2种重油悬浮床加氢反应器流体力学特性的比较.pdf

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1、石油学报(石油加工)ACTAPETROLEISINICA(PETROLEUMPROCESSINGSECTION)第31卷第6期2O15年12月文章编号：1001—8719(2015)061408—082种重油悬浮床加氢反应器流体力学特性的比较薄守石，王剑，白飞，孙兰义(中国石油大学化学工程学院，山东青岛266580)摘要：以重油悬浮床加氢常用的鼓泡床和环流反应器为研究对象，选用欧拉两相流模型和RNGk-e湍流模型对其在重油一氢气实际操作体系和工况下进行计算流体力学(CFD)模拟，考察不同表观气速下(O．01n0．1m／s)2种反应器内整体气含率、气含率和液速径向分布的异同。结果表明

2、，2种反应器内均形成了液相循环流动，但环流反应器的流动特性优于鼓泡床反应器，因此在模拟工况下环流反应器更适合重油悬浮床加氢工艺。关键词：悬浮床加氢；鼓泡床反应器；环流反应器；CFD模拟；流体力学中图分类号：TQO21．1；TE621文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．100i-8719．2015．06．023ComparisonofHydrodynamicCharacteristicsinTwoHeavyOilSlurryBedHydr0crackingReactorsBOShoushi，WANGJian，BAIFei，SUNLanyi(CollegeofChemi

3、calEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao266580，China)Abstract：two—dimensionalaxisymmetricCFD(ComputationalFluidDynamics)simulationsOfbubblecolumnandairliftreactorswereperformedbasedonEulerianmuhiphasemodelandRNG肛￡turbulencemode1．Thehydrodynamiccharacteristicsofbubblecolumnandairliftre

4、actors，includingtotalgasholdup，gasholdupandliquidvelocitydistribution，operationwithaheavyoil—hydrogensystem，werecomparedinarangeofsuperficialgasvelocities(0．01—0．1m／s)．Theresultsindicatedthatliquidcirculationflowwasformedinthetwoslurrybedreactors．Andairliftreactorisbettersuitedforslurrybedhydr

5、ocrackingprocessthanbubblecolumnreactorbecauseofitslargergasholdupandliquidvelocity．Keywords：slurrybedhydrocracking；bubblecolumnreactor；airliftreactor；CFDsimulation；hydrodynamics重油悬浮床加氢技术由于其原料适应性强、产权的重油悬浮床加氢技术，并在抚顺石化公司进行品收率高、质量好等优点被看作是解决劣质重油深了3个阶段的工业化试验，所得标定数据为进一步度加工问题的最有效途径之一。在能源危机日趋严工业放大奠定了基

6、础。重的背景下，各国都加大对悬浮床技术的开发力度，在该技术的开发、研究过程中，反应器的研究国外也相继有工业化的报道。在国内，中国石油天一直是关键问题之一。目前，对反应器形式的选择然气集团公司联合中国石油大学等对该技术进行了基本上达成共识，即采用鼓泡床反应器或环流反应为期十多年的探索，目前已开发出具有自主知识产器。鼓泡床反应器结构简单，内部没有内构件，物收稿日期：2014—0704基金项目：国家自然科学基金项目(21276279)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(27R1204008A)；高等学校博士学科点专项科研基金新教师类资助课题(20120133120004)资助第一作者：

7、薄守石，男，讲师，博士，从事加氢反应器模拟、设计、优化等研究通讯联系人：孙兰义，男，教授，博士，从事加氢反应器设计、过程模拟与优化等研究；E—mail：sunlanyi@163．corn第6期2种重油悬浮床加氢反应器流体力学特性的比较1409料在反应器内形成循环流动，传热、传质系数高，力、升力、虚拟质量力等，研究表明[4-5,12]，仅考虑因此被广泛应用[1]。由于其传热、传质方面的优越曳力即可获得较满意的结果．因此笔者也只考虑曳性使重油加氢反应不易结焦，操作周期长而