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石油作为一种重要的战略性一次性消耗能源,向来被视为工业的血液。然而随着石油不断的开采,石油重质化越来越严重。由于世界政治经济的原因我国进口的石油中很大一部分都是高硫,高残炭的劣质石油。因此加快推进我国对重质渣油的加工技术的研究刻不容缓。国外,比较典型的渣油加氢工艺有H-Oil工艺和LC-Fining工艺。国内,由中石化抚顺院与洛阳工程技术公司联合研发的STRONG沸腾床渣油加氢技术,由于其催化剂采用微球颗粒,不使用高温高压循环泵,采用自带的三相分离器等特点实现了高效、安全环保等目标,并且有完全的自主知识产权,因而有非常良好的发展前景。目前关于STRONG沸腾床的研究主要集中在催化剂的开发,操作条件的控制等方面,关于其内部流动状况的研究则少有报道。由于STRONG沸腾床渣油加氢反应器中存在着非常复杂的三相流流动,很难用实验测试的方法对其内部的流动状况进行测试。计算流体力学(CFD)的发展为观察反应器内部流动状况提供了新的手段。本文通过商业开发计算流体力学软件Fluent对STRONG沸腾床的冷模模型进行了模拟,主要工作如下:1.通过建立多相流流动的E/E/E三相流模型,考虑气-液、液-固、气-固的曳力作用力,液-固间作用力模型采用Syamlal-O’Brien模型,气-液间与气-固间采用Schiller-Naumann模型。建立了STRONG沸腾床的物理模型,并对模型进行离散化。2.模拟表明,STRONG反应器内的气液固三相分布比较均匀,气相含率大于水含率和固相含率,这表明在标准操作条件下STRONG沸腾床反应器内存在着相对较高的气相压力和气相分率,这非常有利于加氢催化反应的进行。反应器上端的三相分离器工作效率良好,能够实现气液固三相的分离。分离器局部结构相对比较复杂,不利于气液固三相分离。3.考察了气液两相速度同比例增加时对反应器内流动状况的影响。实验结果表明由于气相的增加量远大于液相的增加量,使得反应器内的空气含率增大,液相含率降低,固相的催化剂含率呈现先增加然后减少的趋势。反应器在反应器的进料量增加,使得反应器内的湍流程度增加,流动死区面积降低。4.考察了液相进料量增加对反应器内流动状况的影响。模拟结果表明液相的速度增加,使得反应器内气相含率降低,催化剂含率增加。这表明过高的液体流速不利于反应的进行。5.以渣油为液相进料,考察了渣油粘度变化对反应器内流动状况的影响。模拟结果表明粘度对反应器内的气液固含率的分布影响并不是很明显,但是当粘度增大时,阻力增加反应器的局部会形成漩涡。