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减压蜡油是一种重要的石油原料,经原油减压分馏后得到的减压蜡油含硫、氮量高,且质地粘稠,油品较为劣质。加氢工艺是深化石油加工及优化油品质量的重要技术手段,是处理含硫量高、品质差的油品的有效方法之一。因而研究蜡油的加氢过程,可以有效节约石油资源,并得到品质较好的下游产品。工业上的加氢系统中所用的H2由新氢和循环旧氢组成,旧氢中会混有少量的CH4气体。本文主要对蜡油加氢体系进行了相平衡研究,以及加氢技术所使用的沸腾床反应器进行了 CFD模拟计算,为工业上蜡油加氢及反应器的优化设计提供了可靠的数据及理论支持。本文分别测定了高温(353.15-453.15 K)高压(1-7 MPa)下H2、CH4及二者混合气在减压蜡油中的溶解度。结果发现H2和CH4单一气体在蜡油中的溶解度随着压力的升高而增大,随着温度的升高而减小。拟合得到了亨利常数H与温度T的关系分别为lnH(MPa)=-413.05/T(K)+ 5.27和lnH(MPa)=-990.67/T(K)+ 5.87。计算发现液相传质系数与压力成正相关,即增加压力有利于增大气体在蜡油中的溶解度。同时测定了 H2/CH4混合气体在减压蜡油中的相平衡数据,并计算了 CH4对H2的选择性,发现选择性随着温度的增加而降低。此外,本文根据减压蜡油的性质构建了 6种可替代其分子的模型化合物,利用COSMO-RS模型对相同温度压力下H2和CH4在减压蜡油替代分子中的溶解度进行了计算。将H2和CH4溶解度的COSMO计算值与实验测定值比较后发现,两者偏差不大。对于混合气体则计算了理想选择性,并与实验值计算的选择性进行了对比,拟合结果良好,说明了 COSMO-RS模型的可靠性。最后,本文对抚研院自主研发的沸腾床加氢反应器进行了 CFD冷模模拟。建立了气液固三相欧拉流动模型,对反应器中的压力场、速度场分布以及三相流动特性进行了模拟分析。结果表明,反应器内三相处于全混状态,气含率较大。本文还对反应器内设置3种不同类型的挡板的情况进行了模拟。结果表明反应器内添加了挡板后的三相分布反而不如没有添加挡板时分布均匀。