催化裂化装置的核心是提升管反应器。由于原料油的高速射入、气化和裂化反应的发生，提升管反应器在轴向、径向和圆周方向都存在明显的流动、传热和反应的不均匀分布，特别是在提升管进料混合段。因此，需要建立提升管反应器的气固两相流动、传热及反应模型，准确描述提升管反应器内部的流动、传热、传质及反应特征。　　本文首先建立了提升管反应器的三维CFD(Computation Fluid Dynamic)模型，并采用PBM(Population Balance Model)-CFD耦合模型，在并入催化裂化十四集总动力学模型基础上对提升管反应器进行模拟。模拟结果表明，运用该模型预测的气相组分浓度与工业数据比较吻合;当考虑颗粒的聚并和破碎行为时，催化剂颗粒的平均粒径减小，粒径分布变宽，同时提升管内的流动更加复杂。因此，颗粒的破碎和聚并行为对提升管内流动反应有重要影响。　　其次，建立了纯粹的提升管反应器的三维CFD模型，对提升管反应器进行了冷态和热态模拟。模型方程也通过了实验数据的验证。并在上述PBM-CFD耦合模型模拟得到的优化工艺条件下考察了冷态下喷嘴射流速度对提升管反应器内部流场的影响，在热模条件下考察了喷嘴安装高度和喷射角度对提升管反应器内流动、传热和反应的影响。本部分模拟结果表明，喷嘴射流速度对提升管反应器的进料混合段内的气固两相流动有重要影响，喷嘴安装位置对提升管内的流动、传热和反应没有明显的影响。喷嘴安装角度对流动、反应有较大的影响，喷嘴角度以不小于30°为宜。　　考虑到工业催化裂化装置普遍存在的静电现象，本文最后建立了耦合静电模型的双流体CFD模型，并采用该耦合模型模拟了静电对流化床反应器、冷模与热模下的提升管反应器内部的流动与反应的影响。模拟结果表明，对于流化床反应器，静电作用会明显延长床层达到完全流化状态的时间，同时降低了床层膨胀率。对于冷模下的提升管反应器，静电作用对提升管底部密相区的颗粒浓度分布有明显影响;对提升管上部稀相区，静电影响并不明显。对于催化裂化提升管反应器，静电作用对提升管内的颗粒浓度分布、温度分布和组分浓度分布没有明显影响。