【摘 要】
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汽提器是催化裂化装置的关键装备之一,其作用在于用汽提介质置换出催化剂所夹带的油气。中国石油大学（北京）开发了新型组合汽提技术——MSCS（Multi stage circulation stripper）汽提器,在实验研究和工业运行中均获得了良好的汽提效果。为进一步获得工业汽提器内气固混合、传质规律以及油气反应进程,本文对大庆石化MSCS汽提器进行了详细的数值模拟计算,结合多种数据分析方法,分析不
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汽提器是催化裂化装置的关键装备之一,其作用在于用汽提介质置换出催化剂所夹带的油气。中国石油大学（北京）开发了新型组合汽提技术——MSCS（Multi stage circulation stripper）汽提器,在实验研究和工业运行中均获得了良好的汽提效果。为进一步获得工业汽提器内气固混合、传质规律以及油气反应进程,本文对大庆石化MSCS汽提器进行了详细的数值模拟计算,结合多种数据分析方法,分析不同结构汽提段内固含率分布、速度分布情况,同时预测流动、传递及反应在汽提器内的耦合关系,为该汽提技术在工业设计和优化提供了坚实的理论依据。论文利用Gambit软件建立模型,采用Fluent软件进行数值模拟。模拟首先采用欧拉-欧拉双流体模型与分段曳力模型建立流动模型,发现在网格尺寸为40 mm,镜面反射系数为0.5时,模拟结果与工业数据吻合的较好。在此基础上进一步考虑待生剂夹带的油气存在脱附及裂化等行为,建立五集总动力学反应模型,以准确预测待生剂的汽提过程。对比分析传统盘环形汽提器与MSCS汽提器内流场特性可知,盘环形挡板汽提器的锥形挡板下方存在较大的气体空穴区,部分挡板上存在颗粒堆积,受催化剂出口待生斜管影响严重,偏流现象明显;MSCS汽提器锥形挡板下方空穴区明显减小,偏流得到改善,汽提蒸汽的分配更加均匀,催化剂在汽提段流化效果更好。在汽提器内气固两相流动模拟的基础上,结合汽提器的流动、传递和反应过程,对MSCS汽提器内汽提过程进行了模拟研究。模拟结果表明:气固之间存在接触换热,使其在床层高度上有16℃左右的温降;化学反应主要发生在汽提段上部且反应生成大量气体,导致上部固含率较低;待生剂上的烃类物质中柴油的化学反应速率较高,柴油含量变化较重油剧烈,焦炭很少参与反应,含量变化不明显。考察了催化剂循环量对汽提段内流场的影响,结果表明,催化剂循环量越大时,汽提段密相床层密度越大,返混程度越小,汽提效率略有减小,但气、固相浓度分布变化不大。
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