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本书汇集了研究团队二十余年来在气固流化床反应器基础研究和工程放大方面的研究成果，介绍了流态化基本原理、剖析了催化裂化过程气体分布器和工业流化床反应器流动问题，介绍了吡啶碱合成过程的特点、耦合流化床反应器内的多相流动、小型热态反应器中的流动传递与反应、工业侧线和工业反应器中的质量平衡、压力平衡和热量平衡以及反应性能。

此外，本书还详细介绍了新型耦合流化床反应器开发过程中的研究成果，包括半焦合成二硫化碳的热力学分析和反应动力学分析、大型冷态流体力学实验结果、工业耦合流化床反应器的设计要点、开工时流动与温度的控制手段，以及工业装置正常运行时的操作数据与分析。

可供化工和石油化工等领域科技人员、工程技术人员、生产管理人员阅读，也可供高等院校化学工程与工艺、过程装备与控制工程、石油化工等相关专业本科生、研究生学习参考。

第1章流态化基本原理 001

1.1流态化颗粒 001

1.1.1颗粒的分类 002

1.1.2有关颗粒的一些概念 005

1.2流化床的形成与流化相图 010

1.2.1压降与流速的关系 011

1.2.2流化床实际与理想状态的差异 013

1.2.3低速气固流化床的床型 014

1.2.4流化相图 016

1.2.5umf、umb、ut、uc、ufp的确定 019

1.3催化裂化催化剂床膨胀 037

1.3.1床膨胀高度历史回顾 037

1.3.2密相床高的确定 039

1.4夹带、扬析和输送分离高度 041

1.4.1颗粒的夹带 041

1.4.2颗粒的扬析 049

1.4.3输送分离高度 055

1.5工程放大中必须解决的问题 064

参考文献 066

第2章工业流化床的气体分布器 069

2.1工业气体分布器简介 069

2.1.1气体分布器的作用及要求 069

2.1.2气体分布器的结构形式 070

2.1.3树枝状分布器 072

2.2树枝状气体分布器的流场 082

2.2.1树枝状气体分布器内的气相流场 082

2.2.2树枝状气体分布器外的两相流场 094

参考文献 113

第3章工业流化床反应器流动问题的剖析 115

3.1装置介绍 115

3.2数值模拟方法 118

3.2.1气相流场的数值模拟方法 118

3.2.2气固两相流场的数值模型 121

3.3待生剂分配器的影响 126

3.4外取热分配器的影响 127

3.5主风分布器的影响 131

3.6优化方案及性能预测 142

3.6.1优化方案的确定 142

3.6.2方案一性能预测 143

3.6.3方案二性能预测 144

第4章吡啶碱合成过程简介 168

4.1吡啶碱合成工艺简介 168

4.1.1吡啶碱的生产工艺 168

4.1.2醛氨法生产吡啶碱 170

4.2工业吡啶碱合成装置目前存在的问题及解决方案 175

4.2.1分布器结焦现象的分析 175

4.2.2新型耦合流化床反应器 177

参考文献 179

第5章吡啶碱合成耦合反应器内的多相流动 181

5.1气固两相在预提升进料段内的流动特性 182

5.1.1轴向流动特性 182

5.1.2典型截面的流体力学特性 184

5.2喷嘴射流流动行为 190

5.2.1示踪气体的浓度分布 190

5.2.2射流扩散长度 191

5.2.3气相返混特性 196

参考文献 201

第6章吡啶碱合成耦合反应器内的流动、传递与反应 202

6.1装置简介和实验方法 202

6.2实验结果及分析 205

6.3流动-反应模型的建立 208

6.3.1流动模型的选择 208

6.3.2流动-反应模型的建立 210

6.4模型预测分析 212

参考文献 216

第7章新型耦合流化床反应器的工业化 218

7.1新型耦合流化床反应器的工业化实验 218

7.1.1装置简介 218

7.1.2实验结果分析 223

7.2全反应器模型 226

7.2.1耦合反应器的流动模型 227

7.2.2耦合反应器的反应器模型 238

7.2.3模型预测结果与实验数据的对比 244

7.3新型耦合流化床反应器的工业运行数据分析 247

参考文献 260

第8章二硫化碳合成过程简介 263

8.1二硫化碳合成工艺简介 263

8.1.1木炭法 263

8.1.2半焦法 264

8.1.3天然气法 265

8.1.4丙烯法 268

8.1.5其他工艺 268

8.1.6半焦法合成二硫化碳循环流化床工艺 268

8.2半焦制二硫化碳的反应 270

8.2.1半焦制二硫化碳的反应热力学 270

8.2.2半焦制二硫化碳固定床反应研究 278

参考文献 286

第9章耦合反应器内的两相流动行为 287

9.1实验装置与测量方法 287

9.2燃烧器内的流体力学行为 290

9.2.1燃烧器内半焦床层的密度分布 290

9.2.2燃烧器内的夹带速率 294

9.3半焦提升管内的流体力学行为 296

9.3.1实验现象 297

9.3.2提升管内床层密度的分布 298

9.4半焦在循环管线中的流动 302

9.4.1主要松动点对颗粒循环的影响 303

9.4.2一般松动点对颗粒循环的影响 306

9.5氧化铝小球的流体力学行为 307

9.5.1基本实验现象 308

9.5.2氧化铝小球在流化床中的流动行为 312

9.5.3氧化铝小球在提升管中的流动行为 314

9.6半焦和氧化铝小球混合颗粒的流体力学行为 315

9.6.1基本实验现象 315

9.6.2混合颗粒在流化床内的流体力学行为 316

9.6.3混合颗粒在提升管内的流体力学行为 319

0章二硫化碳耦合反应器的工业化 322

10.1半焦制二硫化碳循环流化床工艺的设计结果 322

10.1.1反应-燃烧系统简介 323

10.1.2循环流化床工艺的开工要点 327

10.1.3循环流化床的操作条件 340

10.2循环流化床工业装置工艺条件的优化 343

10.2.1操作条件对反应产率和产品分布的影响 343

10.2.2循环半焦夹带气体对产品收率和分布的影响 347

10.3工业装置燃烧器内半焦流动规律的研究 359

参考文献 366

刘梦溪，男，博士，中国石油大学（北京）教授，博士生导师，中国颗粒学会青年理事。主要研究方向为多相流反应器开发、流态化、多相流动与传递。近年来主持 自然基金2项、中石油中青年基金1项、中石油重大专项子课题1项、获发明专利授权11项；在 外发表论文37篇（其中SCI 收录7余篇、EI 收录19篇，核心期刊30篇）。

  卢春喜，男，博士，中国石油大学（北京）二级教授，博士生导师， 重点基础研究“973”项目首席科学家，北京市教学名师，北京市教学团队负责人，享受 政府特殊津贴。中国颗粒学会副理事长，中国化工学会化工过程强化专业委员会副主任委员，中国颗粒学会流态化专业委员会副主任。

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