提升管内催化剂磨损研究及数值模拟

发布时间：2022-02-08 23:43

　　催化裂化技术是重要的石油二次加工手段。作为典型的气固流态化过程,催化裂化装置内催化剂颗粒的磨损问题,对装置的性质有着显著的影响,一直受到关注。但是由于颗粒的磨损是一个长期渐进的过程,而现场难以实施高精度的精密测量手段。因此针对催化剂在催化裂化提升管内部的磨损规律来开展的研究工作,比较少见。本文采用实验和计算流体力学（CFD）相结合的方法进行研究,首先利用实验装置,在实验的基础之上确定颗粒磨损行为,并针对特定催化剂回归磨损模型参数,然后再建立提升管反应器的欧拉双流体流动模型,并将本文研究的颗粒磨损模型与流动模型耦合,代入根据实验结果回归得到的磨损速率参数（主要由颗粒性质确定）,就可以利用数值模拟的方法来对流化床中颗粒磨损的过程进行分析,最后对带喷嘴的提升管进行数值模拟,并分析了反应器中影响颗粒磨损的主要因素。采用鹅颈管磨损测试仪测定催化剂随着磨损时间、磨损气速以及初始粒径变化的规律,判断催化剂颗粒的磨损机理为剥层磨损机制,催化剂颗粒在初始阶段的磨损程度远大于后面的阶段,磨损程度随磨损气速的增加而增加,初始粒径越大颗粒磨损程度越严重。利用计算流体力学方法对一简单提升管反应器进行数值模拟,并... 

【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省211工程院校教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
符号说明
第一章 绪论
    1.1 流态化催化剂磨损机制及影响因素
        1.1.1 流化催化剂磨损机制
        1.1.2 材料性质
        1.1.3 工艺条件
    1.2 磨损测试与评估方法
        1.2.1 催化剂颗粒评估
        1.2.2 催化剂颗粒磨损测试方法
    1.3 催化裂化过程的磨损源
        1.3.1 分布器
        1.3.2 鼓泡床
        1.3.3 旋风器
    1.4 模拟计算
        1.4.1 鼓泡床模拟
        1.4.2 分布器模拟
        1.4.3 旋风器模拟
        1.4.4 群平衡
        1.4.5 数值模拟计算
    1.5 课题的提出和意义
    1.6 本文的工作和主要内容
第二章 实验设计与实验结果分析
    2.1 实验设计
        2.1.1 实验装置
        2.1.2 实验准备与步骤
        2.1.3 实验方案
    2.2 实验结果与分析
        2.2.1 磨损模型确定
        2.2.2 气速的影响
        2.2.3 磨损时间的影响
        2.2.4 催化剂粒径的影响
        2.2.5 磨损效率
    2.3 本章小结
第三章 颗粒磨损数值模型建立
    3.1 颗粒磨损模型建立
        3.1.1 颗粒数密度
        3.1.2 磨损判据
        3.1.3 破碎频率
    3.2 控制方程与动理学模型
        3.2.1 控制方程
        3.2.2 颗粒动理学
    3.3 参数确定
        3.3.1 模拟参数和边界条件设置
        3.3.2 网格划分
        3.3.3 模拟结果分析与参数确定
    3.4 本章小结
第四章 提升管模拟与分析
    4.1 影响因素分析
        4.1.1 气速影响
        4.1.2 固相分量影响分析
        4.1.3 粒径影响分析
    4.2 多喷嘴提升管模拟
        4.2.1 网格划分
        4.2.2 模型参数和边界条件设置
        4.2.3 数值模拟结果与分析
    4.3 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3615974