催化裂化技术是重要的石油二次加工手段。作为典型的气固流态化过程,催化裂化装置内催化剂颗粒的磨损问题,对装置的性质有着显著的影响,一直受到关注。但是由于颗粒的磨损是一个长期渐进的过程,而现场难以实施高精度的精密测量手段。因此针对催化剂在催化裂化提升管内部的磨损规律来开展的研究工作,比较少见。本文采用实验和计算流体力学(CFD)相结合的方法进行研究,首先利用实验装置,在实验的基础之上确定颗粒磨损行为,并针对特定催化剂回归磨损模型参数,然后再建立提升管反应器的欧拉双流体流动模型,并将本文研究的颗粒磨损模型与流动模型耦合,代入根据实验结果回归得到的磨损速率参数(主要由颗粒性质确定),就可以利用数值模拟的方法来对流化床中颗粒磨损的过程进行分析,最后对带喷嘴的提升管进行数值模拟,并分析了反应器中影响颗粒磨损的主要因素。采用鹅颈管磨损测试仪测定催化剂随着磨损时间、磨损气速以及初始粒径变化的规律,判断催化剂颗粒的磨损机理为剥层磨损机制,催化剂颗粒在初始阶段的磨损程度远大于后面的阶段,磨损程度随磨损气速的增加而增加,初始粒径越大颗粒磨损程度越严重。利用计算流体力学方法对一简单提升管反应器进行数值模拟,并验证所建立的流动-磨损模型的准确性。通过模拟计算,在简易提升管反应器内,催化剂磨损严重的区域集中在靠近管壁的区域,而靠近中心区域的磨损较为轻微。通过对比实验结果确立关键参数的取值之后,详细考察了入口气速、固相分率、颗粒直径、操作压力因素对该提升管内催化剂颗粒磨损的影响,结果表明随着入口气速的增加颗粒磨损程度增加,但是增加幅度减弱;固相分率和磨损程度成正比例;而颗粒直径增加对颗粒的磨损程度影响最大,随着颗粒直径的增加,催化剂颗粒的磨损程度逐渐增加,且增加幅度增强。最后对四喷嘴的提升管进行了模拟计算,通过分析提升管反应器内气固相流动状态以及固相分率,发现在喷嘴出口附近流场变化复杂,在喷嘴所处横截面速度梯度和固相分率梯度都很大。然后分析各区域内磨损状况,得到固相分率对颗粒磨损的影响要大于速度的影响。