度梯度的影响。但是，边界层如何影响两相浓

5、度分布？速度梯度与浓度梯度之间的具体关系？却始终未有一个定量的描述。本文将空气动力学的理论和场论“移植”到两相流中，引入一个横向力：Kutta-Joukowski横向力来解释、量化提升管内环核结构形成的原因。本文采用理论分析结合实验研究的方法，首先采用PV-6A型颗粒速度-密度光纤测量仪，通过大型冷模实验装置考察了提升管内局部颗粒浓度、局部颗粒速度的分布。通过理论分析给出了提升管内局部Kutta-Joukowski横向力的计算方法，该力是颗粒速度的旋度（并非旋转，而是速度梯度的函数）、两相滑落速度和

6、气相密度的函数。结合实验数据和目前公开发表文献中提升管内流动特性的实验数据，本文给出了Kutta-Joukowski横向力在提升管内的分布特征，并分析操作条件对Kutta-Joukowski横向力分布特性的影响。结果表明，局部Kutta-Joukowski横向力是提升管内颗粒浓度沿径向分布呈现边壁高、中间低的“环-核结构”的主要原因，其作用方向指向提升管边壁，主要受颗粒特性、颗粒循环强度、表观气速、轴径向位置影响。在此基础上，确定了提升管内与颗粒群局部Kutta-Joukowski横向力相平衡的浓度

7、梯度力，并建立了二者之间的定量关联式。关键词：提升管；环-核结构；颗粒速度旋度；滑落速度；Kutta-Joukowski横向力-II-ABSTRACTRadialDistributionofParticleConcentrationinRiserABSTRACTFluidcatalyticcracking(FCC)isoneofthemostcriticaloilsecondaryprocessingunitsintherefineryanditundoubtedlyplaysavitalrolei

8、nChinapetroleumprocessingindustry.Morethan70%gasolineaswellasabout30%dieseloilisproducedviatheFCCprocess.InamodernFCCunit,thecatalyticcrackingreactionmainlyoccursintheriserreactor.Thehigh-valuetargetproductsincludinggasoline,dieseloil,l