Моделирование2026-04-24 · 1 мин

CFD-моделирование каталитического крекинга тяжелой нефти в быстром псевдоожиженном слое (CFD simulation of heavy oil catalytic cracking in a novel fast fluidized bed)

В статье рассматривается CFD-моделирование каталитического крекинга тяжелой нефти в быстром псевдоожиженном слое с использованием Эйлерово-Эйлеровой двухжидкостной модели. Результаты валидированы на промышленных установках и показано, что химические реакции с межфазным переносом существенно меняют гидродинамику. Предложен новый модифицированный параметр масштабирования.

CFDFCCHydrodynamicsEulerianEulerianProcessModeling

CFD-моделирование каталитического крекинга тяжелой нефти в быстром псевдоожиженном слое (CFD simulation of heavy oil catalytic cracking in a novel fast fluidized bed)

Задача: Масштабирование и оптимизация реактора каталитического крекинга (FCC) с нисходящим потоком (downer reactor) и райзеров с переменным сечением (MIP). Необходимо было связать сложную гидродинамику двухфазного потока "газ-твердое тело" с химической кинетикой крекинга тяжелой нефти. FPM модели (1D) не способны точно предсказать радиальное распределение концентрации катализатора.

Софт и версии: Коммерческие и open-source CFD пакеты (ANSYS Fluent / OpenFOAM - спецификация в зависимости от подзадач CPFD).

Методы и термодинамика: Применялась трехмерная (3D) Эйлерово-Эйлерова (Eulerian-Eulerian) двухжидкостная модель (TFM) в сочетании с кинетической теорией гранулированных потоков (KTGF) [cite: 5]. Для учета влияния мезомасштабных структур на сопротивление и теплообмен использовалась модель EMMS (Energy Minimization Multiscale) [cite: 12]. Реакционная сеть каталитического крекинга описывалась 12-ламповой (12-lump) или 11-ламповой кинетической моделью, интегрированной непосредственно в CFD решатель [cite: 5, 12]. Также была предложена модифицированная модель дезактивации катализатора, зависящая от массовой доли кокса, а не от времени пребывания [cite: 5].

Валидация и результат: Результаты валидировались на промышленных и пилотных установках (высотой 5, 15 и 30 метров) [cite: 5].

Установлено, что химические реакции с межфазным переносом (крекинг) существенно изменяют объем газа в райзере, что радикально меняет гидродинамику [cite: 5].
Продемонстрировано, что параметр гидродинамического подобия недостаточен для масштабирования химических процессов. Предложен новый модифицированный параметр масштабирования [cite: 5].
Моделирование режима "maximizing iso-paraffins" (MIP) в реакторах с расширенным диаметром показало, что плотный слой стабилизирует поведение потока и выход продукта [cite: 12].

Руководство по связыванию гидродинамики (CFD) и макрокинетики: критически важный материал для проектирования новых конфигураций реакторов.

CFD-моделирование каталитического крекинга тяжелой нефти в быстром псевдоожиженном слое (CFD simulation of heavy oil catalytic cracking in a novel fast fluidized bed)

CFD-моделирование каталитического крекинга тяжелой нефти в быстром псевдоожиженном слое (CFD simulation of heavy oil catalytic cracking in a novel fast fluidized bed)

Источник

Теги

CFD-моделирование каталитического крекинга тяжелой нефти в быстром псевдоожиженном слое (CFD simulation of heavy oil catalytic cracking in a novel fast fluidized bed)

CFD-моделирование каталитического крекинга тяжелой нефти в быстром псевдоожиженном слое (CFD simulation of heavy oil catalytic cracking in a novel fast fluidized bed)

Источник

Теги