随着世界原油重质化、劣质化趋势越来越明显以及环保法规越来越严格,对劣质重油进行高效加工已经成为世界炼油工业面临的机遇和挑战。在全球重油加氢装置中,固定床加氢装置占据80%左右,在固定床反应器中气液分配器是最重要的内构件之一,但气液分配器的开发、设计和优化一直是优化加氢工艺的重点和难点。本文以溢流型分配器为研究对象,通过数值模拟与冷模实验进行研究,开发出了具有优异性能的分配器及分配盘,并开发分配盘设计软件。为开发出分布均匀、压降较小、弹性大的高效分配器,本文采用计算流体力学软件作为研究工具,以工业中的原油和氢气为原料,利用欧拉-欧拉两相流模型及标准的k-ε湍流模型对溢流型分配器进行结构优化和性能分析,并对新溢流型分配器组成的分配盘进行优化。优化后的新溢流型分配器与基本构型相比分布不均匀度降低了9.4%,液相速度峰值降低了23.3%,喷洒面积增加了70.3%;该分配器在不同液相密度、气相密度、液相粘度和液相进料量时的分布效果均较好,并有较好的抗液位波动能力;优化后的分配盘与基本构型相比分布不均匀度降低了43.25%。本文通过冷模实验探究气液相流量变化对新溢流型分配器的液相分布均匀性及压降等流体力学性能的影响。结果表明,存在一个液相均匀分布的临界气相流量,当气相流量超过该临界值时,分配器才能实现对液相的均匀分布。该临界值会随着液相量的增加而减小。此外,新溢流型分配器的压降会随气液相流量的增加而单调升高。为实现新溢流型分配器组成分配盘的快速设计和优化,本文基于分配器冷模实验结果,使用Excel VBA编写了具有可视化图形界面的分配盘设计软件。