甲醇制低碳烯烃(MTO)是一个重要的煤化工过程。对于我国多煤少油的能源分布状况，这一过程的研究有着重要的战略意义。同时，MTO过程又是一个典型的气固催化过程。这一过程的反应器，尤其是流化床反应器，其内部多个尺度之间的相互作用对反应器性能有着重要的影响。为了更精确地指导MTO流化床反应器的工业放大，本文建立了完整的多尺度气固模型来预测MTO流化床内的多尺度效应，同时采用CFD-DEM模型进一步考察流化床反应器的特性。　　首先，我们建立完整的介观尺度单颗粒模型，并耦合MTO反应动力学来分析单颗粒内部的流场分布以及不同工况对它影响。模拟结果表明颗粒内部参数的分布主要受到颗粒内扩散的制约，其中主要是颗粒内部质量传递的制约。因素分析的结果则表明颗粒内扩散效应随催化剂粒径和操作温度的增加而增加，随催化剂平均孔径的增加而减少。催化剂导热系数对颗粒内扩散效应的影响则不大。　　接着，在上面的基础上对单颗粒模型进行简化，并将其与欧拉双流体模型耦合建立气固流化床的多尺度模型。模型耦合假设条件的验证，模拟结果与经验值和实验值的比较，均表明上述多尺度模型是有效的。在此模型基础上考察MTO流化床反应器内的多尺度影响。模拟结果表明颗粒内扩散确实存在，并对流化床内部的流场产生了显著影响，但由于流化床的自稳定效应，使其对反应器出口处的产物分布影响不大。同时，也考察了不同催化剂粒径下颗粒内扩散影响的大小及其对宏观流场的影响，模拟结果表明粒径最大时，颗粒内扩散影响最大。但由于粒径变化对催化剂床层高度和颗粒内扩散的综合影响，出口处的最大偏差并不是粒径最大的情况。　　最后我们采用欧拉-拉格朗日模型，即CFD-DEM模型模拟MTO流化床反应器，该模型准确预测出了流化床床层周而复始的气泡运动。同时还得到了气相、颗粒相温度场以及组分浓度的分布。对上述流场的分析表明了流化床反应器卓越的传热传质性能，及其产生原因。