导读:本文包含了滴流床论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:反应器,多相,颗粒,流体力学,模型,偏流,同位素。
滴流床论文文献综述
张荣荣[1]（2019）在《滴流床近壁颗粒气液两相动叁维CFD模拟》一文中研究指出滴流床反应器是一种重要的气液固叁相催化反应器,广泛应用于石油炼制、石油化工等各个行业,尤其是在柴油和汽油的加氢处理中。多年来,研究者在宏观尺度上针对滴流床反应器中的气液两相流动相关参数进行了大量的研究,但是对滴流床内气液两相局部流动行为的研究报道较少。滴流床中局部液体在催化剂上分布不均匀或者气液流体在催化剂床层中形成短路、沟流等现象,将造成反应器性能下降。充分认识催化剂床层局部的流体力学特性,对于滴流床反应器设计、放大和优化工作来说十分重要。本文使用CFD软件及VOF体积模型来模拟气液两相绕流催化剂颗粒的表面流动现象。通过观察位于滴流床催化剂床层中间位置和近壁位置的颗粒,其滴流过程中液体在颗粒表面的流动现象。结果表明对于床层中间位置处的颗粒,液体在颗粒表面上的分布均匀性与气速及液速有着较强的关联性,其单颗粒流型也与宏观流型较吻合。而对于近壁位置的颗粒,气速与液速对表面液体分布的影响更大,与宏观流型相比,近壁颗粒流型跃迁曲线整体向左偏移。定义了叁个函数来定量表示液相在颗粒表面分布的均匀性。结合以上导致流型跃迁及液膜分布变化的因素,避免催化剂床层局部沟流现象,提供了参考的操作范围。分别考察了气相速度、液相速度、颗粒大小等因素对位于中间位置和近壁位置颗粒表面液膜分布和颗粒下端气相漩涡大小的影响。结果表明位于中间位置的颗粒,气相旋涡的半径随着气相速度的增加而增加,随着液相速度的增加而减小;增加气速或液速,都会增加颗粒表面润湿率,一定范围内液滴尺寸的改变对颗粒下端气相漩涡半径和表面液膜分布的影响不明显。位于近壁位置颗粒下端的旋涡半径要低于中间位置颗粒的旋涡半径,壁面效应还会导致颗粒下端左右两个旋涡大小出现较大的差异。近壁距离较小时,液滴容易堆积在颗粒和壁面空隙之间,颗粒下端气相旋涡半径变小,颗粒表面液膜分布不均。气速和液速对近壁位置颗粒下端旋涡半径的影响与中间位置颗粒相同,在低气速和低液速下,颗粒下端通常只出现左旋涡,颗粒表面液膜向近壁侧偏移并堆积,导致液膜分布不均。(本文来源于《北京石油化工学院》期刊2019-06-25）
颜艳艳[2]（2018）在《液相加氢与滴流床加氢反应部分安全阀计算及选型比较》一文中研究指出液相加氢技术是近年来为适应市场需求发展起来的新技术,简述了液相加氢与传统滴流床加氢工艺的工艺流程及技术特点,并依据两种工艺的特点分别对两种工艺的反应泄压设计及安全阀选型作对比分析。(本文来源于《化工设备与管道》期刊2018年06期）
刘永宏,冯珂婷,黄风林[3]（2018）在《滴流床反应器动量传递模拟研究与应用》一文中研究指出滴流床反应器(TBR)动量传递模型的研究是改善传热、传质、反应效率及设计、强化反应器性能的基础。本文借助滴流床反应器相对渗透、单缝、双流体界面力等动量传递模型分析,探讨加氢反应床层压降、持液量变化趋势与模型模拟的差异,确定模型的适用体系与局限性,阐述了气液分布器结构差异对不同作用体系气液分布、反应过程的影响。结合滴流床反应器的工业实践,探索优化操作、强化反应强度,提高转化率、选择性的措施。(本文来源于《石油化工应用》期刊2018年08期）
蔡凯华[4]（2018）在《基于多孔介质模型的滴流床内液相分布特性的研究》一文中研究指出滴流床反应器普遍被应用在石油炼制、石油化工、以及废水净化等过程中,用来分离有机污染物。滴流床催化剂床层内的液相分布均匀性是影响其反应效率和可靠性的主要因素,也是滴流床结构和运行参数优化的关键指标。本文将滴流床内的催化剂床层等效为固体颗粒堆积的多孔介质,从而利用多孔介质模型对催化剂固定床层内的气液两相流动进行了数值模拟,获得了在不同催化剂颗粒直径、分流器结构及液相流率条件下滴流床内的液相体积分数的分布云图。在此基础上,本文将液相体积分数的均方差作为滴流床各截面内液相偏流度的评价指标,以实现对滴流床液相分布均匀性的量化评价,并与实验结果进行了比较。结果表明,颗粒直径较小时,颗粒间的间隙较小,粒子间隙的毛细管力较大,促进了液体的分散并阻碍了局部液体流路的形成,因此偏流度值相对较小,液相分布均匀性较好。此外,当入口流量较大时,液相的流动速度增大,液固两相间的冲突加剧,增大了液相在径向上的分散速度,从而改善了液相的分布均匀性。分流器结构对液相分布均匀性的影响与流量的影响相似,相同条件下采用单孔入口时液相的流动速度增大,因而偏流度较小,分布均匀性较好。本文通过数值模拟和实验的比较对滴流床内颗粒直径、入口流量以及分流器结构对液相分布的影响规律进行了研究,可为滴流床反应器的结构和运行参数优化提供一定的理论和数据支持。(本文来源于《西安理工大学》期刊2018-06-30）
尹祎轩,杨座国[5]（2018）在《滴流床反应器催化剂颗粒微观结构的模拟优化》一文中研究指出使用SIMP变密度拓扑优化法,对滴流床反应器催化剂颗粒的拓扑形状和催化活性组分在颗粒中的分布进行优化设计,研究了催化剂颗粒在不同的反应速率、反应级数、反应组分扩散系数和液膜厚度下的优化形态。结果表明,维持催化活性组分在催化剂颗粒载体中的浓度不变时,在颗粒中制作成洋葱或树状的中空结构可有效提升催化剂效率;维持催化剂颗粒形状不变时,为提高催化能力,可将催化活性组分沿颗粒侧表面集中分布。经催化剂结构优化后,颗粒对一级反应的催化转化率提高了19%~36%,对二级反应提高了50%~76%;经催化活性组分分布优化后,颗粒对一级慢反应的催化转化率提高了1~6倍,对二级慢反应提高了5~7倍。(本文来源于《高校化学工程学报》期刊2018年04期）
张淑君[6]（2018）在《滴流床反应器中催化柴油加氢裂化反应的数值模拟》一文中研究指出随着石油资源的深度开发,国内所加工原油质量重质化和劣质化日益加剧,进而导致催化柴油密度大、十六烷值低、重芳烃含量高等问题;另一方面,为降低雾霾等恶劣天气的影响,更加严格的环保法规和油品排放标准相继出台,国家对汽柴油排放标准中进一步限定了重芳烃、含硫化合物等的含量。目前,催化柴油加氢裂化技术生产高辛烷值优质汽油组分、提高油品品质是最直接有效、且应用最为广泛的方法。滴流床反应器是加氢裂化反应应用最广泛的固定床叁相反应器之一,本文采用计算流体力学CFD结合加氢裂化反应动力学模型,建立滴流床反应器中催化柴油加氢反应数学模型,用于指导反应器的设计与优化及工业化放大。本文以实验室规模滴流床加氢裂化反应器为模拟对象,利用计算机流体力学数值模拟软件FLUENT 16.2对某研究院的催化柴油进行反应器内的流体流动及加氢裂化反应的数值模拟。首先,建立滴流床反应器冷模气液两相流动数学模型,主要考察在不考虑加氢裂化反应时的流体流动特性(床层压降、持液量等)。在反应器的催化剂床层区域添加适合高压下滴流床流体流动的气、液、固叁相作用力模型来优化反应器内的流场。进而考察柴油空速、氢气质量流率对反应器流体力学特性的影响,来验证反应器内流场的合理性。其次,在反应器内流场合理、流动稳定的情况下添加加氢裂化反应动力学模型考察滴流床反应器内加氢裂化反应特性(包括原油转化率、产品收率、氢耗速率、温度分布等)。根据原料油的特性选用改良后的Stangeland加氢裂化反应动力学模型,并选取适合本文体系的模型参数。对反应动力学进行四阶龙格库塔法迭代求解,利用C语言编写用户自定义函数(User Defined Function，UDF)模拟反应中物质的转化。通过反应体系的碳质量守恒与分子量、碳氢比换算求取加氢裂化反应过程氢气消耗速率。借鉴氢耗与反应热的关联方法,求取能量源项,考察反应过程中的反应器中的温度变化。最后,本文系统考察了原油空速、氢气质量流率和反应温度对反应器内加氢裂化反应过程的影响。原油空速从0.28 h-1升高到2.22 h-1,反应器出口转化率从99.58%降为52.79%,反应器床层温差从12.77 K降为5.83 K;改变空速可以在一定程度上对产品馏程进行选择,提高空速有利于提高航空煤油的收率,降低空速有利于轻、重石脑油的产出。本文所构建的滴流床加氢裂化反应数学模型及模拟结果可为反应器设计及工业化放大提供理论依据。(本文来源于《北京化工大学》期刊2018-05-31）
尹祎轩[7]（2018）在《滴流床反应器颗粒尺度的模拟与优化》一文中研究指出滴流床反应器(Trickle bed reactors,TBRs)是一种气-液-固叁相反应装置,气液两相同时通过填充催化剂颗粒的床层,呈现复杂的流动行为。滴流床反应器在石化,环保,精细化工等领域具有长久的应用历史。目前,滴流床多相流的相互作用、流动状态的转变、床层的传质与传热等方面已有诸多研究报告,但滴流床的设计与放大目前仍处于经验、半经验的状态,对滴流床的模拟与优化技术有待更深入的探讨。本文在有限体积法的基础上,应用Eulerian多相流模型,通过将颗粒尺度上的传质数据、搜索算法和反应器内宏观流动传输方程结合,对高液相流速滴流床反应器内流体流动和液-固传质进行多尺度的数值模拟,得到滴流床反应器出口处液相示踪剂的浓度随时间变化曲线和传质参数。依据文献报道的实验数据对模拟结果进行检验,预测得到的Pe(Peclet)准数值与实验值基本吻合,预测值与实验值的平均相对偏差为12.2%,出口示踪剂浓度随时间变化的曲线与报道结果基本一致,本模拟方法对高液相流量滴流床的流动和传质取得了较为准确的预测结果。其次,采用MMA(Method of Moving Asymptotes)算法,对滴流床微反应器中床层渗透系数的分布进行了优化,使流体能够在床层中较为均匀地分布,提高了反应器的催化转化效率。最后,使用SIMP(Solid Isotropic Material with Penalization)变密度拓扑优化法,结合 SNOPT(Sparse Nonlinear Optimization Algorithm)算法对滴流床催化剂颗粒的拓扑形态和催化活性组分分布进行优化,分别考察催化剂颗粒形状拓扑优化和催化活性组分分布拓扑优化在不同的反应级数,反应速率常数和反应物扩散系数下的适用性以及优化结果的变化趋势。优化结果表明,在颗粒中制作洋葱或树状的中空结构可有效提升催化剂颗粒性能。维持颗粒外形不变时,为提高催化能力,可将活性组分沿着颗粒侧壁面分布。催化剂颗粒结构拓扑优化适用于快速反应且反应物在颗粒内部扩散系数较低的情况;催化组分分布拓扑优化适用于慢速反应和反应组分在催化剂颗粒中扩散系数大小适中的情况。综合滴流床多相流流动和传质的模拟结果,以及颗粒的结构优化和拓扑优化的数值计算,认为本研究中滴流床反应器颗粒尺度的数值模拟和优化框架基本合理,可为滴流床反应器的模拟及优化研究提供指导。(本文来源于《华东理工大学》期刊2018-05-12）
弋强[8]（2018）在《滴流床反应器颗粒尺度上气液两相流体流动特性的研究》一文中研究指出滴流床反应器广泛应用于催化加氢等石油加工过程,充分了解滴流床内的流体流动特性是成功设计滴流床反应器的关键。利用数值模拟方法对滴流床内的流体流动特性进行研究,操作简便,费用低,并且可以提供实验方法难以获得的反应器内部的流体流动特性。在催化剂颗粒尺度上的数值模拟研究可以准确获得滴流床反应器内局部的流体流动特性,为孔隙尺度和床层尺度流体流动特性的研究提供更多的细节支持,并进一步为反应器优化设计提供更加详细准确的数据支持。因此,本文在催化剂颗粒尺度上对滴流床反应器内的流体流动特性进行模拟研究。本文采用VOF多相流模型研究了气液两相流体通过滴流床反应器内单颗粒、两颗粒和叁颗粒时的流体流动特性。研究发现,催化剂颗粒表面和周围的流体流动特性受相邻的其他颗粒影响较大。对于单颗粒,分别考察了气液相速率和颗粒粒径对颗粒表面和周围流体流动特性的影响,结果表明,随着气液相速率的增大,液相流体在催化剂颗粒表面的停留时间减小,液相流体在颗粒表面由膜流逐渐过渡到溪流;改变气相速率和颗粒粒径对颗粒周围速度分布和下游流体流动形态有较大影响。对于两颗粒,分别考察了气液相速率、颗粒间距和流体物性的影响,研究发现,随着气液相速率的增大,上下两颗粒表面液相流体由膜流向溪流转变更加明显,颗粒表面液相体积分率最大值均大于单颗粒;随着颗粒间距的增大,上方颗粒表面液相体积分率变化规律与单颗粒基本一致,下方颗粒表面液相体积分率最大值逐渐减小,颗粒下游涡流出现不同程度脱落甚至消失;流体物性对颗粒表面液相分布和颗粒周围的流体流动形态有一定影响。对于叁颗粒,分别考察了气液相速率和颗粒间距对中间颗粒表面和周围流体流动特性的影响,研究结果表明,随着气液相速率的增大,液相流体在中间颗粒表面体积分率最大值介于单颗粒和两颗粒之间,液相流体在颗粒表面分布更加均匀;随着颗粒间距的增大,液相流体在颗粒表面体积分率最大值逐渐减小,颗粒下游涡流出现一定程度脱落甚至消失;当颗粒表面存在液相流体时,颗粒下游出现多个尺寸较小的涡流。(本文来源于《中国石油大学(北京)》期刊2018-05-01）
戴成勇[9]（2017）在《滴流床中苯甲腈催化加氢制苯甲胺的研究》一文中研究指出苯甲胺是结构最简单的芳香胺类化合物之一,广泛应用于合成橡胶和塑料固化的熟化剂(固化剂)、药物、染料、人造树脂、抗腐蚀抑制剂及功能性添加剂、CO2吸收剂等领域,具有广阔的市场。本文对滴流床中苯甲腈加氢制备苯甲胺反应进行了系统研究。对比研究了Pd/Al2O3催化剂在滴流床反应器及釜式反应器中的性能,发现催化剂在滴流床反应条件下性能显着提高,对其原因进行了分析。在滴流床反应条件下,得到了高活性、高选择性的催化剂,并在优化的反应工艺条件下进行了长周期试验,对失活催化剂进行分析表征。论文的主要研究内容和结果如下:1、对苯甲腈加氢反应的热力学进行了计算,苯甲腈反应生成苯甲胺与二苄胺平衡常数相近,从热力学角度分析,苯甲胺易于转化为甲苯,甲苯是该体系热力学最为稳定的产物。2、在釜式反应器中对催化剂进行了系统研究。Raney Ni催化剂及Pd/Al2O3催化剂性能较为优异,均具有较高的活性及选择性,但反应副产物种类及分布明显不同:Raney Ni催化剂上二苄胺是主要副产物;Pd/Al2O3催化剂上二苄胺的生成被显着抑制,甲苯的选择性显着提高。对反应机理进行了探索。3、深入研究了载体氧化铝晶型对催化剂性能的影响。γ、η、θ和α晶型氧化铝负载的Pd/Al2O3催化剂具有不同的孔结构、金属粒径及分散度。载体晶型对催化剂活性没有显着影响;苯甲胺选择性由高到低的顺序为:γ≈η>θ>α,这归因于γ和η晶型载体比表面积较大,制得的催化剂上金属分散度较高。4、比较研究了滴流床和釜式反应器中,Pd/Al2O3催化剂上苯甲腈加氢制苯甲胺的反应性能。滴流床条件下,催化剂的反应性能显着提高,进一步研究表明,氢气扩散是反应的速控步骤。釜式反应器中,氢气传质效果较差,返混严重,易于生成副产物二苄胺;滴流床反应器中,氢气传质效果好,返混小,反应速率达到96 mol h-1 molpd-1,远高于釜式反应器中、同类型催化剂上的文献值(7.5 mol h-1molpd-1)。5、滴流床中对催化剂配方及制备工艺进行了深入研究。Pd/Al2O3催化剂性能最优,可实现96.7%苯甲腈转化率及88.9%苯甲胺的选择性,该结果比文献中同类型催化剂在经济性和催化剂性能上都有显着优势。6、对滴流床条件下,Pd/Al2O3催化剂上反应工艺条件进行了研究。催化剂还原温度最佳区间为290 o C至325 o C;最优的反应工艺条件为:溶剂为乙醇,催化剂粒度为30–50目,还原压力为常压,反应温度为70 o C,反应压力为1.5MPa,乙醇/苯甲腈比例为4,氢腈比为20,液时空速为0.5 h-1。7、在优化的实验条件下,开展了苯甲腈加氢制苯甲胺的长周期运行试验。催化剂初始活性较高,苯甲腈转化率接近于100%,苯甲胺选择性大于86%,运行1500小时后,BN转化率降为20%、BA选择性降为65%。对失活催化剂进行了表征分析,催化剂的失活主要归因于表面碳物种的沉积,这些碳物质的性质介于二苄胺和叁苄胺之间,并可能通过一种特殊的σ/π共轭吸附的亚胺过渡态增链生成。碳物种强烈吸附在Pd晶粒表面,Pd活性位大大减少;同时还堵塞了催化剂孔结构,降低了催化剂反应性能。(本文来源于《上海大学》期刊2017-10-01）
王然[10]（2017）在《滴流床中氢—水同位素催化交换过程的模拟与优化》一文中研究指出采用氢-水同位素催化交换过程进行氢同位素分离,在裂变反应器重水升级和聚变反应器废水处理方面很有前景。本文在实验的基础上,对逆流操作的滴流床催化交换反应器中的氢气脱氘过程进行了模拟。反应器内混装有疏水催化剂和亲水填料。本文对模型中传质系数关联式中参数进行了拟合,并通过确定参数的模型考察了非绝热操作的中试催化交换反应器脱氘效果的影响因素并得到优化的操作条件。基于非绝热反应器模型,本文建立绝热反应器模型并将其模拟结果与非绝热反应器进行对比。非绝热反应器内氢气加湿过程主要发生在反应器底部。忽略氢气加湿造成的湿度和气液流量变化会使得氢气脱氘率计算值偏高。反应器内气-固相催化交换和HDO气液传质从反应器顶部到底部交替控制总同位素交换速率,且控制步骤转化点位于反应器底部的氢气加湿主要发生区域。反应器内疏水催化剂有效因子较低,气-固相催化交换受内扩散影响很大。基于建立的模型,本文得到了非绝热反应器优化的操作条件。绝热反应器内,轴向温度变化显着提高。在较大进料气液摩尔比时,绝热反应器中部出现气液等温区且加湿过程主要发生在反应器底部和顶部。绝热反应器内氢气加湿过程较非绝热反应器明显不充分,使得反应器内液相流量变化和湿度下降。绝热操作提高了反应器内HDO气液传质,降低了气-固相催化交换速率,然而对催化剂有效因子影响较小。本文通过建立的模型得到了绝热反应器优化的操作条件并与非绝热反应器进行了对比。(本文来源于《天津大学》期刊2017-05-01）
滴流床论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
液相加氢技术是近年来为适应市场需求发展起来的新技术,简述了液相加氢与传统滴流床加氢工艺的工艺流程及技术特点,并依据两种工艺的特点分别对两种工艺的反应泄压设计及安全阀选型作对比分析。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
滴流床论文参考文献
[1].张荣荣.滴流床近壁颗粒气液两相动叁维CFD模拟[D].北京石油化工学院.2019
[2].颜艳艳.液相加氢与滴流床加氢反应部分安全阀计算及选型比较[J].化工设备与管道.2018
[3].刘永宏,冯珂婷,黄风林.滴流床反应器动量传递模拟研究与应用[J].石油化工应用.2018
[4].蔡凯华.基于多孔介质模型的滴流床内液相分布特性的研究[D].西安理工大学.2018
[5].尹祎轩,杨座国.滴流床反应器催化剂颗粒微观结构的模拟优化[J].高校化学工程学报.2018
[6].张淑君.滴流床反应器中催化柴油加氢裂化反应的数值模拟[D].北京化工大学.2018
[7].尹祎轩.滴流床反应器颗粒尺度的模拟与优化[D].华东理工大学.2018
[8].弋强.滴流床反应器颗粒尺度上气液两相流体流动特性的研究[D].中国石油大学(北京).2018
[9].戴成勇.滴流床中苯甲腈催化加氢制苯甲胺的研究[D].上海大学.2017
[10].王然.滴流床中氢—水同位素催化交换过程的模拟与优化[D].天津大学.2017
论文知识图
