[发明专利]一种气液两相流体通过固定床压降的测定方法

说明书

本发明公开一种气液两相流体通过固定床压降的测定方法，步骤如下：1，测定工艺条件B下气液两相流经固定床床层的总压降Δp₀，以及该固定床床层高度L₀，床层填充介质的球形度利用公式1和2得出液相产生的压降和气相产生的压降并利用公式3得到气相占据固定床床层填充介质间所形成孔道表面积与填充介质间所形成孔道总表面积的比值α；2，由公式4和5得到工艺条件A下液相压降Δp_l和气相压降Δp_g；3，由公式6得到工艺条件A下气液两相流经固定床时的总压降Δp；其中，工艺条件A和B相比，只有固定床床层高度和空隙率两个参数不同。本发明方法能够预测气液两相流体同时经过固定床床层时的压降情况，从而能够避免出现压降过高导致装置运行故障。

技术领域

本发明属于炼油化工领域，涉及一种气液两相流体通过固定床压降的测定方法。

背景技术

与气固快速床、气液固浆态床、鼓泡床、移动床等流态化的反应器相比，固定床反应器存在堵塞、结垢、高压降、温度场均匀性差以及催化剂无法连续再生等方面的弊端，但固定床反应器以其操作控制的可靠性和简便性以及低投资等特点，仍在炼油化工领域中广泛应用。以渣油加氢为例，据统计目前占世界渣油加氢总加工能力75％以上的装置采用固定床反应器，且从目前渣油加氢技术的进展来看，未来固定床渣油加氢技术仍占有主导地位。

固定床反应器在设计和工业运行中需要多个指标来保证其效果，固定反应器压降是需要考察的指标之一。在固定床渣油加氢反应器催化剂装填过程中，密相装填有利于提高反应器内催化剂整体的寿命，延长换剂周期，但是密相装填会导致氢/油混合物通过床层压降增加，当压降增加超过选定循环氢压缩机所能提供的压头时，将导致循环氢压缩机无法正常操作，进而影响整个渣油加氢装置的运行。因此需要一种可靠的方法来预测固定床反应器压降，从而避免出现压降过高导致装置运行故障。

目前预测流体通过固定床填充介质床层的压降模型主要基于Ergun等人在1952年基于实验数据和机理分析得到的欧根方程。针对欧根方程是在研究球形颗粒床层建立的，在应用到偏离球形较大的填充介质床层中误差较大的问题，后续研究者提出需要考虑填充介质球形度的影响，并将其引入到欧根方程中，还有研究者建议将床层结构的影响引入到欧根方程中以提高模型的准确性。以上这些改进极大地提高欧根方程的适应性，但由于欧根方程和后续改进工作所描述的流体对象都是单相流，而在实际生产中常常遇到多相流固定床。以渣油加氢固定床反应器为例，由于流体介质为气液两相，实际测量得到的床层压降介于气体和液体等速通过固定床时采用欧根方程计算的压降之间。因此，亟需一种能够计算多相流固定床压降的计算方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种气液两相流体通过固定床压降的测定方法，该方法能够预测气液两相流体同时经过固定床床层时的压降情况，从而能够避免出现压降过高导致装置运行故障。

为了达到上述目的，本发明提供了一种气液两相流体通过固定床压降的测定方法，该方法包括如下步骤：

步骤1，测定工艺条件B下气液两相流经固定床床层的总压降Δp₀，以及该固定床床层高度L₀，床层填充介质颗粒的球形度利用公式1和公式2分别得出工艺条件B下气液两相流经固定床时液相产生的压降和气相产生的压降并利用公式3得到气相占据固定床床层填充介质间所形成孔道表面积与填充介质间所形成孔道总表面积的比值α；

公式1

公式2

公式3

其中，为在工艺条件B下气液两相流经固定床床层时液相产生的压降，Pa；

为在工艺条件B下气液两相流经固定床床层时气相产生的压降，Pa；