基于丙烯聚合多区流化床反应器内气固流动行为的数值模拟

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1、浙江大学硕士学位论文丙烯聚合多区流化床反应器内气固流动行为的数值模拟姓名：汤颜菲申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：王嘉骏;冯连芳20060601@赣江夫学硕士学键论文摘要2001年意丈嚣Basell公霉握窭多区疆嚣爱斑器生产工艺，将獯环流纯寐爰应器的优势应用于聚烯烃的生产，提高产品性能。循环流化床提升管段存在典型的轴向和径向非均匀流动结构，气固流动行为复杂。本文基于计算流体力学的数值模拟方法，在研究FCC(fluidcamlyticcracking)气固两相动力学特性的基础上，深入对凄力学模型赘毽瓣势参照该模型建立蒙褥矮气圈嚣摆动力学

2、攘鍪，迸露霹聚嚣稀(Polypropylene，PP)体系的气弱动力攀行为进行深入探讨。_廒用欧拉双流体模型及颗粒动力学理论，对FCC气固体系的动力学特性进行数德模拟。提升管内存程典型的非均匀流动缩构。固含率轴向分布为S型分布，床层簇晦兹辘魄不均匀分J布是出曳力模型决定靛，数值模拟结果袭瞬考虑至I不同霾含率下气固佟弱不霜鹣Gidaspow麦力模燮麓够凑确箍述辘蠢餮均訇懿凌凌结构。颗粒径向分布为典型的环核流动结构，颗粒在壁面处采用的部分滑移条件能够准确描述其在该处的动力学行为。宏观变量网含率显著影响微观颗粒脉动，颗粒温度在固含率为O．05～O．

3、1时产生转折，这怒颗粒的微相结构发生变化造成的，灏粒运动放蕈颥泣遂渡鬓联藏鋈为主。逶过臻攀港方法对箍爵管肉熬运力骧素分褥，掰鄢流动结构与压力脉动的主频及幅值直接相关，单颗粒及絮状物具有不同的脉动特性。通过对欧拉敝流体模型探讨，深入了解其机理及参数的选取。将FCC气固两相流体劭力学模型应用于聚丙烯气固两相流动体系，数值模数不圈嫌作条件提秀管内气强流动特性，势双滚动结橡、床层压力滁魂等方嚣与实验绣莱进行对毙。数蕊汁舞得到颗粒典型酌径囱环援流动结鞫、辘囱菲均匀压力分布以及固含率稀浓两隧共存的非均匀流动结构，与实验值的吻合较好，表明选取的模型及参数对

4、聚丙烯气固体系流体动力学行为可准确的描述。由于聚丙烯密度小，报容易被气体携带，导致气固闼相对遮度小，轴向分布受憋于均匀。且遵整条l警黠予藏部区域熬气瓣滚动行为影稼较大。搽索采霜离毂鼷靛模壅方法对颗粒停留时闯分布进行计算，得到典型的双峰分布及一定的拖尾及不对称现象。关键诫：气固两相流；欧挝双流体模型；计算流体力学；提升管；聚丙烯丙烯聚合多区流化床反应器内气固流动行为的数值模拟AbstractRecentlyanovelgas-phasetechnologyforpolyoleflnproductionisunderdevelopmentbyBa

5、sellInc．，Italy．Theinnovativetechnologyusesamulti—zonecirculatingreactor(MZCR)，whichissimilartocirculatingfluidizedbedreactor(CFBR)，toproduceolefinpolymerswithonionringstructure．Thishasgreatlyimprovedthephasedistribution，thehomogeneityandpropertiesofproduction．Typicalcore-an

6、nularradialflowstructureandheterogeneousaxialonewhichmostlyaffecttheperformanceofproductionexistintheriserofCFBR．Thedynamicbehaviouroftheriseriscomplex．Thisworkhasdevelopednumericalsimulationmethodstoinvestigatefluidandsolidbehaviourusingcomputationalfluiddynamics(CFD)metho

7、d．Basedonthedynamicsbehavioursoffluidcatalyticcracking(FCC)particlesandairsystem，ithasconsideredthemultiphasegas—solidflowcharactersofpropylenepolymerizationintheMZCR．Oneofthekeypointsforthetwofluidmodelistoestablishtheconstitutivecorrelationsfortherelationshipbetweenthesol

8、idstressandthestrain．Thekinetictheoryofgranularflow(KTGF)isagoodchoicetoclosetheco