减压转油线的数值模拟研究

【摘要】： 减压转油线是炼油常减压蒸馏装置中的一个重要管道。设计良好的转油线不但可以提高减压拔出率,降低能耗,而且可以改善油品质量﹑提高油品安定性和避免油品超温裂解。减压转油线内油品流动属于变温气液两相流动过程。随着油品沿转油线流动,压强逐渐降低,液相渐次汽化,油品温度﹑流速﹑汽化率﹑以及粘度﹑密度等物性亦不断变化。 本论文首次利用计算流体力学对减压转油线内单相流和气液两相流进行模拟,得到转油线内的温度分布﹑压力分布﹑速度分布以及汽化率分布等规律。 本文以减压转油线为研究对象,采集了六套减压转油线结构尺寸和物性数据,建立了单相流模型,对六套减压转油线内的气相流动进行了模拟分析,并根据模拟结果对减压转油线的结构进行了优化改进。针对复杂碳氢混合物两相流动的特点,建立了气液两相在减压转油线内流动的数学模型,对不同减压转油线的结构特点和气液两相流流型进行了模拟分析。考虑离散相和连续相之间的热量﹑质量和动量传递;考虑油滴的汽化(蒸发);对离散相和连续相进行耦合求解。 模拟研究表明,减压转油线的温降和压降主要集中在过渡段;转油线中弯头、高度差、管路汇合及变径等结构对压降、温降和流速的影响较大;采用裤状三通的形式有利于减小转油线的压降和温降。两相流模拟计算结果比单相流更接近实际工作状况。通过计算流体力学对减压转油线模拟研究可指导减压转油线的工程设计,对实现减压深拔、提高炼油常减压蒸馏装置的经济效益具有重要意义。