烯烃催化裂解反应器局部颗粒堆积结构的颗粒解析模拟
文献类型：期刊论文
| 作者 | 许飞; 陈飞国; 刘晓星; 吴昊; 鲁波娜; 刘志成; 滕加伟 |
| 刊名 | 过程工程学报
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| 出版日期 | 2021 |
| 卷号 | 21期号:12页码:1419-1429 |
| 关键词 | 固定床 浸入边界法 多孔介质模型 网格自适应技术 计算流体力学 数值模拟 |
| ISSN号 | 1009-606X |
| 英文摘要 | 烯烃催化裂解固定床工艺中的反应过程对压力敏感,深入研究催化剂堆积颗粒结构中的流动及压力分布对优化固定床结构及操作参数有重要意义。颗粒解析模拟方法广泛用于固定床内堆积结构的模拟,可以准确描述堆积结构中的流体力学行为,但对于复杂堆积结构网格生成困难。采用基于多孔介质模型的浸入边界法(PMM-IBM)结合网格自适应,实现了对固定床堆积结构的颗粒解析模拟,既解决了网格划分困难的问题,又节省了计算资源。采用网格自适应技术后,与均匀网格相比,堆积结构的网格总数减少大约80%。通过与贴体网格法的单颗粒表面受力分析对比,确定了此浸入边界法的关键模拟参数。随后模拟预测了三种床层与颗粒直径比值条件下堆积结构的空隙率及其内部的压力及流动分布。研究表明,堆积结构空隙中的局部轴向速度的最大值可以达到入口速度的10倍以上,轴向平均速度的径向分布与轴向平均空隙率分布一致,均成震荡衰减趋势。除此之外,预测的床层压降与Reichelt经验关联式结果较为吻合。在此基础上,耦合单颗粒内扩散和烯烃裂解的主反应,预测了反应物随孔径和孔隙率的变化,为进一步考虑外流场的变化奠定了方法基础。 |
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| 项目编号 | 国家自然科学基金资助项目(编号：22078331 ; 91834302) ; 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院委托课题(编号：418028) ; 国防基础科研科学挑战专题(编号：TZ2016001) ; 多相复杂系统国家重点实验室自主研究课题(编号：MPCS-2019-A-05) ; 中国科学院绿色过程制造研究院自主部署项目(编号：IAGM-2019-A03) |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/57248]  |
| 作者单位 | 1.中国科学院大学中丹学院 2.丹麦科技大学化学与生化工程系 3.中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院 4.中国科学院过程工程研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 许飞,陈飞国,刘晓星,等. 烯烃催化裂解反应器局部颗粒堆积结构的颗粒解析模拟[J]. 过程工程学报,2021,21(12):1419-1429. |
| APA | 许飞.,陈飞国.,刘晓星.,吴昊.,鲁波娜.,...&滕加伟.(2021).烯烃催化裂解反应器局部颗粒堆积结构的颗粒解析模拟.过程工程学报,21(12),1419-1429. |
| MLA | 许飞,et al."烯烃催化裂解反应器局部颗粒堆积结构的颗粒解析模拟".过程工程学报 21.12(2021):1419-1429. |
入库方式： OAI收割
来源：过程工程研究所
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