能源问题在我国一直是一个比较尖锐的问题。随着国内重质原油和超重质原油的继续开发,以及考虑价格等因素导致重质原油的不断进口,需要加工的重油将与日俱增。因此,合理利用和节约使用宝贵的石油资源,大力发展重油深度加工,开发合理的重油加工工艺和设备,提高轻质油品收率,获取更多的化工产品已成为我国炼油行业的一项重要技术政策。本文结合现有的重油热解技术和喷动床流态化技术的特点提出了一种新型的以喷动床为核心反应设备,提升管流化床为颗粒分离设备的重油热裂解制球形焦工艺。本文主要对该工艺中的主要设备进行了设计和冷模实验。为以后热模实验的进行提供一定的依据,从而为重油热裂解制球形焦工艺和装置的开发提供理论基础和依据。通过设计计算确定了喷动床和提升管流化床的结构尺寸。通过实验对喷动床的几个关键参数最小喷动气速u_ms、最大喷动压降△P_m、喷动操作压降△P_s和喷动高度h_s进行了考察,并观察其喷动和喷动过程中的颗粒分层现象,探讨喷动床的流动特性变化规律。对提升管流化床在高速流态化下,仅基于颗粒粒径差别对颗粒分离进行了探索性研究,并证明了其可行性。通过初步的实验研究,对颗粒分离的影响因素,布风板顶角θ、表观气速u_g、进料组成χ和进料速率G_s进行了考察,以明确其分离效果。