(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210655874.5 (22)申请日 2022.06.10 (71)申请人 浙江理工大 学 地址 310018 浙江省杭州市江干经济开发 区2号大街9 28号 (72)发明人 金浩哲　高帅棋　 (74)专利代理 机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 专利代理师 林超 (51)Int.Cl. G16C 10/00(2019.01) G16C 20/10(2019.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 适用于催化裂化汽油吸附脱硫反应器内流 动特性预测方法 (57)摘要 本发明公开了一种适用于催化裂化汽油吸 附脱硫反应器内流动特性预测方法。 反应器内设 有分配盘， 分配盘上堆积布置吸附剂颗粒， 流经 含硫气相汽油； 对反应器的内部结构三维成型获 得流体计算域并网格划分； 构建连续相流动控制 方程和密相颗粒相运动控制方程， 对密相颗粒群 的体积分数、 最大相对流动磨损率计算； 引入不 均匀系数结合最大相对流动磨损率处理获得气 固接触效率； 以最大相对流动磨损率和气固接触 效率作为因变量， 设置自变量， 建立因变量与 自 变量之间的关系方程并拟合， 利用拟合后的关系 方程进行预测。 本发明通过建立以不均匀指数和 气固效率为重要表征实现了催化裂化汽油吸附 脱硫反应器内流动特性预测， 预测精度高。 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 CN 115035960 A 2022.09.09 CN 115035960 A 1.一种适用于催化裂化汽油吸附脱硫反应器内流动特性预测方法， 其特征在于： 所述 的催化裂化汽油吸 附脱硫反应器内设有分配盘， 分配盘上堆积布置吸 附剂颗粒， 分配盘流 经含硫气相汽油； 由所有吸附剂颗粒构成密相颗粒群(8)； 方法按照如下步骤进行： 1)针对已知催化裂化汽油吸附脱硫反应器的内部结构特征参数， 基于三维造型软件对 催化裂化汽油吸附脱硫反应器的内部结构进 行三维成型获得三维成型结构， 对三 维成型结 构进行抽壳， 获得催化裂化汽油吸附脱硫反应 器及其内部结构的流体 计算域； 2)利用有限元网格划分软件对步骤1)获得的流体计算域进行网格划分， 获得流体计算 域网格； 3)以流体计算域网格为基础， 构建连续相流动控制方程和密相颗粒相运动控制方程， 采用流体动力 学分析软件CFD对密相颗粒群的体积分数ε、 最大相 对流动磨损率Emax进行计 算； 4)根据密相颗粒群的体积分数ε沿堆积高度 方向上不同截面分布的程度引入不均匀系 数φ， 根据引入不均匀系数φ和最大相对流动磨损率Emax处理获得气固接触效率CE； 5)以最大相对 流动磨损率Emax和气固接触效率CE作为因变量， 以安装于分配盘内的升降 管高度为h4、 升降管顶部与泡罩顶部的距离为h3、 泡罩顶部距离 流体计算域上端部的距离为 h2、 泡罩外周向下端面距离分配盘上表面的距离为h1、 泡罩高度为h0、 泡罩半径为r1、 升降管 半径为r2作为自变量； 在不同自变量条件情况下采用流体动力学分析软件CFD进行流动特性数值模拟获得对 应的因变量， 建立因变量与自变量之间的关系方程并进行拟合， 确定关系方程： Emax＝f1(h4,h3,h2,h1,r1,r2,v, δ,dp…) CE＝f2(h4,h3,h2,h1,r1,r2,v, δ,dp…) 其中， v表示脱硫反应器入口流速， δ表示吸附剂颗粒球形度， dp表示吸附剂颗粒粒径， f1 ()表示最大相对流动磨损率的函数表达式， f2()表示气固接触效率的函数表达式； 将实时设计催化裂化汽油吸附脱硫反应器的自变量输入到拟合后的关系方程获得预 测的最大相对流动磨损率Emax和气固接触效率CE的因变量结果。 2.根据权利要求1所述的一种适用于催化裂化汽油吸附脱硫反应器 内流动特性预测方 法， 其特征在于： 所述步骤2)中， 催化裂化汽油吸附脱硫反应器的流体计算域上部采用稀疏 性网格划分， 流体 计算域下部采用加密型网格划分。 3.根据权利要求1所述的一种适用于催化裂化汽油吸附脱硫反应器 内流动特性预测方 法， 其特征在于： 所述 步骤3)中的最大相对流动磨损率Emax计算为： Emax( ρ,v)＝C1·10K1ρK2vK3 式中： C1为磨损系数， K1、 K2、 K3为第一、 第二、 第三相关系数， ρ 为密相颗粒群密度， v为含 硫气相汽油的流体速度。 4.根据权利要求1所述的一种适用于催化裂化汽油吸附脱硫反应器 内流动特性预测方 法， 其特征在于： 所述 步骤4)具体为： 根据密相颗粒群的体积分数ε沿堆积高度[h0+h1， H‑h0‑h1]方向上不同截面分布的程度 引入不均匀 系数φ， h0表示泡罩的高度， h1表示泡罩外周向下端面到分配盘上表面的距离， H 表示分配盘流体计算域上部的总高度， 根据引入不均匀系数φ按照以下公式处理获得不同权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115035960 A 2截面下的含 硫气相汽油和密相颗粒群的气固接触效率CE： CE＝ ε×[1‑φ]×100％ 其中， ε表示体积分数； 所述的不均匀系数φ是根据密相颗粒群的体积分数 ε计算获得： 式中： σ( ε )表示不 同截面密相颗粒群体积分数的标准差， σ( ε )max表示不同截面相同平 均颗粒体积分数的最大标准差， 表示不同截面密相颗粒群体积 分数的平均 值， εmax表示不 同截面密相颗粒群 体积分数的最大值。 5.根据权利要求1所述的一种适用于催化裂化汽油吸附脱硫反应器 内流动特性预测方 法， 其特征在于： 所述的催化裂化汽油吸附脱硫反应器(4)底部开设用于含硫气相汽油进入 的物料进口(6)， 物料进口(6)上方的塔内布置有分配盘， 分配盘上均匀开设通孔， 每个通孔 内布置安装升降管(5)， 升降管(5)上端的顶部连接泡罩(1)； 吸附剂颗粒堆积在分配盘上 面。 6.根据权利要求5所述的一种适用于催化裂化汽油吸附脱硫反应器 内流动特性预测方 法， 其特征在于： 所述的泡罩(1)下端开设开口， 升降管(5)上端 经沿圆周间隔布置的支撑杆 和泡罩(1)的内顶面连接， 泡罩(1)下端的开口和升降管(5)之间具有环形间隙(7)， 使得升 降管(5)上端口经支撑杆间的间隔和泡 罩(1)内腔连通， 再 经环形间隙和外 部连通。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115035960 A 3