环形分布器的流场分析-论文.pdf

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1、第42卷第14期广州化工VoL42No．142014年7月GuangzhouChemicalIndustryJu1．2014环形分布器的流场分析王莉，钟思青(中国石化上海石油化工研究院，上海201208)摘要：环形分布器是改善列管式固定床反应器壳程流体均布性能的重要构件。文中采用实验和数值模拟相结合的方法对环形分布器的流体流动特性进行了研究，分析了影响环形分布器流体均匀分配的基本因素，提出了3种改善环形分布器流场均布性能的手段，为优化环形分布器的结构参数和操作参数提供参考和帮助。关键词：列管式固定床反应器；环形分布器；流场分布；实验；模拟计算中图分类号：TE65文献标志码：B文章编号：1001

2、—9677(2014)014—0177-03FlowFieldAnalysisofAnnularDistributorWANGLi，ZHONGSi—qing(ShanghaiResearchInstituteofPetrochemicalTechnology，SINOPEC，Shanghai201208，China)Abstract：Annulardistributorplayedanimportantroleinimprovinguniformdistributionintheshellofmuhitubularfixed—bedreactor．Thefluidflowcharacteris

3、ticsandtheinfluencingfactorsofuniforiBdistributionwereresearchedbasedontheexperimentandnumericalsimulationmethods．Threekindsofmeansimprovingflowfielddistributionofannulardistributorwereputforward．Thereferenceandhelpwereprovidedfortheoptimizationofstructureparametersandoperationparametersofannulardis

4、tributor．Keywords：muhitubularfixed—bedreactor；annulardistributor；fluiddistribution；experiment；numericalsimulation列管式固定床反应器由于具有较强的移热能力而被广泛应干个均匀分布的分布孔，分布孑L直径和个数均可调节。为满足用于一些反应速率快、放热量大的反应过程，在费托合成、环测量需要将环形分布器筒体分割为与分布孔相对应的水槽，水氧乙烷、醋酸乙烯等领域均有广泛的应用u。一般情况下，槽底部开有供测量用的接水管。列管式固定床反应器的反应物料在装有催化剂的反应管内发生反应，同时与管外载热体进行

5、热交换。其合理的结构形式将使催化剂床层处于相对稳定的温度范围内，从而为反应的进行提供良好的环境u。近年来，随着化学工业和石油化工行业的快速发展，生产规模日益扩大，列管式固定床反应器的直径逐渐增大。而国内设计的大直径列管式固定床反应器与国外相比往往存在径向温差偏大的问题，工业上通常采用环形分布器来改善壳程流体的1．导流筒；2．人口管；3分布TL；4．水槽；5接水管分布，从而减小反应器径向温差J。环形分布器的结构对提高大型列管式固定床反应器的性能起着至关重要的作用，因此图1环形分布器冷模实验装置对其流场分布进行研究具有重要的意义。本文应用实验和数值模拟相结合的方法，研究了列管式固定床环形分布器流体

6、的流动特性，分析了影响环形分布器均匀分配流体的基本因素，为优化环形分布器的结构参数和操作参数提供帮助。1实验装置与流程环形分布器冷模实验装置示意图如图1所示。环形分布器1进水槽；2．水泵；3液体调节阀；4压力表；导流筒的内筒直径为800mm，其内筒壁与外筒壁构成一个环5．环形分布器；6．液体回收槽形流道。导流筒外筒壁上设置入El管，导流筒内筒壁上设有若图2环形分布器冷模实验流程作者简介：王莉(1980一)，女，硕士，主要从事石油化工、催化反应工程研究。178广州化工2014年7月实验在常温、常压下操作，以液态水作为实验介质。实验各分布孔的流量分配已经基本趋于均匀；再继续增大入口流流程如图2所示

7、。由水泵将水从进水槽送入管道，经液体调节量，各分布孑L流量分配的差异已没有明显变化。这是因为人口阀调整流量，流量计测定流量，压力表测量压力后，经环形分流量增大后，环形分布器内流体流速增大，分布器的压降增布器入口管进入导流筒，沿环形流道流动的同时经分布孔流大，分布器的阻力随之增大，流体分布的均匀性也将增大，但出，离开环形分布器后进入液体回收槽循环利用。是环形分布器压降增大至一定程度，再继续增大压降对