列管反應器改進結構環形分布器內變質量流動的數值分析

姜 斌，薛尚龍，董佳鑫，郝 麗

（1.天津大學化工學院，天津 300072；2.精餾技術國家工程研究中心，天津 300072；3.天津化學化工協同創新中心，天津 300072）

丙烯氧化法所用列管式固定床反應器的殼程溫度較高，達到400℃以上，工業上一般使用熔鹽作為熱載體，及時移出管程反應放出的熱量。熔鹽進出口通道為環形通道，環形分布器是列管式固定床反應器的重要構件，能夠實現熱載體在反應器殼程的均勻分布。熔鹽在環形通道內的流動屬于變質量的周向流動，通過熔鹽的等量分流實現其在反應器殼程進口處的均勻分布［1-3］，這為合理設計大型環形分布器帶來了困難。

環形分布器內變質量流動規律比直管式多孔管內變質量流動復雜得多。由于技術保密，環形分布器的研究工作國外鮮有報道，目前，國內僅有少數科研單位和高校進行了研究［4］。環形分布器的研究有代表性的為張成芳、陳春生、呂志敏、叢德滋、曹曉麗等［5-8］開展的研究工作。關于環形分布器內變質量流動的研究大多借鑒直管內變質量的研究方法［9］，并且都是在小尺寸規模的實驗裝置上進行的，而工業列管式固定床反應器的環形通道的規模尺寸比較大，設計過程中存在工業放大的問題。

工業放大要考慮諸多影響因素，在工業規模裝置上進行實驗由于受到經濟等方面的制約是不現實的。數值模擬方法，由于其經濟、靈活等優勢，而且能夠直觀獲得環形分布器內流體的流動狀況，CFD方法成為研究工業放大規律很好的手段。……